DE69821989T2

DE69821989T2 - Vorrichtung zur faservereinzelung

Info

Publication number: DE69821989T2
Application number: DE69821989T
Authority: DE
Inventors: M. Hossein GHORASHI; H. Joseph MANSFIELD; Luo Cheng
Original assignee: Uster Technologies AG
Current assignee: Uster Technologies AG
Priority date: 1997-12-23
Filing date: 1998-12-11
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2018-12-12
Also published as: US6161441A; EP1042546B1; WO1999034045A1; CN1154757C; AR014159A1; TR200001987T2; AU1347199A; CN1283239A; AU751127B2; BR9814342A; JP2002500283A; EP1042546A1; DE69821989D1

Description

Gebiet der Erfindung
Allgemein betrifft die Erfindung die Verarbeitung von Fasern. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Vereinzelung von Wollfasern ohne die Fasern zu brechen.
Stand der Technik
Es ist in der Faserindustrie typisch und üblich, physikalische Eigenschaften der Wollfasern in einem Klumpen zu messen. Als „Klumpen" verstehen wir, dass viele Wollfasern, wie in einer Zehe, gleichzeitig gemessen werden und die Eigenschaften der Zehe werden den einzelnen Fasern zugeschrieben. Es mag zeitweise genauer sein, die Eigenschaften einzelner Wollfasern zu messen, statt Messungen am Klumpen zu machen. Aber Wollfasern können sehr schwierig zu vereinzeln sein. Ein Grund dafür ist, dass Wollfasern vergleichsweise länger als viele andere Fasern sind. Deshalb sind Wollfasern schwierig zu behandeln und brechen beim Vereinzeln leicht. Diese und andere Schwierigkeiten haben die Wollindustrie dazu gebracht, Messungen vorwiegend an Klumpen statt an Einzelfasern zu machen.
In der EP 0 604 877 , die den am nächsten liegenden Stand der Technik zeigt, ist eine mit Nadeln arbeitende Vorrichtung für die Vereinzelung von Fasern aus einer faserigen Masse offenbart. Eine solche Vorrichtung enthält mehrere Kämmelemente die nach und nach in die Fasermasse einstechen und die sich innerhalb einer Streckzone mit immer grösseren Abständen zwischen benachbarten Kämmelementen bewegen. Diese Maschine mit beschleunigten Nadeln führt Material einem Faservereinzler zu. Diese bekannte Vorrichtung ist zur Verarbeitung von Wollfasern, die sehr nahe miteinander verbunden sind, möglicherweise nicht am Besten geeignet. In einem solchen Falle hat das Strecken der Wollfasern mit Nadeln möglicherweise den Effekt, die Wollfasern zu brechen.
Es wäre deshalb wünschbar eine Vorrichtung für die Vereinzelung langer Fasern zu haben, die in einem Strom zugeführter Wolle enthalten sind, die die Wollfasern während der Vereinzelung nicht bricht.
Zusammenfassung
Die obengenannten und anderen Bedürfnisse werden durch eine Vorrichtung befriedigt, die Fasern in einem Strom vereinzelt ohne die Fasern zu brechen. Eine erste Stufe mit ersten Klemmrollen empfängt den zugeführten Strom und gibt ihn an eine zweite Stufe weiter. Die zweite Stufe erhält den Strom von der ersten Stufe und führt der dritten Stufe einen verdünnten Strom zu. Streckbänder in der zweiten Stufe strecken den zugeführten Strom unter Spannung von der ersten Stufe in die zweite Stufe. Zweite Klemmrollen strecken den zugeführten Strom unter Zugspannung von den Streckbändern der zweiten Stufe und führen den verdünnten Strom der dritten Stufe zu. Die dritte Stufe empfängt den verdünnten Strom von der zweiten Stufe und gibt vereinzelte Fasern ab. Streckbänder der dritten Stufe strecken den verdünnten Strom unter Spannung von der zweiten Stufe in die dritte Stufe. Dritte Klemmrollen strecken den verdünnten Strom unter Spannung von den Streckbändern der dritten Stufe und geben die vereinzelten Fasern ab.
Die ersten, zweiten und dritten Klemmrollen arbeiten als Stufen mit konstanter Geschwindigkeit, wo die Fasern über die ganze Zeit, in der sie durch die Klemmrollen gehalten werden, mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt werden. Die Streckbänder der zweiten und dritten Stufe arbeiten mit variabler Geschwindigkeit und fördern und erzeugen eine Beschleunigungskraft an jeder Faser und beschleunigen schliesslich jede Faser einzeln, wenn das nachlaufende Ende der Faser die unmittelbar vorausgehende Klemmrolle verlässt und sie erlauben es der Faser weiter zu beschleunigen, wenn das vordere Ende der Faser von der nächsten Klemmrolle erfasst wird. Deshalb können Fasern zwischen den Streckbändern sich mit jeder von drei Geschwindigkeiten bewegen. Indem der zugeführte Strom in jeder der drei Stufen nach und nach dünner wird, wird der Strom von einer Zehe zu einzelnen Fasern verringert. Die vereinzelten Fasern können je einzeln von einem Untersuchungsgerät entnommen werden, wo sie gemäss physikalischen Eigenschaften wie Länge, Farbe oder Zugkraft ausgemessen werden. So ermöglicht es die vorliegende Erfindung solche Messungen an einzelnen Fasern durchzuführen und das vermindert Ungenauigkeiten, die bei Messungen an einer Zehe oder einem Klumpen unvermeidlich sind.
In der vorzugsweisen Ausführung sind zweite und dritte Platten neben den Streckbändern der zweiten und der dritten Stufe angeordnet. Die Platten erzeugen Druck auf den zugeführten Strom und den verdünnten Strom und erlauben es den Fasern in begrenztem Masse zu gleiten. Vorzugsweise ist mindestens eine der zweiten und dritten Platten eine Druckplatte, die den Druck auf den zugeführten Strom zwischen den Streckbändern der zweiten Stufe und dem verdünnten Strom zwischen den Streckbändern der dritten Stufe anpasst.
Schrittmotoren treiben jede der ersten, zweiten und dritten Klemmrollen sowie die Streckbänder der zweiten und dritten Stufe an, und eine Geschwindigkeitssteuerung steuert für jede die Drehgeschwindigkeit getrennt an. Die ersten Klemmrollen drehen mit einer Drehzahl von etwa 5 UpM, die Streckbänder der zweiten Stufe drehen mit einer Drehzahl von etwa 15 UpM, die zweiten Klemmrollen drehen mit einer Drehzahl von etwa 30 UpM, die Streckbänder der dritten Stufe drehen mit einer Drehzahl von etwa 60 UpM und die dritten Klemmrollen drehen mit einer Drehzahl zwischen etwa 300 UpM und 400 UpM.
Eine Vakuumdüse ist neben der dritten Stufe angeordnet um vereinzelte Fasern aus der dritten Stufe mit einem nicht turbulenten Luftstrom zu strecken. Ein Analysiergerät erhält die vereinzelten Fasern aus der Vakuumdüse und erfasst physikalische Eigenschaften der vereinzelten Fasern wie die Länge.
Die ersten, zweiten und dritten Stufen und die Vakuumdüse sind einstellbar auf einer Schiene angebracht, um Abstände zwischen den ersten, zweiten und dritten Stufen und der Vakuumdüse zu vergrössern und zu verkleinern. Es gibt einen ersten Abstand von etwa einem halben Zoll bis zu etwa viereinhalb Zoll zwischen der ersten und der zweiten Stufe, einen zweiten Abstand von etwa einem halben Zoll bis zu etwa sechseinhalb Zoll zwischen der zweiten und der dritten Stufe und einen dritten Abstand von etwa Null und einem viertel Zoll zwischen der dritten Stufe und der Vakuumdüse.
Erste einstellbare Druckelemente stellen den Druck zwischen den ersten Klemmrollen ein und verhindern, dass die Fasern im zugeführten Strom zwischen den ersten Klemmrollen gleiten. Entsprechend stellen zweite einstellbare Druckelemente den Druck zwischen den zweiten Klemmrollen ein und verhindern, dass die Fasern im verdünnten Strom zwischen den zweiten Klemmrollen gleiten. Ähnlich stellen dritte einstellbare Druckelemente den Druck zwischen den dritten Klemmrollen ein und verhindern, dass die vereinzelten Fasern zwischen den dritten Klemmrollen gleiten.
Zweite Luftmesser, die neben den zweiten Klemmrollen angeordnet sind, und dritte Luftmesser, die neben den Streckbändern der dritten Stufe angeordnet sind, entfernen Fasern von den zweiten Klemmrollen und den Streckbändern der dritten Stufe. Vorzugsweise sind die Fasern aus Wolle und der zugeführte Strom ist zehenförmig.
In einem Verfahren zum Vereinzeln von Fasern in einem zugeführten Strom, ohne die Fasern zu brechen, wird der zugeführte Strom ersten Klemmrollen zugeführt, die sich mit einer gegebenen Geschwindigkeit drehen. Der Druck zwischen den ersten Klemmrollen wird soweit erhöht, bis die Fasern im zugeführten Strom dazwischen nicht gleiten. Die Fasern werden unter Zug von den ersten Klemmrollen und zwischen einem zweiten oberen und einem zweiten unteren Streckband abgezogen, die sich mit einer Geschwindigkeit drehen, die grösser ist als die Geschwindigkeit der ersten Klemmrollen. Der Druck auf die Fasern zwischen den Streckbändern der zweiten Stufe wird so angepasst, dass die Fasern in beschränktem Masse gleiten können. Die Fasern werden unter Zug von den zweiten Streckbändern zu zweiten Klemmrollen gezogen, die sich mit einer Geschwindigkeit drehen, die grösser ist als jene der Streckbänder der zweiten Stufe. Der Druck zwischen den zweiten Klemmrollen wird erhöht bis die Fasern zwischen den zweiten Klemmrollen nicht mehr gleiten.
Wie vorher werden die Fasern unter Zug von den zweiten Klemmrollen zwischen einem dritten oberen und einem dritten unteren Streckband hindurchgezogen, die mit höherer Geschwindigkeit drehen als die zweiten Klemmrollen. Der Druck auf die Fasern zwischen den Streckbändern der dritten Stufe wird so angepasst, dass ein beschränktes Gleiten zwischen den Fasern möglich ist. In ähnlicher, wie oben beschreibener Weise werden die Fasern unter Zug von den Streckbändern der dritten Stufe zu den dritten Klemmrollen gezogen, die mit höherer Geschwindigkeit drehen als die Streckbänder der dritten Stufe. Der Druck zwischen den dritten Klemmrollen wird erhöht bis die Fasern zwischen den Klemmrollen nicht mehr gleiten. Die Fasern werden von den dritten Klemmrollen vereinzelt abgegeben.
Das beschriebene Verfahren vereinzelt Fasern indem sie in jede folgende Stufe mit immer höherer Geschwindigkeit hineingezogen werden. Wenn die Fasern durch abwechselnde Paare von Klemmrollen und Streckbändern hindurchgehen, werden jene Fasern, die anderen Fasern im zugeführten Strom leicht vorauseilen, oder, mit anderen Worten, jene Fasern, die vor den anderen Fasern im zugeführten Strom in jedes Paar Rollen oder Bänder eintreten, vor die anderen dahinter folgenden Fasern gezogen. Auf diese Weise wird der zugeführte Strom schnell verzogen und bis zu einem Punkt verdünnt, wo vereinzelte Fasern erzeugt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden erkennbar indem Bezug auf die nachfolgende ausführliche Beschreibung genommen wird, wenn diese zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen beachtet wird, die nicht massstäblich sind, wobei gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
1 ein Funktionsdiagramm einer Vorrichtung der vorliegenden Erfindung und 2 eine teilweise perspektivische Ansicht der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beschreibung der vorzugsweisen Ausführung
In 1 ist ein Vereinzler 50 für die Vereinzelung von Fasern in einem zugeführten Strom 9 ohne Fasern zu brechen gezeigt. Vorzugsweise ist der zugeführte Strom 9 eine Zehe aus Wolle, aber es könnte auch Band aus Baumwolle oder ein anderes faseriges Material sein. Die Fasern des zugeführten Stromes 9 sind im Strom 9 im Wesentlichen parallel, aber nicht bezüglich ihres Anfanges oder Endes im Strom 9 ausgerichtet. Mit anderen Worten überlappen sich die Fasern entlang ihrer Länge im zugeführten Strom 9, so dass der zugeführte Strom einen langen Strang aus unverwobenen Fasern bildet. Weiter sind die Fasern im zugeführten Strom 9 im Wesentlichen nicht miteinander verdreht, wie es die Fasern eines Seiles sind. So ist es in erster Linie die Reibung zwischen den einzelnen Fasern innerhalb des zugeführten Stromes 9, die den zugeführten Strom 9 in einem langen Strang zusammenhält.
Eine erste Stufe 10 erhält den zugeführten Strom 9 im Vereinzler 50. In der vorzugsweisen Ausführung hat die erste Stufe 10 eine feste Lage. Aber in einer anderen Ausführung ist die erste Stufe 10 verstellbar auf einer Bahn 52 (in 2 gezeigt) so befestigt, dass die erste Stufe 10 bewegt und lösbar längs der Bahn 52 befestigt werden kann. Das kann auf eine oder mehrere verschiedene Weisen geschehen.
Beispielsweise kann die Bahn 52 eine oder mehrere gerade Stangen mit quadratischem oder rundem Querschnitt aufweisen, und die erste Stufe 10 hat Klemmen, die die Stangen umschliessen. Die Klemmen werden gelöst, so dass die erste Stufe 10 gleiten und in einer Lage entlang den Stangen eingestellt werden kann. Dann werden die Klemmen angezogen um die erste Stufe 10 in der gewünschten Lage zu befestigen. Oder die Bahn 52 könnte aus einer oder mehreren Führungsschrauben bestehen, wobei die Lager der Führungsschrauben an der ersten Stufe 10 befestigt sind. Die Führungsschrauben der Bahn werden dann gedreht, um die erste Stufe 10 entlang der Bahn vorwärts oder rückwärts zu bewegen und die erste Stufe 10 wird dann durch die Windungen der Führungsschrauben an Ort gehalten, wenn diese nicht mehr gedreht werden. Dabei wird die erste Stufe 10 an Ort gehalten. Weiter kann die Bahn 52 aus einer oder mehreren Zahnstangen bestehen, die mit Zahnrädern im Eingriff sind, die an der ersten Stufe 10 befestigt sind. Die Zahnräder können angetrieben werden um die erste Stufe 10 entlang der Bahn 52 vorwärts und rückwärts zu bewegen. Die innere Reibung der Motoren kann die erste Stufe 10 in der gewünschten Lage halten. Natürlich kann auch irgendeine Kombination dieser Verfahren verwendet werden, um die erste Stufe 10 auf der Bahn 52 zu befestigen und viele andere Verfahren und Vorrichtungen könnten auch angepasst werden und entsprechen dem Sinn dieser Offenbarung.
Die erste Stufe 10 enthält erste Klemmrollen 16a und 16b, die den zugeführten Strom 9 in die erste Stufe 10 ziehen. Die Bezeichnungen wie „erste", „zweite" oder „dritte" wie sie hier gebraucht werden, geben nicht notwendigerweise an, wieviele Elemente in einer Ausführung vorhanden sind, geben aber eher die Stufe an, in welcher das Element angeordnet ist. Vorzugsweise ist eine der ersten Klemmrollen 16a und 16b aus Gummi und die andere aus rostfreiem Stahl. Aber in anderen Ausführungen sind beide ersten Klemmrollen 16a und 16b entweder aus Gummi oder einem anderen elastomeren Material, oder aus rostfreiem Stahl oder aus einem anderen harten Material. Die ersten Klemmrollen 16a und 16b können Längsrippen haben um die Oberfläche zu erhöhen und Kanten bilden um die Reibung zwischen den ersten Klemmrollen 16a und 16b und den Fasern im zugeführten Strom 9 dazwischen zu erhöhen.
Erste einstellbare Druckelemente 56a (in 2 gezeigt) werden benützt um den Druck zwischen den ersten Klemmrollen 16a und 16b einzustellen. Die ersten einstellbaren Druckelemente 56a können eine oder mehrere verschiedene Mechaniken aufweisen. Beispielsweise können die Enden der ersten Klemmrollen 16a und 16b auf je einer Schraube befestigt sein, wobei ein Ende der ersten oberen Klemmrolle 16a an einem Ende der Schraube und das entsprechende Ende der ersten unteren Klemmrolle 16b am anderen Ende der Schraube angeordnet ist, mit gleicher Anordnung bei den anderen Enden der ersten Klemmrollen 16a und 16b. So werden die ersten Klemmrollen 16a und 16b zueinander gezogen, wenn die Schrauben in einer Richtung bewegt werden und wenn die Schrauben in der anderen Richtung bewegt werden, werden die Klemmrollen 16a und 16b voneinander weggedrückt.
In einer anderen Ausführung kann eine der ersten Klemmrollen 16 und 16b in einer festen Lage und die andere der ersten Klemmrollen 16a und 16b kann von der festen Rolle zu- und wegbewegbar sein. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die eine der ersten Klemmrollen 16a und 16b auf Daumenschrauben befestigt werden, die eingestellt werden können um die ersten Klemmrollen 16a und 16b vor- und rückwärts zu bewegen. Ferner können hydraulisch oder pneumatisch angetriebene Druckzylinder mit den ersten bewegbaren Klemmrollen 16a und 16b verbunden werden um Druck zwischen den ersten Klemmrollen 16a und 16b aufzubauen. Es gibt natürlich einige andere Vorrichtungen, die ebenfalls benützt werden können, um Druck zwischen den ersten Klemmrollen 16a und 16b aufzubauen, wobei diese anderen Vorrichtungen die Erfindung betreffen und im Rahmen dieser Offenbarung liegen.
Die Materialien aus denen die ersten und zweiten Klemmrollen 16a und 16b geformt sind, werden teilweise wegen ihrer Fähigkeit die Fasern festzuhalten und den Fasern des zugeführten Stromes 9 Reibung zu vermitteln gewählt. Der einstellbare Druck zwischen den ersten Klemmrollen 16a und 16b wird teilweise ebenfalls deshalb aufgebracht, um die Fähigkeit der Klemmrollen 16a und 16b, den Fasern des zugeführten Stromes Reibung zuzuführen, zu verbessern. Auf diese Weise gleiten die Fasern zwischen den ersten Klemmrollen 16a und 16b vorzugsweise nicht. Damit ist gemeint, dass die Fasern des zugeführten Stromes 9 vorzugsweise ihre gegenseitige Lage im zugeführten Strom für die gesamte Zeit da sie zwischen den ersten Klemmrollen 16a und 16b geklemmt sind, bewahren. Die Bedeutung, die Fasern im zugeführten Strom 9 zwischen den ersten Klemmrollen 16a und 16b so zu halten, dass sie zueinander nicht gleiten können, ist nachfolgend genauer beschrieben.
Die ersten Klemmrollen 16a und 16b drehen mit derselben Geschwindigkeit und in entgegengesetzten Richtungen, so dass der zugeführte Strom 9 der dazwischen liegt, zwischen den ersten Klemmrollen 16a und 16b eingezogen und auf der anderen Seite von den ersten Klemmrollen 16a und 16b ausgestossen wird. Ein Schrittmotor 54 (gemäss 2) bewirkt die Drehung der ersten Klemmrollen 16a und 16b und eine Geschwindigkeitsregelung 42 (gemäss 2) regelt zusammen mit dem Schrittmotor 54 die Geschwindigkeit mit der die ersten Klemmrollen 16a und 16b sich drehen. Die ersten Klemmrollen 16a und 16b drehen sich mit einer ersten vorgegebenen Geschwindgkeit, die in der vorzugsweisen Ausführung etwa 5 Umdrehungen pro Minute (UpM) beträgt. Die Bedeutung dieser Geschwindigkeit wird nachfolgend genauer beschrieben.
Eine zweite Stufe 12 ist neben der ersten Stufe 10 angeordnet und ebenfalls auf der Bahn 52 (gemäss 2) in einer Weise befestigt, wie sie oben mit grösserer Genauigkeit für die erste Stufe 10 beschrieben ist. Die zweite Stufe 12 erhält den zugeführten Strom 9 von der ersten Stufe 10 und ergibt einen verdünnten Strom 13. Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe erhalten den zugeführten Strom 9 und ziehen den zugeführten Strom 9 unter Spannung zwischen die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe. Die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe bestehen vorzugsweise aus elastomerem Material wie Gummi, das einen relativ hohen Grad an Reibung zwischen den Fasern des zugeführten Stromes 9 und den Streckbändern 18a und 18b der zweiten Stufe erzeugt.
Die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe werden vorzugsweise zwischen zwei Sätzen 20a und 20b aus zwei oder mehr Rollen gespannt. So werden die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe in Umlauf gebracht, wenn eine der Rollen 20a und 20b sich dreht. Die Drehkraft der Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe wird vom Schrittmotor 54 (gemäss 2) aufgebracht. Die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe werden in entgegengesetzten Drehrichtungen angetrieben, so dass der zugeführte Strom 9, der dazwischen liegt, dazwischen gestreckt wird und auf der anderen Seite ausgegeben wird.
Die Drehrichtungen werden so gewählt, dass sie mit den Drehrichtungen der ersten Klemmrollen 16a und 16b übereinstimmen. Mit anderen Worten drehen das zweite obere Streckband 20a und die erste obere Klemmrolle 16a in einer ersten Richtung und das zweite untere Streckband 20b und die erste untere Klemmrolle 16b drehen in einer zweiten Richtung. Das Resultat dieser Anordnung ist, dass der zugeführte Strom 9, der zwischen die ersten Klemmrollen 16a und 16b eintritt in eine Richtung entlang des Pfades zwischen den ersten Klemmrollen 16a und 16b und den Streckbändern der zweiten Stufe 18a und 18b gezwungen wird.
Die Geschwindigkeit mit der die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe sich drehen, wird durch die Geschwindigkeitsregelung 42 (gemäss 2) geregelt und ist in Abhängigkeit des gewünschten Streckverhältnisses unabhängig veränderbar. Die Drehgeschwindigkeit der Streckbänder der zweiten Stufe 18a und 18b ist grösser als die Geschwindigkeit mit der die ersten Klemmrollen 16a und 16b sich drehen und die Bedeutung dieses Verhältnisses wird nachfolgend mit grösserer Genauigkeit erklärt. In der vorzugsweisen Ausführung beträgt die Drehgeschwindigkeit der Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe etwa 15 UpM.
Zweite Platten 22a und 22b sind neben und auf gegenüberligenden Seiten der Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe angeordnet. Da die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe vorzugsweise aus elastomerem Material bestehen, ergeben die zweiten Platten 22a und 22b eine gewisse Steifigkeit und einen gewissen Widerstand für die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe, auf einer Distanz zwischen den Rollen 20a und 20b, auf denen die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe gelagert sind. Diese Steifigkeit und dieser Widerstand tragen dazu bei, die Reibung zwischen den Streckbändern 18a und 18b der zweiten Stufe und dem zugeführten Strom 9 der dazwischen gezogen wird, zu steigern. Die Platten 22a und 22b bestehen vorzugsweise aus Metall, könnten aber auch aus Plastik, Glas oder aus einem anderen glatten, elastischen Material bestehen, das einen geringen Reibungskoeffizienten aufweist, um keine übermässige Abnützung der Bänder zu bewirken.
Der Druck zwischen den Streckbändern 18a und 18b der zweiten Stufe und den Fasern des zugeführten Stromes 9 wird weiter gesteigert, indem ein Druckmodul 24a neben einer oder beiden zweiten Platten 22a und 22b angeordnet wird. In 1 ist ein Druckmodul 24a neben der zweiten oberen Platte 22a dargestellt, das die zweite obere Platte 22a zur Druckplatte macht. Das Druckmodul 24a kann eine mechanische, hydraulische oder pneumatische Vorrichtung wie oben beschrieben sein, und sie ist vorgesehen um weiter den Druck zu steigern und fein zu regeln, der durch die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe auf die Fasern des zugeführten Stromes 9 ausgeübt wird.
Im Gegensatz zu den ersten Klemmrollen 16a und 16b, die so ausgebildet sind, dass kein Schlupf zwischen den Fasern des zugeführten Stromes 9 möglich ist, sind die Bestandteile des oben beschriebenen Teils der zweiten Stufe 12, das sind die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe, die Rollen 20a und 20b, die Platten 22a und 22b und das Druckmodul 24a so ausgebildet, dass beschränktes Gleiten zwischen Fasern des zugeführten Stromes 9 zugelassen ist. Wenn sich die Fasern zwischen den Streckbändern 18a und 18b der zweiten Stufe befinden, so ist es deshalb beabsichtigt, dass einige Fasern durch die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe mit höherer Geschwindigkeit vorwärts bewegt werden, als andere Fasern des zugeführten Faserstromes 9. Wenn Fasern zwischen den Streckbändern 18a und 18b der zweiten Stufe mit höherer Geschwindigkeit austreten, als die mit der sie eintreten, da die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe sich schneller drehen als die ersten Klemmrollen 16a und 16b, so wird der zugeführte Faserstrom 9 verdünnt, wenn er sich zwischen den Streckbändern 18a und 18b der zweiten Stufe bewegt. Mit anderen Worten werden die Fasern im zugeführten Faserstrom 9 teilweise aber nicht vollständig vereinzelt wenn sie die zweite Stufe 12 durchlaufen. Dies wird nachfolgend genauer beschrieben.
Am Ausgang der Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe werden die Fasern des zugeführten Faserstromes 9 durch zweite Klemmrollen 16c und 16d aufgenommen. Die zweiten Klemmrollen 16c und 16d sind vorzugsweise sehr ähnlich wie die ersten Klemmrollen 16a und 16b ausgebildet. Mit anderen Worten ist eine der zweiten Klemmrollen 16c und 16d vorzugsweise aus Gummi und die andere ist vorzugsweise aus rostfreiem Stahl. In anderen Ausführungen sind beide zweiten Klemmrollen 16c und 16d entweder aus Gummi oder aus einem elastomeren Material oder aus rostfreiem Stahl oder einem anderen harten Material. Die zweiten Klemmrollen 16c und 16d können in Längsrichtung gerippt sein um mehr Flächen und Kanten für Reibung zwischen den zweiten Klemmrollen 16c und 16d und den Fasern des zugeführten Stromes 9, der dazwischen hindurchgeht, zu erzeugen.
Zweite einstellbare Druckmittel (gemäss 2) werden benützt, um den Druck zwischen den zweiten Klemmrollen 16c und 16d einzustellen. Die zweiten einstellbaren Druckmittel 56b können durch einen oder mehrere verschiedene Mechanismen wie oben beschrieben vorgegeben sein. Wie oben für die ersten Klemmrollen 16a und 16b erwähnt, werden die Materialien, aus denen die zweiten Klemmrollen 16c und 16d geformt sind, teilweise wegen ihrer Fähigkeit festzukelmmen und Reibung mit den Fasern des zugeführten Stromes 9 zu erzeugen, ausgewählt. Der einstellbare Druck zwischen den zweiten Klemmrollen 16c und 16d wird auch teilweise zur Verbesserung der Fähigkeit der zweiten Klemmrollen 16c und 16d mit den Fasern des zugeführten Stromes 9 zu reiben erzeugt. Auf diese Weise gleiten die Fasern des zugeführten Stromes 9 vorzugsweise zwischen den zweiten Klemmrollen 16c und 16d nicht.
Ähnlich wie bereits beschrieben drehen sich die zweiten Klemmrollen 16c und 16d mit derselben Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung, so dass der zugeführte Strom 9 der dazwischen liegt, zwischen den zweiten Klemmrollen 16c und 16d gezogen und von den Klemmrollen 16c und 16d auf der anderen Seite ausgestossen wird. Ein Schrittmotor 54 (wie in 2 abgebildet) erzeugt die Drehung zwischen den zweiten Klemmrollen 16c und 16d und die Geschwindigkeitssteuerung 42 (wie in 2 abgebildet) steuert zusammen mit dem Schrittmotor 54 unabhängig davon die Geschwindigkeit mit der die zweiten Klemmrollen 16c und 16d sich drehen. Vorzugsweise drehen sich die zweiten Klemmrollen 16c und 16d mit einer Geschwindigkeit die grösser ist, als die Geschwindigkeit mit welcher die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe sich drehen. In der vorzugsweisen Ausführung drehen sich die zweiten Klemmrollen 16c und 16d mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 UpM.
So werden die Fasern des zugeführten Stromes 9 beschleunigt, wenn sie durch die ersten Klemmrollen 16a und 16b, die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe und die zweiten Klemmrollen 16c und 16d hindurchgehen. Diese Beschleunigung neigt dazu, den zugeführten Strom 9 zu verdünnen wie oben kurz beschrieben. Um die Beschreibung wie dies geschieht fortzusetzen, werden die nachlaufenden Enden jeder Faser zwischen den ersten Klemmrollen 16a und 16b zurückgehalten, wenn die Fasern des zugeführten Stromes 9 durch die ersten Klemmrollen 16a und 16b hindurchgehen. Die Vorderenden der Fasern werden aber zwischen den Streckbändern 18a und 18b der zweiten Stufe hindurchgezogen.
Weil die ersten Klemmrollen 16a und 16b genügend Kraft auf die Fasern ausüben, so dass sie nicht losgelassen werden, hindern sie die Fasern daran, durch die zweite Stufe 12 mit grösserer Geschwindigkeit hindurchgestossen zu werden als die Geschwindigkeit, mit der die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe sich drehen. So arbeiten sich die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe mit einer grösseren Geschwindigkeit durch die Fasern als die, die ihnen die ersten Klemmrollen 16a und 16b erlaubt. Deshalb ist es wichtig, dass der Druck zwischen den ersten Klemmrollen 16a und 16b gross genug ist, um die Fasern des zugeführten Stromes 9 zurückzuhalten, so dass die Fasern aus den ersten Klemmrollen 16a und 16b solange nicht weggezogen werden, bis die Faserenden von den ersten Klemmrollen 16a und 16b Iosgelassen werden.
Wenn das Ende einer Einzelfaser aus den ersten Klemmrollen 16a und 16b entlassen wird, bewirkt der Druck den die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe auf die Fasern ausüben, dass die Fasern auf die Geschwindigkeit der Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe beschleunigt werden. Die so losgelassenen Fasern werden an den Klemmrollen 16a und 16b vorbeibewegt und aus den anderen Fasern des zugeführten Stromes 9 herausgezogen, die immer noch zwischen den Klemmrollen 16a und 16b zurückgehalten werden. Dieser Vorgang neigt dazu, den zugeführten Strom 9 zu verdünnen und zu verlängern, was ein Teilschritt zur Vereinzelung der Fasern ist. Mit anderen Worten, im extremen Fall, in dem der zugeführte Strom 9 länger und dünner wird, gelangt man letztlich an einen Punkt, an dem der zugeführte Strom 9 nur noch eine einzige Faser an jedem Punkt entlang seines Querschnittes enthält.
Wie oben erwähnt erzeugt der Druck zwischen den Streckbändern 18a und 18b der zweiten Stufe einen steuerbaren Schlupf zwischen den Fasern des zugeführten Stromes 9. Wenn der Druck zwischen den Streckbändern 18a und 18b der zweiten Stufe zu gross ist, neigt er dazu, diejenigen Fasern zu brechen die von den ersten Klemmrollen 16a und 16b noch nicht Iosgelassen wurden. Ist der Druck zwischen den Streckbändern 18a und 18b der zweiten Stufe nicht gross genug, dann genügt er nicht um die Reibung zwischen den Fasern zu überwinden und die Fasern, die von den ersten Klemmrollen 16a und 16b Iosgelassen wurden, an den anderen Fasern des zugeführten Stromes vorbei zu beschleunigen, die von den Klemmrollen 16a und 16b noch nicht Iosgelassen wurden. Entsprechend gilt, dass wenn der Druck zwischen den ersten Klemmrollen 16a und 16b nicht gross genug ist, um die Fasern des zugeführten Stromes 9 vor dem Gleiten zueinander zu bewahren, dann werden die Fasern durch den Druck, der zwischen den Streckbändern 18a und 18b der zweiten Stufe ausgeübt wird, ausgestossen und die Fasern werden nicht gleichmässig verdünnt.
Es gibt einen ersten Spalt 40 von etwa zwischen 0.0127 m (ein halbes Zoll) und 0.1143 m (viereinhalb Zoll) zwischen der ersten Stufe 10 und der zweiten Stufe 12. Die Breite dieses Spaltes 40 wird teilweise aufgrund der Länge der Fasern im zugeführten Strom 9 gewählt, die durch den Vereinzler 50 verarbeitet werden. Vorzugsweise wird der erste Spalt 40 so eingestellt, dass der Abstand zwischen den ersten Klemmrollen 16a und 16b und den zweiten Klemmrollen 16c und 16d mindestens gerade grösser ist als die Länge der längsten Fasern im zugeführten Strom 9. Der Grund dafür ist der, dass die ersten Klemmrollen 16a und 16b und die zweiten Klemmrollen 16c und 16d auf die Fasern genügend Druck ausüben, so dass die Fasern durch die ersten Klemmrollen 16a und 16b und die zweiten Klemmrollen 16c und 16d zurückgehalten werden.
Wenn die ersten Klemmrollen 16a und 16b und die zweiten Klemmrollen 16c und 16d genügend nahe beieinander wären, dass eine Faser durch die ersten Klemmrollen 16a und 16b und die zweiten Klemmrollen 16c und 16d gehalten wäre, dann würde die Faser durch den Vereinzler 50 gebrochen oder gestreckt. Dies weil die zweiten Klemmrollen 16c und 16d sich mit wesentlich grösserer Geschwindigkeit drehen als die ersten Klemmrollen 16a und 16b. Deshalb würden die zweiten Klemmrollen 16c und 16d versuchen die Faser schneller zu ziehen als die ersten Klemmrollen 16a und 16b sie abgeben könnten. Da die Reibung zwischen den ersten Klemmrollen 16a und 16b und den zweiten Klemmrollen 16c und 16d gross genug ist, so dass die Fasern untereinander nicht gleiten können, würden die Fasern brechen. Dies würde alle nachfolgenden Ablesungen an vereinzelten Fasern, wie Längenmessungen, ungültig machen.
In ähnlicher Art und Weise wie vorauseilende Fasern aus nachlaufenden Fasern herausgezogen werden, wenn die Fasern die ersten Klemmrollen 16a und 16b verlassen und in die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe eintreten, so werden auch vorauseilende Fasern aus nachlaufenden Fasern herausgezogen, wenn die Fasern in die zweiten Klemmrollen 16c und 16d eintreten. Da die zweiten Klemmrollen 16c und 16d sich schneller drehen als die Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe, bewirken die zweiten Klemmrollen 16c und 16d, dass Fasern, die in diese eingezogen werden an anderen Fasern mit einer höheren Geschwindigkeit vorbeigleiten, als die Geschwindigkeit der Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe und die Geschwindigkeit der ersten Klemmrollen 16a und 16b.
So bewegen sich Fasern im zugeführten Strom 9 im Bereiche zwischen den Streckbändern 18a und 18b der zweiten Stufe mit drei verschiedenen Geschwindigkeiten. Diejenigen Fasern, die sich am langsamsten bewegen, sind die, die immer noch durch die ersten Klemmrollen 16a und 16b zurückgehalten werden und die sich mit derselben Geschwindigkeit bewegen wie die Klemmrollen 16a und 16b. Diejenigen Fasern, die von den ersten Klemmrollen 16a und 16b Iosgelassen wurden und sich mit der Geschwindigkeit der Streckbänder 18a und 18b der zweiten Stufe bewegen, beschleunigen an den langsamsten Fasern vorbei. Diejenigen Fasern, die von den zweiten Klemmrollen 16c und 16d gezogen werden und sich mit der Geschwindigkeit der zweiten Klemmrollen 16c und 16d bewegen, beschleunigen an diesen beiden Gruppen langsamer Fasern vorbei. So neigen diese drei Geschwindigkeiten, mit denen die Fasern bewegt werden dazu, den zugeführten Strom 9 zu strecken und zu verlängern und ergeben einen verdünnten Strom 13 am Ausgang der zweiten Stufe 12.
Die Geschwindigkeit mit der die zweiten Klemmrollen 16c und 16d sich drehen genügt, damit Fasern dazu neigen, sich um die zweiten Klemmrollen 16c und 16d zu schlingen, statt mit den anderen Fasern weiterzugehen und verarbeitet zu werden. Damit dieses Umschlingen der zweiten Klemmrollen 16c und 16d durch Fasern in dieser Art weniger oft auftritt, sind Mittel vorgesehen, die die Fasern des verdünnten Stromes 13 zwingen auf dem richtigen Weg zu bleiben. Verschiedene Verfahren können angewendet werden, um dies zu erreichen.
Beispielsweise können Bleche in einer Position entlang den zweiten Klemmrollen 16c und 16d angeordnet werden, die am Umfang gerade nach dem Punkt liegen, wo die Fasern des verdünnten Stromes 13 von den zweiten Klemmrollen 16c und 16d Iosgelassen werden. Auf diese Weise begegnen Fasern, die dazu neigen, der Richtung der Drehung zu folgen und die zweiten Klemmrollen 16c und 16d zu umschlingen, den Blechen und werden auf den richten Weg zurückgeführt.
Vorzugsweise werden Luftmesser 32a und 32b verwendet, um die Fasern innerhalb des verdünnten Stromes 13 zu halten. Die Luftmesser 32a und 32b bestehen aus einer Reihe Luftdüsen, die entlang der Längen der zweiten Klemmrollen 16c und 16d angeordnet sind, und gegen den Ausgang der zweiten Klemmrollen 16c und 16d gerichtet sind. Die Luftdüsen der Luftmesser 32a und 32b sind im Wesentlichen tangential zu den zweiten Klemmrollen 16c und 16d gerichtet. Die Luftdüsen neigen dazu, die Fasern des verdünnten Stromes 13 von den Rändern der zweiten Klemmrollen 16c und 16d weg und in den richtigen Weg für die weitere Verarbeitung zu blasen.
Wenn die Fasern des verdünnten Stromes 13 aus den zweiten Klemmrollen 16c und 16d austreten, werden sie zwischen die Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe eingezogen. Das Verfahren des Streckens und Verdünnens des verdünnten Stromes 13 wiederholt sich dann in der fast gleichen Weise wie oben für den zugeführten Strom 9 beschrieben, der in und zwischen der ersten Stufe 10 und der zweiten Stufe 12 verdünnt und gestreckt wird. Die Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe sind vorzugsweise aus elastomerem Material wie Gummi, das einen relativ hohen Grad an Reibung zwischen den Fasern des verdünnten Stromes 13 und den Streckbändern 18c und 18d der dritten Stufe erzeugt.
Die Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe sind vorzugsweise über Gruppen 20c und 20d mit zwei oder mehr Rollen gespannt. Auf diese Weise werden die Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe gedreht, wenn eine der Rollen 20c und 20d gedreht wird. Die Rotationskraft wird den Streckbändern 18c und 18d der dritten Stufe von einem Schrittmotor 54 zugeführt (gemäss 2). Die Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe werden in entgegengesetzten Drehrichtungen gedreht, so dass der verdünnte Strom 13 dazwischen aufgenommen, dazwischen gezogen und auf der anderen Seite ausgestossen wird.
Die Drehrichtungen werden so gewählt, dass sie mit den Drehrichtungen der anderen Rollen und Bändern, die oben erwähnt sind, übereinstimmen, sodass die Fasern in derselben Richtung im und durch den Vereinzler 50 gezogen werden. Die Geschwindigkeit mit der die Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe sich drehen, wird unabhängig durch die Geschwindigkeitssteuerung 42 (in 2 gezeigt) gesteuert. Die Drehgeschwindigkeit der Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe ist grösser als die Geschwindigkeit mit der sich die zweiten Klemmrollen 16c und 16d drehen. Die Bedeutung dieses Umstandes wurde oben bereits genauer beschrieben und wird nachfolgend erneut kurz erwähnt. In der vorzugsweisen Ausführung beträgt die Drehgeschwindigkeit der Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe etwa 60 UpM.
Dritte Platten 22c und 22d sind neben und auf beiden Seiten der Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe angeordnet. Da die Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe vorzugsweise aus elastomerem Material bestehen, erzeugen die dritten Platten 22c und 22d etwas Steifigkeit und Widerstand für die Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe auf einer Länge zwischen den Rollen 20c und 20d, auf denen die Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe montiert sind. Die Steifigkeit und der Widerstand helfen mit, die Reibung zwischen den Streckbändern 18c und 18d der dritten Stufe und dem verdünnten Strom 13 zu verstärken, der dazwischen gezogen wird. Der Druck zwischen den Streckbändern 18c und 18d der dritten Stufe und den Fasern des verdünnten Stromes 13 wird dadurch verstärkt, dass Druckmodule 24c und 24d neben jeder der dritten Platten 22c und 22d angeordnet werden. In 1 ist ein Druckmodul 24c neben der oberen dritten Platte 22c gezeigt, was aus der oberen dritten Platte 22c eine Druckplatte macht und ein Druckmodul 24d ist neben der unteren dritten Platte 22d gezeigt, was aus der unteren dritten Platte 22d eine Druckplatte macht. Wie oben erwähnt, ist vorzugsweise nur eine der dritten Platten 22c und 22d eine Druckplatte und entweder die obere oder die untere Platte 22c und 22d kann gewählt und als Druckplatte umgebaut werden.
Wie oben beschrieben, sind die Druckplatten 22c und 22d so ausgelegt, dass sie ein beschränktes Gleiten zwischen den Fasern des verdünnten Stromes 13 erlauben. Wenn somit die Fasern zwischen den Streckbändern 18c und 18d der dritten Stufe liegen, so ist es beabsichtigt, dass einige Fasern schneller durch die Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe vorrücken als andere Fasern des verdünnten Stromes 13. Wenn Fasern aus den Streckbändern 18c und 18d der dritten Stufe mit grösserer Geschwindigkeit austreten als sie eintreten, wird der verdünnte Strom weiter verdünnt, wenn er sich zwischen den Streckbändern 18c und 18d der dritten Stufe bewegt. Mit anderen Worten werden die Fasern im verdünnten Strom 13 vereinzelt, wenn sie sich durch die dritte Stufe 14 bewegen, wie dies oben genauer beschrieben ist.
Am Ausgang der Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe werden die Fasern des verdünnten Stromes 13 durch dritte Klemmrollen 16e und 16f empfangen. Die dritten Klemmrollen 16e und 16f sind vorzugsweise in einer sehr ähnlichen Weise wie die ersten und zweiten Klemmrollen 16a, 16b, 16c und 16d ausgelegt. Mit anderen Worten ist eine der dritten Klemmrollen 16e und 16f vorzugsweise aus Gummi und die andere ist vorzugsweise aus rostfreiem Stahl. In anderen Ausführungen sind die dritten Klemmrollen 16e und 16f wie oben für die anderen Ausführungen beschrieben ausgeführt.
Dritte einstellbare Druckmittel 56c (in 2 gezeigt) werden benützt, um den Druck zwischen den dritten Klemmrollen 16e und 16f anzupassen. Die dritten einstellbaren Druckmittel 56c können durch einen oder mehrere verschiedene Mechanismen, wie oben erklärt, gegeben sein. Wie oben für die zweiten Klemmrollen 16c und 16d erwähnt, werden die Materialien aus denen die dritten Klemmrollen 16e und 16f gemacht sind, teilweise wegen ihrer Fähigkeit Fasern festzuhalten und Reibung zwischen den Fasern des verdünnten Stromes 13 zu erzeugen gewählt. Der einstellbare Druck zwischen den dritten Klemmrollen 16e und 16f wird teilweise auch deshalb erzeugt, um die Fähigkeit der dritten Klemmrollen 16e und 16f zu verbessern, Reibung zwischen den Fasern des verdünnten Sromes 13 zu erzeugen. Auf diese Weise gleiten Fasern des verdünnten Stromes 13 zwischen den dritten Klemmrollen 16e und 16f vorzugsweise nicht.
Ähnlich dem das bereits beschrieben wurde, werden die dritten Klemmrollen 16e und 16f mit der gleichen Geschwindigkeit und in. entgegengesetzten Richtungen gedreht, so dass der verdünnte Strom 13 der dazwischen liegt, zwischen den dritten Klemmrollen 16e und 16f gezogen und aus den dritten Klemmrollen 16e und 16f auf der anderen Seite ausgestossen wird. Ein Schrittmotor 54 (in 2 gezeigt) erzeugt die Drehung zwischen den dritten Klemmrollen 16e und 16f und die Geschwindigkeitssteuerung 42 (in 2 gezeigt) steuert zusammen mit dem Schrittmotor 54 in unabhängiger Weise die Geschwindigkeit mit der die dritten Klemmrollen 16e und 16f sich drehen. Vorzugsweise drehen sich die dritten Klemmrollen 16e und 16f mit einer Geschwindigkeit, die grösser ist als die Geschwindigkeit mit der die Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe sich drehen. In der bevorzugten Ausführung drehen sich die dritten Klemmrollen 16e und 16f mit einer Geschwindigkeit von etwa zwischen 300 UpM und 400 UpM.
So werden die Fasern des verdünnten Stromes 13 beschleunigt, wenn sie die dritten Klemmrollen 16e und 16f durchlaufen. Diese Beschleunigung neigt dazu, den verdünnten Strom 13 auszudünnen, wie oben beschrieben. Zur Wiederholung der Erklärung wie dies erreicht wird, wenn die Fasern des verdünnten Stromes 13 die zweiten Klemmrollen 16c und 16d durchlaufen, werden die nachlaufenden Enden jeder Faser zwischen den zweiten Klemmrollen 16c und 16d zurückgehalten. Die vorlaufenden Enden der Fasern aber werden zwischen den Streckbändern 18c und 18d der dritten Stufe gezogen.
Dadurch dass die zweiten Klemmrollen 16c und 16d genügend Druck auf die Fasern ausüben, sodass diese nicht Iosgelassen werden, werden die Fasern davor bewahrt, mit jener höheren Geschwindigkeit durch die dritte Stufe gestossen zu werden, mit der die Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe gedreht werden. So bewegen sich die Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe an den Fasern mit einer grösseren Geschwindigkeit vorbei, als dies durch die zweiten Klemmrollen 16c und 16d ermöglicht wird.
Wenn die nachlaufenden Enden der einzelnen Fasern von den zweiten Klemmrollen 16c und 16d Iosgelassen werden, bewirkt der Druck, der durch die Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe darauf ausgeübt wird, dass die Fasern auf die Geschwindigkeit der Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe beschleunigt werden. Die so losgelassene und aus den anderen Fasern des verdünnten Stromes 13 herausgerissene Faser wird an den anderen Fasern des verdünnten Stromes 13, die immer noch zwischen den zweiten Klemmrollen 16c und 16d gehalten werden, vorbeibeschleunigt. Dieser Vorgang führt dazu, den verdünnten Strom 13 zu verdünnen und zu strecken und ergänzt das Ziel, die Fasern zu vereinzeln.
Wie oben beschrieben erzeugt der Druck zwischen den Streckbändern 18c und 18d der dritten Stufe einen beschränkten Schlupf zwischen den Fasern des verdünnten Stromes 13. Ist der Druck zwischen den Streckbändern 18c und 18d der dritten Stufe zu gross, so neigt er dazu, die Fasern, die von den zweiten Klemmrollen 16c und 16d noch nicht entlassen wurden, zu brechen. Ist der Druck zwischen den Streckbändern 18c und 18d der dritten Stufe nicht gross genug, so genügt es nicht, die Fasern, die von den zweiten Klemmrollen 16c und 16d entlassen wurden, an den Fasern des verdünnten Stromes 13 vorbei zu beschleunigen, die von den zweiten Klemmrollen 16c und 16d noch nicht entlassen wurden. Dementsprechend gilt, dass wenn der Druck zwischen den zweiten Klemmrollen 16c und 16d nicht gross genug ist, um die Fasern des verdünnten Stromes 13 davor zu bewahren, untereinander zu gleiten, dann können die Fasern durch den Druck herausgezogenen werden, der zwischen den Streckbändern 18c und 18d der dritten Stufe auftritt und die Fasern werden nicht in gleichmässiger Weise vereinzelt.
Es gibt einen zweiten Spalt 38 von etwa zwischen 0.0127 m (ein halbes Zoll) und etwa 0.165 m (sechseinhalb Zoll) zwischen der zweiten Stufe 12 und der dritten Stufe 14. Die Breite dieses Spaltes 38 wird teilweise aufgrund der Länge der Fasern im verdünnten Strom 13, die durch den Vereinzler 50 verarbeitet werden, gewählt. Vorzugsweise wird der zweite Spalt so ausgelegt, dass der Abstand zwischen den zweiten Klemmrollen 16c und 16d und den dritten Klemmrollen 16e und 16f mindestens gerade grösser ist als die Länge der längsten Faser im verdünnten Strom 13. Wie oben erwähnt, liegt der Grund darin, dass die zweiten und die dritten Klemmrollen 16c, 16d, 16e und 16f genügend Druck auf die Fasern ausüben, dass die Fasern durch die zweiten und die dritten Klemmrollen 16c, 16d, 16e und 16f gehalten werden und dass die Fasern brechen würden, wenn sie in beiden gleichzeitig gehalten würden.
Ähnlich wie in dem Falle wo vorauseilende Fasern aus den nacheilenden Fasern ausgezogen werden, wenn sie aus den zweiten Klemmrollen 16c und 16d austreten und in die Streckbänder 18c und 18d eintreten, so werden vorauseilende Fasern aus den nacheilenden Fasern herausgezogen, wenn die Fasern zwischen die dritten Klemmrollen 16e und 16f eintreten. Da die dritten Klemmrollen 16e und 16f sich schneller drehen als die Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe, bewirken die dritten Klemmrollen 16e und 16f, dass die Fasern die sie einziehen, an anderen Fasern mit höherer Geschwindigkeit vorbeigleiten als die Geschwindigkeit der Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe und die Geschwindigkeit der zweiten Klemmrollen 16c und 16d.
So bewegen sich die Fasern im verdünnten Strom 13 mit drei verschiedenen Geschwindigkeiten im Bereiche zwischen den Streckbändern 18c und 18d der dritten Stufe. Die Fasern, die sich am langsamsten bewegen, sind diejenigen, die immer noch zwischen den zweiten Klemmrollen 16c und 16d zurückgehalten werden und die sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die zweiten Klemmrollen 16c und 16d bewegen. Die Fasern, die von den zweiten Klemmrollen 16c und 16d Iosgelassen wurden und sich mit der Geschwindigkeit der Streckbänder 18c und 18d der dritten Stufe bewegen, beschleunigen an den langsamsten Fasern vorbei. Die Fasern, die durch die dritten Klemmrollen 16e und 16f eingezogen wurden und sich mit der Geschwindigkeit der dritten Klemmrollen 16e und 16f bewegen, beschleunigen an beiden langsameren Fasergruppen vorbei. So strecken diese drei Geschwindigkeiten, mit denen diese Fasern sich bewegen, den verdünnten Strom 13 weiter und erzeugen vereinzelte Fasern 15 am Ausgang der zweiten Stufe 12.
Die Geschwindigkeit mit der die Streckbänder 18c und 18d der zweiten Stufe sich drehen genügt, damit die Fasern sich um die Streckbänder 18c und 18d der zweiten Stufe schlingen, anstatt mit den anderen Fasern geführt und weiterverarbeitet zu werden. Um zu vermeiden, dass Fasern sich in dieser Weise um die Streckbänder 18c und 18d der zweiten Stufe schlingen, sind Mittel vorgesehen, um die Fasern des verdünnten Stromes auf den richtigen Weg zu zwingen. Wie oben erwähnt werden vorzugsweise Luftmesser 32c und 32d benützt, um die Fasern im verdünnten Strom 13 zu halten.
Die vereinzelten Fasern 15 werden eine auf einmal von den dritten Klemmrollen 16e und 16f Iosgelassen und einem Luftstrom entlanggeführt, der am Eingang einer Vakuumdüse 26 erzeugt wird. Obwohl die Klemmrollen 16e und 16f sich auch mit einer Geschwindigkeit drehen, die genügt um Fasern 15 darum herumzuwickeln, so ist der Luftzug, der durch die Vakuumdüse erzeugt wird vorzugsweise gross genug, um die Fasern in die Vakuumdüse 26 hineinzuziehen und nicht um die Klemmrollen 16e und 16f herumzuwickeln. So werden in der bevorzugten Ausführung am Ausgang der dritten Klemmrollen 16e und 16f keine Luftmesser benötigt. Doch könnten Luftmesser am Ausgang der dritten Klemmrollen 16e und 16f sowie am Ausgang jeder anderen Rolle oder jeden anderen Bandes, die oben erwähnt sind, angeordnet werden.
Es gibt einen dritten Spalt 36 von etwa zwischen Null m (Zoll) und etwa 0.00635 m (ein Viertel Zoll) zwischen der dritten Stufe 14 und der Vakuumdüse 26. Vorzugsweise wird dieser Spalt einmal für optimale Leistung der Vorrichtung eingestellt und sollte dann keine weitere Anpassung benötigen. Die Länge der Vakuumdüse 26 ist vorzugsweise genügend, sodass Fasern 15 nicht über den innersten Teil der Vakuumdüse 26 reichen, bevor sie von den dritten Klemmrollen 16e und 16f Iosgelassen werden. Auf diese Weise neigen die mehreren vereinzelten Fasern 15, die zu jeder beliebigen Zeit in der Vakuumdüse 26 liegen können, nicht dazu Schlingen zu bilden, bevor sie Iosgelassen werden. Um die vereinzelten Fasern 15 weiter daran zu hindern, Schlingen zu bilden, ist der Luftstrom, der in die Vakuumdüse 26 eingezogen wird, vorzugsweise nicht turbulent. So fliesst die Luft laminar in die Vakuumdüse 26 ein und die vereinzelten Fasern 15 werden durch verwirbelte Luft nicht miteinander verschlungen. Die Form der Vakuumdüse 26 und die Geschwindigkeit des Luftstromes darin werden teilweise so gewählt, dass ein nicht turbulenter Luftstrom entsteht. Die Geschwindigkeit des Luftstromes ist vorzugsweise grösser als die Lineargeschwindigkeit am Umfang der dritten Klemmrollen 16e und 16f. Der nicht turbulente Luftstrom in der Vakuumdüse 26 kann, wegen der nicht linearen Geschwindigkeit des Luftstromes wenn er durch die Vakuumdüse 26 zieht und wegen der Auslegung der Vakuumdüse 26, auch als Streckstufe betrachtet werden
Das Vakuum für die Düse 26 wird von einer Vakuumquelle 34 über eine Leitung 28 erhalten. Die Vakuumquelle 34 zieht die vereinzelten Fasern 15 durch einen Analysierer 30. Der Analysierer 30 enthält vorzugsweise Sensoren, Speicher, Busslinien, Programme, Geräte und andere Gerätschaften, die für die Erfassung und Untersuchung von physikalischen Eigenschaften der vereinzelten Fasern 15 benötigt werden, wenn sie von der dritten Stufe 14 erhalten werden. Beispielsweise kann der Analysierer 13 Farbe, Feuchtigkeitsgehalt, Länge, oder Zugfestigkeit der vereinzelten Fasern 15 bestimmen.
Während die Erfindung genauer beschrieben wurde, so ist es für Fachleute auf dem betreffenden Gebiet klar, dass die Erfindung, ohne deren Geist zu verlassen, verändert werden kann. Verschiedene Änderungen der Form, des Aussehens oder der Anordnung können der Erfindung verpasst werden, ohne vom Geist und vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Deshalb ist die vorgehende Beschreibung eher als Beispiel als als Beschränkung zu verstehen und der wahre Umfang der Erfindung ist jener, welcher in den nachfolgenden Ansprüchen definiert wird.

Claims

Vorrichtung zur Vereinzelung von Fasern in einem zugeführten Strom (9) ohne die Fasern zu brechen, mit einer ersten Stufe (10), die den zugeführten Strom erhält und ihn einer zweiten Stufe (12) zuführt, der zweiten Stufe, die den zugeführten Strom von der ersten Stufe erhält und einen verdünnten Strom einer dritten Stufe (14) zuführt und mit einer dritten Stufe, die den zugeführten Strom von der zweiten Stufe erhält und vereinzelte Fasern (15) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stufe erste Klemmrollen (16a, 16b) aufweist, die zweite Stufe Streckbänder der zweiten Stufe (18a, 18b), die den zugeführten Strom von der ersten Stufe unter Spannung in die zweite Stufe ziehen und zweite Klemmrollen (16c, 16d) hat, die den zugeführten Strom von den Streckbändern der zweiten Stufe unter Spannung abziehen und einen verdünnten Strom der dritten Stufe zuführen, die dritte Stufe Streckbänder der dritten Stufe (18c, 18d), die den verdünnten Strom von der zweiten Stufe unter Spannung in die dritte Stufe ziehen, und dritte Klemmrollen (16e, 16f) hat, um den verdünnten Strom von den Streckbändern der dritten Stufe unter Spannung wegzuziehen und vereinzelte Fasern abzugeben.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter mit zweiten Platten (22a, 22b) die neben den Steckbändern der zweiten Stufe angeordnet sind, um Druck auf den zugeführten Strom auszuüben und den Fasern zu gestatten, innerhalb des zugeführten Stromes in beschränktem Masse zu gleiten.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei mindestens eine der zweiten Platten eine Druckplatte ist, um den Druck auf den zugeführten Strom zwischen den Streckbändern der zweiten Stufe anzupassen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter mit dritten Platten (22c, 22d) die neben den Steckbändern der dritten Stufe angeordnet sind, um Druck auf den verdünnten Strom auszuüben und den Fasern zu gestatten, innerhalb des verdünnten Stromes in beschränktem Masse zu gleiten:
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei mindestens eine der dritten Platten eine Druckplatte ist, um den Druck auf den verdünnten Strom zwischen den Streckbändern der dritten Stufe anzupassen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter mit Schrittmotoren (54) um jede der ersten, zweiten und dritten Klemmrollen und die Steckbänder der zweiten und dritten Stufe anzutreiben.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter mit einer Geschwindigkeitsregelung (42) die Drehgeschwindigkeiten je der ersten, zweiten und dritten Klemmrollen und der Steckbänder der zweiten und dritten Stufe getrennt regelt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter mit einer Bahn (52), auf der mindestens eine der ersten, zweiten und dritten Stufen einstellbar befestigt sind um die Spalten zwischen den ersten, zweiten und dritten Stufen zu vergrössern und zu verkleinern.
Vorrichtung nach Anspruch 8, weiter mit einem ersten Spalt (40) von zwischen etwa 0.0127 m (ein halbes Zoll) und etwa 0.1143 m (viereinhalb Zoll) zwischen den ersten und zweiten Stufen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, weiter mit einem zweiten Spalt (38) von zwischen etwa 0.0127 m (ein halbes Zoll) und etwa 0.165 m (sechseinhalb Zoll) zwischen den zweiten und dritten Stufen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei weiter die ersten Klemmrollen sich mit etwa 0.0833/s (5 UpM) drehen, die Streckbänder der zweiten Stufe sich mit etwa 0.25/s (15 UpM) drehen, die zweiten Klemmrollen sich mit etwa 0.5/s (30 UpM) drehen, die Streckbänder der dritten Stufe sich mit etwa 1/s (60 UpM) drehen, und die dritten Klemmrollen sich mit etwa zwischen 5/s (300 UpM) und etwa 6.666/s (400 UpM) drehen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter mit einer Vakuumdüse (26) die neben der dritten Stufe angeordnet ist, um vereinzelte Fasern aus der dritten Stufe herauszuziehen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, weiter mit einem dritten Spalt (36) von etwa zwischen Null m (Zoll) und etwa 0.00635 m (ein Viertel Zoll) zwischen der dritten Stufe und der Vakuumdüse.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Vakuumdüse die vereinzelten Fasern aus der dritten Stufe mit einem nicht turbulenten Luftstrom herauszieht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter mit einem Analysierer (30) der vereinzelte Fasern von der Vakuumdüse erhält und physikalische Eigenschaften der vereinzelten Fasern erfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die physikalischen Eigenschaften auch die Länge der vereinzelten Fasern umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter mit ersten einstellbaren Druckmitteln (56a) um den Druck zwischen den ersten Klemmrollen einzustellen und zu verhindern, dass die Wollfasern im zugeführten Strom zwischen den ersten Klemmrollen gleiten, zweiten einstellbaren Druckmitteln (56b) um den Druck zwischen den zweiten Klemmrollen einzustellen und zu verhindern, dass die Fasern im verdünnten Strom zwischen den zweiten Klemmrollen gleiten, dritten einstellbaren Druckmitteln (56c) um den Druck zwischen den dritten Klemmrollen einzustellen und zu verhindern, dass die vereinzelten Fasern zwischen den dritten Klemmrollen gleiten,
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter mit zweiten Luftmessern (32a, 32d) neben den zweiten Klemmrollen angeordnet, um Fasern von den zweiten Klemmrollen zu entfernen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter mit dritten Luftmessern (32c, 32d) neben den Streckbändern der dritten Stufe angeordnet, um Fasern von den Streckbändern der dritten Stufe zu entfernen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Fasern weiter Wolle enthalten und der zugeführte Strom weiter zehenförmig ist.
Verfahren zur Vereinzelung von Fasern in einem zugeführten Strom (9) ohne die Fasern zu brechen, dadurch gekennzeichnet, dass der zugeführte Strom ersten Klemmrollen (16a, 16b) zugeführt wird, wobei die ersten Klemmrollen sich mit einer Geschwindigkeit drehen, der Druck zwischen den ersten Klemmrollen erhöht wird, bis die Fasern des zugeführten Stromes zwischen den ersten Klemmrollen nicht mehr gleiten, die Fasern unter Spannung von den ersten Klemmrollen zwischen die Streckbänder (18a, 18b) der zweiten Stufe gezogen werden, wobei die Streckbänder (18a, 18b) der zweiten Stufe sich mit grösserer Geschwindigkeit drehen als die ersten Klemmrollen, der Druck auf die Fasern zwischen den Streckbändern der zweiten Stufe so angepasst wird, dass die Fasern untereinander in beschränktem Masse gleiten können, die Fasern unter Spannung von den Streckbändern der zweiten Stufe zu zweiten Klemmrollen (16c, 16d) gezogen werden, wobei die zweiten Klemmrollen sich mit grösserer Geschwindigkeit drehen als die Streckbänder der zweiten Stufe, der Druck zwischen den zweiten Klemmrollen soweit erhöht wird, bis die Fasern zwischen den zweiten Klemmrollen nicht mehr gleiten, die Fasern unter Spannung von den zweiten Klemmrollen zwischen die Streckbänder (18c, 18d) der dritten Stufe gezogen werden, wobei die Streckbänder der dritten Stufe sich mit grösserer Geschwindigkeit drehen als die zweiten Klemmrollen, der Druck auf die Fasern zwischen den Streckbändern der dritten Stufe so angepasst wird, dass die Fasern untereinander in beschränktem Masse gleiten können, die Fasern unter Spannung von den Streckbändern der dritten Stufe zu dritten Klemmrollen (16e, 16f) gezogen werden, wobei die dritten Klemmrollen sich mit grösserer Geschwindigkeit drehen als die Streckbänder der dritten Stufe, der Druck zwischen den dritten Klemmrollen soweit erhöht wird, bis die Fasern zwischen den dritten Klemmrollen nicht mehr gleiten, und die Fasern von den dritten Klemmrollen als vereinzelte Fasern ausgegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die vereinzelten Fasern von den dritten Klemmrollen in einem nicht turbulenten Luftstrom durch eine Vakuumdüse ausgegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die vereinzelten Fasern im nicht turbulenten Luftstrom von der Vakuumdüse durch einen Analysierer gezogen werden und physikalische Eigenschaften der vereinzelten Fasern durch den Analysierer gemessen werden.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Klemmrollen und die Vakuumdüse durch einen dritten Spalt von zwischen etwa Null m (Zoll) und etwa 0.00635 m (ein Zoll) getrennt sind.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Klemmrollen und die Streckbänder der zweiten Stufe durch einen ersten Spalt von zwischen etwa 0.0127 m (ein halbes Zoll) und etwa 0.1143 m (viereinhalb Zoll) getrennt sind.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Klemmrollen und die Streckbänder der dritten Stufe durch einen zweiten Spalt von zwischen etwa 0.0127 m (ein halbes Zoll) und etwa 0.165 m (sechseinhalb Zoll) getrennt sind.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeiten der ersten Klemmrollen, der Streckbänder der zweiten Stufe, der zweiten Klemmrollen, der Streckbänder der dritten Stufe und der dritten Klemmrollen im Bereiche von etwa 0.0833/s (5 UpM), etwa 0.25/s (15 UpM), etwa 0.5/s (30 UpM), etwa 1/s (60 UpM), und zwischen etwa 5/s (300 UpM) und etwa 6.666/s (400 UpM) liegen.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern von den zweiten Klemmrollen und von den Streckbändern der dritten Stufe mit Luftmessern entfernt werden.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern Wolle enthalten und der zugeführte Strom als Zehe erscheint.