(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラップ巻成体（１２）を形成するためにフリース又はラップ（１４）の形で供給される繊維材料を回動可能に支承された巻芯（Ｈ）に巻成する装置（１０）のベルト（１８）であって、しかもエンドレスに構成された該ベルト（１８）が前記巻芯（Ｈ）をめぐるループを形成しかつ複数本の変向案内ローラ（Ｒ１〜Ｒ５）を介して案内され、前記変向案内ローラのうちの少なくとも１本（Ｒ５）が駆動装置と結合しており、かつ少なくとも１本の別の変向案内ローラ（Ｒ４）が緊張装置（２２）と連結されている形式のものにおいて、ベルト（１８）がその長手方向（Ｌ）に対して直角な横方向で２４９ＭＰａよりも大きな曲げモジュールを有していて、しかもこのベルト（１８）の横方向（Ｑ）での曲げモジュールが２５０〜３３０ＭＰａであり、長手方向（Ｌ）でのベルト（１８）の曲げモジュールが、該ベルトの横方向（Ｑ）での曲げモジュールよりも小さいことを特徴とする、フリース又はラップの形の繊維材料を巻成する装置のベルト（１８）。
【請求項２】
ベルト（１８）の長手方向（Ｌ）での曲げモジュールが２００〜２８０ＭＰａである、請求項１記載のベルト（１８）。
【請求項３】
ベルトが、横断面で見て、少なくとも１層の抗張層（３３）を有する複合ベルトとして構成されており、前記抗張層が少なくとも１表面に織布層又はプラスチック層（３６）を備えている、請求項１又は２記載のベルト（１８）。
【請求項４】
抗張層（３３）が、２層の織布層又はプラスチック層（３６）間に配置されている、請求項３記載のベルト（１８）。
【請求項５】
抗張層（３３）が、ポリアミドのようなプラスチックから成る単層又は複層のテープ（３４）又はウェッブから形成される、請求項４記載のベルト（１８）。
【請求項６】
少なくとも１層の織布層（３６）が、ポリアミドのようなプラスチック材料から製作されている、請求項４又は５記載のベルト（１８）。
【請求項７】
ベルト（１８）の少なくとも１表面（ＯＢ）が、ポリウレタンから成る耐摩耗性−耐切断性の層を備えている、請求項３から６までのいずれか１項記載のベルト（１８）。
【請求項８】
織布層（３６）の１層に、ゴム又はラバーから成る弾性的な支持体層（３８）が接続しており、該支持体層が、プラスチック材料から成る織布層（３６ａ）によって被覆される、請求項３から７までのいずれか１項記載のベルト（１８）。
【請求項９】
別の織布層（３６ａ）上に、外向きの成形部（１５）を有する層（４４）が被着されている、請求項８記載のベルト（１８）。
【請求項１０】
成形層（４４）がポリウレタン（ＰＵＲ）から成っている、請求項９記載のベルト（１８）。
【請求項１１】
繊維状材料を巻成する装置（１０）のベルト（１８）の縁域（ＲＢ，Ｓ）に、ベルトの両サイドを案内するための案内エレメント（４６，４７）が設けられている、請求項１から８までのいずれか１項記載のベルト（１８）。
【請求項１２】
案内エレメントが、回転可能に軸支されたローラ（４６，４７）であり、しかも該ローラの回転軸線（Ｙ）を通る平面（Ｅ）がベルト表面（ＯＢ）の平面に約９０゜の角度で交わっている、請求項１１記載のベルト（１８）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラップ巻成体を形成するためにフリース又はラップの形で供給される繊維材料を回動可能に支承された巻芯に巻成する装置のベルトであって、しかもエンドレスに構成された該ベルトが前記巻芯をめぐるループを形成しかつ複数本の変向案内ローラを介して案内され、前記変向案内ローラのうちの少なくとも１本が駆動装置と結合しており、かつ少なくとも１本の別の変向案内ローラが緊張装置と連結されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
欧州特許出願公開第８７８ ５６８号明細書に基づいて、ラップ巻成体を生産するための前記形式の巻成装置が公知であり、この場合ラップ巻成体は平形ベルトを使用して形成される。固定軸に回動可能に支承されたスリーブ（巻芯）をめぐってベルトのループが形成されており、該ループは、巻成体直径の巻き太りに伴ってその大きさを適合し、かつ巻成動作の終期にはラップ巻成体にほぼ完全に巻掛けられる。ラップ巻成体を形成するために１つのラップウェップは２本の変向案内ローラ間でベルトループ内へ導入され、かつスリーブ表面に引渡される。
【０００３】
巻成動作時にラップウェッブの両側縁を支持するために両側には、かつスリーブに対して共軸に巻成円板が配置されている。この巻成円板の支持作用によって巻成時に、巻成済みのラップ巻成体には綺麗な端面が形成される。両巻成円板間を案内されるベルトは、前記の両巻成円板の内側端面に対して僅かな間隔を有している。
【０００４】
両巻成円板間でのベルトのシフト及び、このシフトに伴う繊維の締込みを防止するために、前挙の公知技術ではベルトの走行面に、変向案内ローラの対応成形部に噛合う成形部を設けることが提案された。この対策によって、両巻成円板間でのベルトの横方向シフトは阻止され、しかもラップウェッブの縁域から少数の繊維が引出され、これによってベルト、特にベルト縁域の汚染も低下された。この技術手段によってラップ巻成体の形成端面の改善を得ることが可能になった。しかしながらラップ巻成体の縁域にはなお波形湾曲部が存在し、これは巻成体生産中に生産システムに起因して生じる。巻成動作中に繊維材料は、ベルトによって発生した圧縮力の結果、ラップ巻成体の両縁域内へ、もしくは両サイドの巻成円板へ向かって逃げる傾向がある。これによってラップ巻成体の両縁域には、ベルトの縁域に対する高い逆圧が発生し、それに基づいて、ベルトはこの領域では波形に変形することになる。その結果として巻成体の不均等に巻成された縁部分が生じる。これは特に巻成体の外層に対するベルトの圧着力がこの縁域では不均等に生じるからである。
【０００５】
この効果（ベルトの波形変形）を避けるために、２０００年６月５日付けで出願された、なお未公開のスイス国特許出願第１１０５／００号明細書では、ベルトがその両外端域に（ベルトの長手方向で見て）ベルトの中央域よりも僅かな伸びを有することが提案されている。しかもその場合、特に変向案内部位の領域におけるベルトの波形湾曲変形部を防止するために、ベルトの縁域に別の繊維ストランド（抗張ストランド）を組込むことが提案された。この提案は、特に変向案内ローラにおける変向案内部位の領域を改善することにはなったものの、ラップ巻成体形成時に縁域に発生する問題は依然として未解決のままになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで本発明の課題は、公知解決手段の前記欠点を避けることは元よりのこと、ラップ巻成体生産機械においてベルトを使用して巻成される巻成体の両縁域を綺麗にかつ均等に形成することを可能にする手段を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
コーマにおいて後加工を施すためには、全幅にわたって見て均等なラップウェッブをもった均等な巻成体を提供することが必要である。前記課題を解決する本発明の構成手段は、繊維状材料を巻成する装置のベルトが、その長手方向に対して直角な横方向で２４３ＭＰａ（Mega Pascal）よりも大きな曲げモジュールを有している点にある。前記曲げモジュールは２５０〜３３０ＭＰａのオーダー範囲にあるのが有利である。
【０００８】
曲げモジュールは弾性率と同一視することができ、かつベルトの座屈剛さもしくは曲げ剛さを規定するための重要なファクタである。
【０００９】
片側の締込まれたベルト試料の曲げ剛さは、次式から求められる。すなわち：
【００１０】
【数１】
0004078128.tif 000002
【００１１】
但し式中：ｃ＝曲げ剛さ、Ｌ＝試料の長さ、Ｅ＝曲げモジュール、Ｉ＝試料の断面二次モーメントである。
【００１２】
このようなベルトの使用によって、その結果生じる曲げ剛さに基づいて、成形すべきラップ巻成体の縁域において生じるベルトの逃げシフトが防止される。これによって、この領域におけるベルトの波形変形も阻止される。ベルトはその場合、材料のシフトによって発生する反動力を、ベルト構造の全幅にわたって吸収できるように構成することができる。
【００１３】
横方向での曲げ剛さもしくは座屈剛さが高いにも拘わらず、変向案内ローラにおいてベルトを問題なく変向案内することを保証するために、更に本発明によれば、ベルトの長手方向曲げモジュールをベルトの横方向よりも小さくすることが提案される。その場合の曲げモジュールは２００〜２８０ＭＰａであることができる。
【００１４】
本発明のベルトのためには、２つの織布層間又はプラスチック層間に埋込まれた少なくとも１つの抗張層を有する複合ベルトが使用されるのが有利である。その場合前記の３層は固定的かつ分離不能に互いに接合されている。
【００１５】
ベルトに負荷される引張り力を伝達させる抗張層は、例えばプラスチック製、殊に有利にはポリアミド製の単数又は複数の層或いはウェッブから成ることができる。
【００１６】
織布層もしくはプラスチック層は例えばポリアミド製の織布から成ることができ、該ポリアミド製織布は特に、巻成体の縁域に発生する反動力を吸収もしくは補償するのに寄与する。更に本発明では、ベルトの少なくとも１表面が、耐摩耗性−耐切断性の層を備えることが提案される。該耐摩耗性−耐切断性の層は例えばポリウレタンから成ることができ、これは、ベルトの耐用寿命を向上するため、かつ又、ベルトへの繊維の粘着を防止するために役立つ。変向案内ローラをめぐるベルトの良好な案内を保証するために更に本発明では、織布層の１層に、例えばゴム又はラバーから成る弾性的な支持体層を接続させ、該支持体層を、プラスチック材料から成る別の織布層によって被覆することが提案される。
【００１７】
巻成円板間の領域においてベルトの両サイドを案内するために、別の織布層上に、外向きの成形部を有する層を被着することが提案される。例えばポリウレタンから成る該成形部は、下向きに延びるベルトループの起点となる変向案内ローラに設けられた対応成形部と協働し、これによってベルトの両サイド案内を保証する。
【００１８】
本発明の提案した曲げモジュールに基づいて、かつこれによって高い座屈剛さを得ることに基づいて、前記の成形部に代えて、ベルトのサイド案内のために、ベルトの両縁域を支持できる付加的な案内エレメントを設けることも可能であり、これによって搬送方向に対して直角な横方向へのベルトの逃げもしくは座屈の発生が阻止される。
【００１９】
その場合、案内エレメントとしては、回転可能に軸支されたローラを適用することができ、該ローラの回転軸線は、ベルト表面に約９０゜の角度で交わる１平面内に位置している。
【００２０】
本発明のその他の利点は、以下に説明する実施例に基づいて列挙される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００２２】
図１には、ラップ巻成体１２を生産するための巻成装置１０が概略図で示されている。基本的にはこのような巻成装置１０は、後続の処理段において繊維材料に後処理を施す前に、繊維材料から成るフリース、カード揚がりウェッブ又はラップを１つの巻成体に巻上げるために使用される。従って巻成装置は例えば精梳綿工場において、練条機から進出して反転プレート、カレンダロール及び／又はそれに類似した部材を介して供給されるフリースを巻取るために使用され、その際に生産された巻成体は、次いで後処理のためにコーマ（精梳綿機）に供給される。以下、供給された繊維材料に関連してラップについてだけ言及するが、これは説明を簡略化するためのものにすぎず、決して本発明はラップのみに限定されるものではない。
【００２３】
巻成装置１０へのラップ１４の給送はラップフィーダ１６を介して行われ、該ラップフィーダは本実施例では案内プレートによって形成され、該案内プレートはその進出側端部では下向きに円弧状に延びている。
【００２４】
ラップ１４は、巻芯として使用されるスリーブＨに巻上げられ、該スリーブは、固定軸Ａを中心として回転可能に支承されている。該スリーブＨは、循環するエンドレスのベルト１８によって駆動され、該ベルトは、２つの変向案内ローラＲ１，Ｒ２間にループ２０を形成しており、該ループ内にスリーブＨが受容されている。
【００２５】
本例ではラップ巻成体１２はベルト１８によって、矢印Ｆで示唆した通り逆時計回り方向に駆動される。ラップ巻成体１２に巻掛けられるベルト１８のループ２０は、ラップ巻成体１２の巻太りに伴って増大し、しかも該ベルト１８は全巻成動作中にわたって緊張装置２２によって緊張される。該緊張装置２２は、直線案内２４において、図示を省いた緊張エレメント（例えば１つ又は２つのシリンダ）を介してシフト可能に軸支された緊張ローラＲ４から成っている。
【００２６】
ベルト１８は別の変向案内ローラＲ３，Ｒ５を介して、かつ前記直線案内２４に沿って移動調整可能な緊張ローラＲ４を介して案内され、しかも該ベルトは、両変向案内ローラＲ１，Ｒ２の軸線を含む平面に対して平行な１平面内において緊張ローラＲ４を介して緊張されるように案内されている。図１によれば、緊張ローラＲ４が移動調整可能に配置されている軸線はＸ軸線として表されている。
【００２７】
変向案内ローラＲ１，Ｒ３，Ｒ５が定置で回転可能に軸支されているのに対して、変向案内ローラＲ２は、変向案内ローラＲ５の軸線を中心として旋回可能に軸支されている。（二重矢印で示唆した）この旋回運動は、巻済みの巻成体１２を放出するために使用される。巻成体の巻太りを監視するためにセンサ３０が装備されており、該センサは巻成体放出動作の始動を導入する。センサ３０の信号はその場合、導線Ｓ１を介して中央制御ユニットに伝送される。
【００２８】
更に図１には、ループ２０内へのラップ１４の給送を監視する監視センサ４０が図示されている。ラップ１４はループ２０内部の給送点４２でスリーブＨに供給される。ラップの給送動作中、オリフィス３（図４）を有するスリーブＨにラップの最初の層を確実に装着するためにスリーブ内部に負圧が発生される。この巻成装置の機能態様に関する詳細は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５ ３９ ３６５号明細書に開示されているので、これを参照されたい。
【００２９】
図２には、図１に示した巻成装置１０の部分、つまりスリーブＨのスリーブクランプ領域が図示されている。その場合、両変向案内ローラＲ１，Ｒ２のうちの変向案内ローラＲ２が図示されており、該変向案内ローラから、ベルト１８のループ２０がラップを巻成するために下方へ延びている。ローラＲ２を介して下向きに変向案内されるベルト１８に載って、略示したラップ１４のウェッブがスリーブＨの円周域へ移送される。スリーブＨはその外周に、図４に示した多数のオリフィス３を有しており、該オリフィスはスリーブの内室に接続されており、該オリフィスには、すでに述べたように巻成開始動作時に負圧が供給される。スリーブＨは付設部１１，１３を介して、定置に支承されていて水平方向にシフト可能な２つの巻成円板７，８間にクランプされる。両巻成円板７，８は固定軸Ａを介して回転可能に支承されている。図２からも判るように、ラップ巻成体１２を形成するためにラップウェッブ１４がすでにスリーブＨに巻上げられている。ベルト１８は、例えば図７に示した成形歯形１５を備えることもできる。この成形歯形は、詳細な図示は省いたが、変向案内ローラＲ２，Ｒ１の対応成形歯形に噛合うので、巻成円板７，８に対するベルト１８の横方向案内が保証されている。すなわちベルト１８の側縁Ｓと巻成円板７，８の端面ＳＦとの規定の間隔ａが、全巻成動作中にわたって一定である。ただラップウェッブ１４の幅だけは、ベルト１８を介して発生された圧着力ＰＤによって拡大されるので、ラップウェッブ１４の外縁は、図４に例示したように、巻成円板７，８の内側端面ＳＦにほぼ接触することになる。
【００３０】
図４に示した図２の拡大部分断面図では、ラップ１４がスリーブＨ上にすでに４層巻上げられている。スリーブＨ上に巻上げられるラップ１４の各巻成層が増大するに応じて、繊維材料は、ベルト１８によって発生される圧着力ＰＤの結果、矢印Ｗで示唆したように横方向に、巻成円板８，７の端面ＳＥの方にシフトする傾向がある。これによって、図３に曲線ＫＰで示したように、繊維材料による反動力Ｐが生じ、該反動力は、前記の効果によって両縁域ＲＢ（図３）では高くなっている。中央域ＭＢでは、繊維材料による反動力はほぼ一定である。両縁域ＲＢにおける繊維材料によって高められた前記反動力は、巻成円板７，８の端面ＳＦの協働と相俟って特にベルト１８によって吸収されねばならない。ベルト１８が充分な曲げ剛さを有していない限り、縁域ＲＢは、図４に破線で示した位置へ撓曲することになる。この撓曲効果によってベルトは、両縁域ＲＢにおいて長手方向で波形に変形することになり、従って、この両縁域ＲＢにおいてベルト１８を介してラップ１４の外位巻成層に対して発生する圧着力は不均等になる。その結果、生成したラップ巻成体１２のラップ層はこの両縁域ＲＢでは不均一になる。
【００３１】
図４において矢印ＤＫ及び矢印ＺＫによって概略的に図示したように、前記反動力Ｐによってベルト１８の接触面域で、しかも該ベルトの内面側には引張り力ＺＫが発生し、またラップ１４から離反した方のベルト１８の外面側には圧縮力ＤＫが発生する。しかしながらベルト１８が、本発明の独立請求項に記載したように、その長手方向に対して直角な横方向で相応の曲げモジュールを有している限り、発生する応力は、この両縁域においてもベルト１８によって吸収することができるので、（破線で示したような）ベルトの波形変形が生じることはない。要するにベルトは、発生応力ＤＫ，ＺＫをベルト１８の全幅にわたって吸収し、もしくは補償できるような特性を有していなければならない。このようなベルトの実施例は次の図５〜図７に図示されている。その場合図５に示したベルト１８の横断面の略示図から判るように、例えばポリアミド製の個別に重ね合わされたテープ３４から成る抗張層３４が設けられている。発生した引張り力を特に伝達するために役立つ抗張層は両側で織布層３６によって囲まれており、該織布層も同じくポリアミド材料から製作することができる。この両織布層３６は特に、図４において発生する応力ＺＫ，ＤＫを吸収するために、長手方向Ｌに対して直角な横方向でのベルト１８の曲げ剛さを保証する役目を有している。
【００３２】
図６に示したベルト１８の別の実施例では、下位の織布層３６にはゴム層３８が被着されており、該ゴム層は別の織布層３６ａに接合されている。前記ゴム層３８によって特に、ベルト１８を変向案内ローラで確実に変向しかつ案内することが保証される。この実施例でも、すでに説明した応力を吸収するために、ベルト１８の長手方向Ｌに対して直角な横方向での相応の曲げ剛さを保証することが可能である。
【００３３】
図７に示したベルト１８の別の実施例は、図６に示した実施例に実質的に等しい。別の織布層３６ａの下位には、ベルト１８の長手方向Ｌに延在する成形歯形１５を有する更に別の層４４が設けられている。層４４はこの場合、例えばポリウレタンから成ることができる。ベルト１８は成形歯形１５によって例えば、該成形歯形１５の噛合う対応成形歯形を周面に有する変向案内ローラＲ２に沿って案内される。これによってベルト１８はその横方向位置を正確に案内される。
【００３４】
図８には、ベルトの横方向案内方式の別の実施形態が示されており、この実施形態は特に、ベルト１８が、図７に示した実施例に相当する付加的な横方向案内を有していない場合に適用することができる。提案されたベルトの曲げモジュールによって、かつそれに伴って得られたベルト横方向の曲げ剛さ及び座屈剛さによって、ベルト１８の両側縁Ｓを、回転可能に軸支されたローラ４６，４７を介して横方向で案内することが可能になる。ローラ４６，４７はその場合保持器４８に回転可能に軸支されており、該保持器は巻成装置１０の架台に結合されている。保持器４８内に破線で示した長穴によって示唆したように、ローラ４７，４８はベルト１８の両側縁Ｓに対して水平方向で調整可能に保持器４８に固定されている。これによってベルト１８の両側縁Ｓに対するローラ４６，４７の水平位置を最適に調整することが可能になる。図８に示した実施形態では、このサイド案内は変向案内ローラＲ２の直前に設けられている。しかしこのサイド案内を巻成装置１０のその他の部位に装備することも可能である。サイド案内は、ローラ４６，４７及び夫々別のローラに沿って案内される循環案内ベルトを設けることによって行うこともできる。
【００３５】
図９には側面から見たローラ４６，４７の斜視図が示されているが、この場合ベルト１８は、ローラ幅のほぼ中央を案内される。また平滑な表面を有するローラに代えて、ベルト１８の両側縁Ｓを相応に案内する成形ローラを設けることも可能である。ベルト１８の両側縁Ｓの耐摩耗性が損なわれない限り、定置のサイド案内を設けることも可能である。ローラ４６，４７の回転軸線Ｙは、ベルト１８の表面ＯＢの平面に約９０゜の角度で交わる１平面Ｅ内に位置している。
【００３６】
提案されたベルトの実施形態によって、均質な巻成体の形成がその縁域においても保証されると共に、相応のエレメントを介してベルトのサイド案内を実施することも可能になり、しかもベルトの両縁域ＲＢに波形屈曲を生ぜしめることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】巻成装置の概略的な側面図である。
【図２】巻成円板領域における巻成装置の概略的な断面図である。
【図３】巻成動作中においてベルトにかかる力分布に関する線図である。
【図４】生成すべき巻成体の縁部域における図２の拡大部分横断面図である。
【図５】ベルトの可能実施形態の横断面図である。
【図６】ベルトの別の実施形態の横断面図である。
【図７】図６による別の実施形態の横断面図である。
【図８】両サイドのベルト案内の概略図である。
【図９】図８によるベルト案内の概略斜視図である。
【符号の説明】
３    オリフィス、  ７，８    巻成円板、  １０    巻成装置、  １１    付設部、  １２    ラップ巻成体、  １３    付設部、  １４    ラップ又はラップウェッブ、  １５    成形歯形、  １６    ラップフィーダ、  １８    ベルト、  ２０    ループ、  ２２    緊張装置、  ２４    直線案内、  ３０  センサ、  ３３    抗張層、  ３４    テープ、  ３６    織布層、  ３６ａ別の織布層、  ３８    ゴム層、  ４０    監視センサ、  ４２    給送点、  ４４    別の層、  ４６，４７    ローラ、  ４８    保持器、  Ａ    固定軸、  Ｂ    ラップウェッブの幅、  ＤＫ    圧縮力を示す矢印、  Ｅ    平面、  Ｆ    駆動方向を示す矢印、  Ｈ    スリーブ、  ＫＰ    曲線、  Ｌ  ベルトの長手方向、  ＭＢ    中央域、  ＯＢ    ベルトの表面、  Ｐ    繊維材料による反動力、  ＰＤ    圧着力、  Ｑ    ベルトの横方向、  Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３    変向案内ローラ、  Ｒ４    緊張ローラ、  Ｒ５  変向案内ローラ、  ＲＢ    縁域、  Ｓ    ベルトの側縁、  ＳＦ    巻成円板の端面、  Ｓ１，Ｓ２    導線、  Ｗ    横方向シフトを示す矢印、  Ｙ    ローラの回転軸線、  ＺＫ    引張り力を示す矢印、  ａ    ベルトの側縁と巻成円板の端面との規定の間隔
【図１】
0004078128.tif 000003
【図２】
0004078128.tif 000004
【図３】
0004078128.tif 000005
【図４】
0004078128.tif 000006
【図５】
0004078128.tif 000007
【図６】
0004078128.tif 000008
【図７】
0004078128.tif 000009
【図８】
0004078128.tif 000010
【図９】
0004078128.tif 000011