CH694331A5 - Vorrichtung an einer Karde mit einer Trommel, die eine zylindrische, garnierte Mantelfläche und mindestens zwei radiale Tragelemente aufweist. - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Karde mit einer  Trommel, die eine zylindrische, garnierte Mantelfläche und mindestens  zwei radiale Trag-elemente aufweist, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs  1. 



   Der effektive Abstand der Spitzen einer Garnitur von einem der Garnitur  gegenüberstehenden Maschinenelement wird Kardierspalt genannt. Das  letztgenannte Element kann ebenfalls eine Garnitur aufweisen, könnte  aber stattdessen durch ein eine Leitfläche aufweisendes Verschalungssegment  gebildet werden. Der Kardierspalt ist für die Kardierqualität massgebend.  Die Grosse (Weite) des Kardierspaltes ist ein wesentlicher Maschinenparameter,  welcher sowohl die Technologie (die Faserverarbeitung) wie auch das  Laufverhalten der Maschine prägt. Der Kardierspalt wird möglichst  eng eingestellt (er wird in Zehntelmillimeter gemessen), ohne das  Risiko einer "Kollision" der Arbeitselemente einzugehen. Um eine  gleichmässige Verarbeitung der Fasern zu gewährleisten, muss der  Spalt über der ganzen Arbeitsbreite der Maschine möglichst gleich  sein. 



   Der Kardierspalt wird insbesondere durch die Maschineneinstellungen  einerseits und den Zustand der Garnitur andererseits beeinflusst.  Der wichtigste Kardierspalt der Wanderdeckelkarde befindet sich in  der Hauptkardierzone, d.h. zwischen der Trommel und dem Wanderdeckelaggregat.  Mindestens eine Garnitur, die am Arbeitsabstand angrenzt, ist in  Bewegung, meistens beide. Um die Produktion der Karde zu erhöhen,  versucht man die Betriebsdrehzahl bzw. die Betriebsgeschwindigkeit  der beweglichen Elemente so hoch zu wählen, wie die Technologie der  Faserverarbeitung dies erlaubt. Der Arbeitsabstand ändert    sich  in Abhängigkeit von den Betriebsverhältnissen. Die Veränderung findet  in der radialen Richtung (ausgehend von der Drehachse) der Trommel  statt. 



   Beim Kardieren werden zunehmend grössere Fasermaterialmengen je Zeiteinheit  verarbeitet, was höhere Geschwindigkeiten der Arbeitsorgane und höhere  installierte Leistungen bedingt. Steigender Fasermaterialdurchfluss  (Produktion) führt schon bei konstant bleibender Arbeitsfläche infolge  der mechanischen Arbeit zu erhöhter Erzeugung von Wärme. Zugleich  wird aber das technologische Kardierergebnis (Bandgleichmässigkeit,  Reinigungsgrad, Nissenreduzierung usw.) ständig verbessert, was mehr  im Kardiereingriff stehende Wirkflächen und engere Einstellungen  dieser Wirkflächen zur Trommel (Tambour) bedingt. Der Anteil zu verarbeitender  Chemiefasern, bei denen - im Vergleich zu Baumwolle - im Kontakt  mit den Wirkflächen der Maschine durch Reibung mehr Wärme erzeugt  wird, nimmt stetig zu.

   Die Arbeitsorgane von Hochleistungskarden  sind heute allseitig voll gekapselt, um den hohen Sicherheitsstandards  zu entsprechen, Partikelemission in die Spinnereiumgebung zu verhindern  und den Wartungsbedarf der Maschinen zu minimieren. Roste oder gar  offene, materialführende Flächen, die einen Luftaustausch ermöglichen,  gehören der Vergangenheit an. Durch die genannten Umstände wird der  Eintrag von Wärme in die Maschine deutlich gesteigert, während der  Wärmeaustrag mittels Konvektion deutlich sinkt. Die dadurch bewirkte  stärkere Erwärmung von Hochleistungskarden führt zu grösseren thermoelastischen  Verformungen, die auf Grund der Ungleichverteilung des Temperaturfeldes  die eingestellten Abstände der Wirkflächen beeinflussen: Die Abstände  zwischen Trommel und Deckel, Abnehmer, Festdeckeln sowie Ausscheidestellen  nehmen ab.

   Im Extremfall kann der eingestellte Spalt zwischen den  Wirkflächen durch Wärmedehnungen vollständig aufgezehrt werden, sodass  relativbewegte Bauteile kollidieren. Grössere Schäden sind dann an  der betroffenen Hochleistungskarde die Folge. Nach alledem kann insbesondere  die Erzeugung von Wärme im Arbeitsbereich der Karde zu unterschiedlichen  thermischen Dehnungen bei zu grossen Temperaturunterschieden zwischen  den Bauteilen führen. 



     Bei einer bekannten Vorrichtung (EP 0 431 485) ist ein Kanal vorgesehen,  der von einem Medium durchströmt wird, um Wärme aus einer garnierten  oder nichtgarnierten Trommelverschalung oder aus den Deckelstäben  abzuführen. Dadurch wird bei einer Wärmedehnung der Trommel der Kardierspalt  in unerwünschter Weise noch weiter verkleinert. Es wurde schon ein  Flüssigkeitstransportsystem innerhalb der Trommel zum Ausgleich der  Temperaturverhältnisse am äusseren Umfang der Trommel vorgeschlagen.  Im Betrieb kann der Zugang zu einem solchen Flüssigkeitstransportsystem  nur über die Trommelachse erfolgen, was die Möglichkeiten zur Beeinflussung  der Verhältnisse in diesem System sehr beschränkt, sodass das Ziel  (gleichmässige Temperaturverhältnisse) nicht erreichbar ist. Ein  Nachteil besteht darin, dass das System anlagemässig ausserordentlich  aufwändig ist.

   Ausserdem ist der Energieverbrauch für das Kühlsystem  zu hoch. 



   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung  der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die genannten Nachteile  vermeidet, die insbesondere auf einfache Weise bei Wärmedehnung einen  gleich bleibenden oder nahezu gleich bleibenden Arbeitsabstand bzw.  Kardierspalt zwischen der Trommelgarnitur und dem garnierten und/oder  nichtgarnierten Gegenelement ermöglicht. 



   Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung,  wie sie durch Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert ist. Vorteilhafte  Weiterbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung ergeben sich aus  den abhängigen Ansprüchen. 



   Dadurch, dass die Wärmeabführung der Seitenschilder nach aussen reduziert  ist oder den Seitenschildern Wärme zuführbar ist, gelingt es auf  besonders einfache Weise, bei einer Wärmedehnung einen gleich bleibenden  oder nahezu gleich bleibenden Arbeitsabstand zu verwirklichen. Ein  besonderer Vorteil liegt darin, dass die der Trommel gegenüberliegenden  Arbeitselemente konstruktiv unverändert bleiben können, weil sie  von den Seitenschildern getragen werden. Auf diese Weise    erfolgt  eine Kompensation zwischen dem unterschiedlichen Ausdehnungsverhalten  der Seitenschilder und der Trommel insbesondere infolge der unterschiedlichen  Wärmeabfuhr der gekapselten Trommel und der mit der Aussenluft in  Verbindung stehenden Seitenschilder. Durch die erfindungsgemässen  Massnahmen bleibt die Wärmedehnung der Seitenschilder erhalten. 



     Die Erfindung wird nachstehend anhand von zeichnerisch dargestellten  Ausführungsbeispielen näher erläutert. 



   Es zeigen:      Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht einer Karde  für die erfindungsgemässe Vorrichtung;     Fig. 2a Deckelstäbe  des Wanderdeckels und einen Ausschnitt aus einer Gleitführung mit  Seitenschild und Abstand zwischen Garnitur der Deckelstäbe und Trommelgarnitur;     Fig. 2b schematisch einen Schnitt I-I durch die Gleitführung  mit Seitenschild gemäss Fig. 2a;     Fig. 2c einen Ausschnitt aus  Fig. 2a;     Fig. 2d einen Trommelboden der Trommel von Fig. 2a;     Fig. 3 in Seitenansicht teilweise einen Seitenschild mit Flexibelbogen,  Trommel, Festkardierelementen, Trommelabdeckelementen und Deckelstäben  und     Fig. 3a den Abstand zwischen der Garnitur eines Festkardierelements  und der Trommelgarnitur.  



   Fig. 1 zeigt eine Karde, z.B. Trützschler EXACTACARD DK 803, mit  Speisewalze 1, Speisetisch 2, Vorreissern 3a, 3b, 3c, Trommel 4,  Abnehmer 5, Abstreichwalze 6, Quetschwalzen 7, 8, Vliesleitelement  9, Flortrichter 10, Abzugswalzen 11, 12, Wander-deckel 13 mit Deckelstäben  14, Kanne 15 und Kannenstock 16. Die Drehrichtungen der Walzen sind  mit gebogenen Pfeilen gezeigt. Mit M ist der Mittelpunkt (der Achse  bzw. Welle) der Trommel 4 bezeichnet. Zwischen Vorreisser 3c und  Deckelumlenkrolle 13a sind Festkardierelemente    23 und zwischen  Abnehmer 5 und Deckelumlenkrolle 13b sind Festkardierelemente 24  vorhanden. Mit 25 ist die Trommelverschalung (Trommelabdeckelemente)  bezeichnet. 



   Nach Fig. 2a ist auf jeder Seite der Karde seitlich am Maschinengestell  26a, 26b (siehe Fig. 2b) ein etwa halbkreisförmiges starres Seitenschild  17 befestigt, an dessen Aussenseite im Bereich der Peripherie konzentrisch  ein bogenförmiges Auflageelement 18 angebracht ist, das als Unterlagefläche  eine konvexe Aussenfläche 18' und eine Unterseite 18'' aufweist.  Oberhalb des Auflageelements 18 ist eine relativ dazu in Richtung  der Pfeile A, B verstellbare Gleitführung 20, z.B. aus gleitfähigem  Kunststoff, vorhanden. Die Deckelstäbe 14 weisen an ihren Enden jeweils  einen Deckelkopf 14a auf, an dem in axialer Richtung zwei Stahlstifte  14b befestigt sind, die auf der konvexen Aussenfläche 20a der Gleitführung  20 in Richtung des Pfeils C gleiten. An der Unterfläche des Tragkörpers  14c ist die Deckelgarnitur 14d angebracht.

   Mit 21 ist der Spitzenkreis  der Deckelgarnituren 14d bezeichnet. Die Trommel 4 weist an ihrem  Umfang eine Trommelgarnitur 4a, z.B. Sägezahngarnitur, auf. Mit 22  ist der Spitzenkreis der Trommelgarnitur 4a bezeichnet. Der Abstand  zwischen dem Spitzenkreis 21 und dem Spitzenkreis 22 ist mit a bezeichnet  und beträgt z.B. 0,20 mm. Der Abstand zwischen der konvexen Aussenfläche  20a und dem Spitzenkreis 22 ist mit b bezeichnet. Der Radius der  konvexen Aussenfläche 20a ist mit r 1 , und der Radius des Spitzenkreises  22 ist mit r 2  bezeichnet. Die Radien r 1  und r 2  schneiden sich  im Mittelpunkt M (siehe Fig. 1) der Trommel 4. Die Festkardierelemente  23a, 23b, 23c bzw. 24 sind auf jeder Seite jeweils über Schrauben  28a an einem Verlängerungsbogen 29a (siehe Fig. 3) angebracht, der  seinerseits (auf jeder Seite der Karde) am Seitenschild 17a bzw.

    17b (in Fig. 2a ist nur 17a gezeigt) befestigt ist. 



   Fig. 2b zeigt einen Teil der Trommel 4 mit seiner zylindrischen Fläche  4f des Mantels 4e und Trommelböden 4c, 4d (radiale Tragelemente).  Die Fläche 4f ist mit einer Garnitur 4a versehen, die in diesem Beispiel  in der Form von Draht mit Sägezähnen vorgesehen ist. Der Sägezahndraht  wird auf der Trommel 4 aufgezogen, d.h. in dicht nebeneinander liegenden  Windungen zwischen (nicht    dargestellten) Seitenflanschen umgewickelt,  um eine mit Spitzen bestückte zylindrische Arbeitsfläche zu bilden.  Auf der Arbeitsfläche sollen möglichst gleichmässig Fasern verarbeitet  werden. Die Kardierarbeit wird zwischen den einander gegenüberliegenden  Garnituren geleistet. Sie wird wesentlich von der Lage der einen  Garnitur gegenüber der anderen sowie dem Garniturabstand a zwischen  den Spitzen der Zähne der beiden Garnituren beeinflusst.

   Die Arbeitsbreite  der Trommel 4 ist für alle anderen Arbeitselemente der Karde massgebend,  insbesondere für die Wanderdeckel 14 oder Festdeckel 23, 24, welche  zusammen mit der Trommel 4 die Fasern gleichmässig über die ganze  Arbeitsbreite kardieren. Um gleichmässige Kardierarbeit über die  ganze Arbeitsbreite leisten zu können, müssen die Einstellungen der  Arbeitselemente (einschliesslich von Zusatzelementen) über diese  Arbeitsbreite eingehalten werden. Die Trommel 4 selbst kann aber  durch das Aufziehen des Garniturdrahtes, durch Fliehkraft oder durch  den Kardierprozess bedingte Erwärmung deformiert werden. Die Welle  27 der Trommel 4 ist in (nicht dargestellten) Lagern gelagert, die  auf dem ortsfesten Maschinengestell 26a, 26b angebracht sind. Der  Durchmesser, z.B. 1250 mm, der zylindrischen Oberfläche 4f, d.h.

    das Doppelte des Radius r 3 , ist ein wichtiges Mass der Maschine,  und er wird im Betrieb durch Arbeitswärme vergrössert. Die Seitenschilder  17a, 17b sind auf den beiden Maschinengestellen 26a bzw. 26b befestigt.  An den Seitenschildern 17a, 17b sind die beiden Flexibelbögen 18a  bzw. 18b befestigt. Nach Fig. 2c weist der Seitenschild 17a (wie  auch 17b) mit Innenseite 17'' eine radiale Abmessung d und der Flexibelbogen  18a (wie auch 18b) eine Abmessung e auf. 



   Wenn im Betrieb durch Kardierarbeit, insbesondere bei hoher Produktion  und/oder Verarbeitung von Chemiefasern bzw. Baumwolle-Chemiefasermischungen,  im Kardierspalt a zwischen den Garnituren 14d (bzw. im Kardierspalt  c zwischen den Garnituren 23') und der Trommelgarnitur 4a Wärme entsteht,  wird der Trommelmantel 4e ausgedehnt, d.h. der Radius r 3  nimmt  zu und der Kardierspalt a bzw. c nimmt ab. Die Wärme wird über den  Trommelmantel 4e in die radialen Tragelemente, die Trommelböden 4c  und 4d, geleitet. Die Trommelböden 4c, 4d dehnen sich infolgedessen  ebenfalls aus, d.h. der Radius r 4  (Fig. 2d) nimmt zu. Die Trommel  4 ist allseitig praktisch vollständig    verschalt (ummantelt): In  radialer Richtung durch die Elemente 14, 23, 24, 25 (siehe Fig. 1)  und zu den beiden Seiten der Karde hin durch die Elemente 17a, 17b,  18a, 18b, 26a, 26b.

   Dadurch wird die Wärme aus der Trommel 4 kaum  nach aussen (zur Atmosphäre) abgestrahlt. Allerdings wird insbesondere  die Wärme der grossflächigen Trommelböden 4c, 4d über Strahlung in  erheblichem Masse auf die grossflächigen Seitenschilder 17a, 17b  übertragen, von denen die Wärme nach aussen zur kälteren Atmosphäre  abgestrahlt wird. Durch diese Abstrahlung dehnen sich die Seitenschilder  17a, 17b relativ geringer im Vergleich zu den Trommelböden 4c, 4d  aus, was zu einer unerwünschten (Kardierergebnis) bis gefährlichen  Verkleinerung des Kardierspaltes a (Fig. 2a) und des Kardierspaltes  c (Fig. 3a) führt. Die Kardierelemente (Deckelstäbe 14), sind auf  den Flexibelbögen 18a, 18b und die Festkardierelemente 23, 24 sind  auf den Verlängerungsbögen 29a gelagert, die ihrerseits an den Seitenschildern  17a, 17b befestigt sind.

   Nach Fig. 2c nimmt bei Erwärmung die Ausdehnung  des Abstandes d und damit über den Abstand e der Gesamtabschnitt  f relativ weniger als der Radius r 4  der Trommelböden 4c, 4d und  der Radius r 3  des Trommelmantels 4e zu. Der Trommelmantel 4e und  die Trommelböden 4c, 4d bestehen aus Stahl, z.B. St 37, mit einem  Längenwärmeausdehnungskoeffizienten 11,5*10<-><6> [1/ DEG K].

   Um  nun die relativ unterschiedliche Ausdehnung der Trommelböden 4c,  4d und des Trommelmantels 4e einerseits und der Seitenschilder 17a,  17b (infolge verhinderter Abstrahlung in die Atmosphäre auf Grund  Kapselung der Trommel bzw. freier Abstrahlung in die Atmosphäre der  Seitenschilder) auszugleichen, sind die Seitenschilder 17a, 17b (die  aus einem Werkstoff mit ähnlichem Längenwärmeausdehnungskoeffizienten  wie Stahl, z.B. aus Grauguss mit einem Längenwärmeausdehnungskoeffizienten  von 10,5*10<-><6> [1/ DEG K] bestehen), an ihren Aussenseiten 17'  - d.h. zur Aussenatmosphäre hin - mindestens teilweise mit einer  wärmeisolierenden Schicht 30a bzw. 30b, z.B. aus Styropor oder dergleichen,  versehen, die die Abstrahlung der Wärme nach aussen hin reduziert.

    Auf diese Weise dehnt sich zwar die Trommel 4 bei mangelnder Wärmeabfuhr  infolge Kapselung aus, jedoch bleibt die Ausdehnung der Seitenschilder  (Abstand d, Fig. 2c) auf Grund der Wärmeisolierung erhalten. Die  von den Trommelböden 4c, 4d abgestrahlte Wärme bleibt in den Seitenschildern  17a bzw. 17b. Dadurch wird die unerwünschte    Verkleinerung des  Kardierspaltes a bzw. c infolge thermischer Einflüsse vermieden. 



   Nach Fig. 3 sind zwischen Vorreisser 3 und Deckelumlenkrolle 13a  drei ortsfeste Festkardierelemente 23a, 23b, 23c und Trommelverschalungselemente  25a, 25b, 25c vorhanden. Die Festkardierelemente 23a, 23b, 23c weisen  nach Fig. 3a eine Garnitur 23' auf, die der Trommelgarnitur 4a gegenüberliegt.  Der Kardierspalt zwischen der Garnitur 23' und der Trommelgarnitur  4a ist mit c bezeichnet. Die Festkardierelemente 23a, 23b, 23c sind  über Schrauben 28a und die Abdeckelemente 25a, 25b, 25c (über nicht  dargestellte Schrauben) an einem Verlängerungsbogen 29a (in Fig.  3 ist nur der Verlängerungsbogen 29a auf einer Seite der Karde gezeigt)  angebracht, der seinerseits auf jeder Seite der Karde am Kardenschild  17a bzw. 17b (in Fig. 3 ist nur 17a gezeigt) befestigt ist. 



   Die Flexibelbögen 18a, 18b sind über Schrauben 19 am Seitenschild  17a bzw. 17b befestigt.

Claims (12)

1. Vorrichtung an einer Karde mit einer Trommel (4), die eine zylindrische, garnierte Mantelfläche (4f) und mindestens zwei radiale Tragelemente (4c, 4d) aufweist, mit mindestens einem der Trommelgarnitur (4a) in einem Abstand (a, c) gegenüberliegenden garnierten und/oder nichtgarnierten Maschinenelement und zwei ortsfesten Seitenschildern (17a, 17b), an denen Halteeinrichtungen für Arbeitselemente angebracht sind, bei der die Trommel (4) umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeabführung der Seitenschilder (17a, 17b) nach aussen reduziert ist oder dass den Seitenschildern (17a, 17b) Wärme zuführbar ist, wobei bei Temperaturänderungen das Ausdehnungsverhalten der Seitenschilder (17a, 17b) dem Ausdehnungsverhalten der Trommel (4) angepasst ist.

2.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitselemente Gleitbögen, Festkardierelemente (23, 24; 23a, 23b, 23c) oder Trommelabdeckungen sind und/oder die Temperaturdifferenz zwischen Bauelementen der Karde durch eine höhere Wärmeausdehnung der Seitenschilder (17a, 17b) kompensiert ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdifferenz zwischen Bauelementen der Karde durch eine geringere Wärmeausdehnung der Trommel (4) kompensiert ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenschilder (17a, 17b) auf ihren der Trommel (4) abgewandten Seiten (17') wärmeisoliert (30a, 30b) sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein wärmeisolierender Anstrich (30a, 30b) vorgesehen ist.

6.

Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine wärmeisolierende Beschichtung (30a, 30b) oder eine Dämmplatte, z.B. aus Styropor, vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausdehnungsverhalten der radialen Tragelemente (4c, 4d) dem Ausdehnungsverhalten der Seitenschilder (17a, 17b) angepasst ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausdehnungsverhalten der Mantelfläche (4f) dem Ausdehnungsverhalten der Seitenschilder (17a, 17b) angepasst ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausdehnungsverhalten der radialen Tragelemente (4c, 4d) dem Ausdehnungsverhalten der Mantelfläche (4f) angepasst ist.

10.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale Tragelement (4c, 4d) aus einer Scheibe mit Löchern besteht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale Trag-element (4c, 4d) aus Speichen, einer Felge und einer Nabe besteht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenseite der Seitenschilder (17a, 17b) eine Ummantelung zugeordnet ist.