CH698884B1 - Vorrichtung an einer Karde mit einer Trommel, die eine zylindrische, garnierte Mantelfläche aufweist. - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung an einer Karde, mit einer Trommel, die eine zylindrische, garnierte Mantelfläche und mindestens zwei kreisförmige Trommelböden aufweist, mit mindestens einem der Trommelgarnitur in einem Abstand gegenüberliegenden garnierten und/oder nichtgarnierten Maschinenelement und zwei ortsfesten Seitenschildern, an denen Halteeinrichtungen für die Maschinenelemente, z.B. Gleitbögen, Festkardierelemente oder Trommelabdeckungen, angebracht sind, auf die im Betrieb Wärme einwirkt, sind die den Kardierspalt (a, d) als genannten Abstand beeinflussenden Maschinenelemente (14, 14a bis 14c, 17, 17a, 17b) derart ausgebildet, dass sie bei der im Betrieb auf sie einwirkenden Wärme keine Wärmeausdehnung aufweisen, so dass der Kardierspalt (a, d) konstant bleibt.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Karde mit einer Trommel, die eine zylindrische, garnierte Mantelfläche und mindestens zwei kreisförmige Trommelböden aufweist, gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, 2 oder 3.

[0002] 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 Grösse (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.

[0003] Der Kardierspalt wird insbesondere durch die Maschineneinstellungen einerseits und den Zustand der Garnitur andererseits beeinflusst. Der wichtigste Kardierspalt der Wanderdeckelkarde befindet sich in der Hauptkandierzone, 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.

[0004] 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 aufgrund 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, so dass relativbewegte Bauteile kollidieren.

[0005] 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.

[0006] Bei einer bekannten Vorrichtung (EP 0 446 796 A) sind alle den Arbeitsspalt beeinflussenden Teile (z.B. der Tambour und die Deckelstäbe) vorzugsweise aus einem Material mit einem hohen Elastizitätsmodul zur Verminderung von Durchbiegungen über der Arbeitsbreite angefertigt. Ein solches Material ist z.B. Stahl oder faserverstärkter Kunststoff. Das ausgewählte Material muss die erwünschte Formgenauigkeit des Teiles (beim entsprechenden Herstellungsverfahren) ermöglichen und in Betrieb beibehalten können. Das Material sollte dementsprechend eine kleinere Wärmeausdehnung und/oder eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweisen, so dass anfallende Verlustwärme (die bei hoher Produktion unvermeidlich ist) zu keinen störenden Verformungen der Arbeitselemente führt. Bei der bekannten Vorrichtung ist die Wärmedehnung der zusammenwirkenden, den Arbeitsspalt beeinflussenden Bauteile, namentlich sowohl der Trommel (Tambour) als auch der Deckelstäbe, gleich homogen, da die Bauteile aus dem gleichen Material bestehen. Selbst wenn das Material eine kleinere Wärmeausdehnung aufweisen sollte, wird – wenn auch in geringem Masse – der Kardierspalt in unerwünschter Weise verkleinert, was zu verminderter Kardierqualität bis zu Betriebsstörungen führt. Ausserdem stört, dass die Aufweitung der Trommel durch Fliehkraft durch die bekannten Massnahmen nicht reduziert bzw. vermieden werden kann.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, die insbesondere bei Wärmeentwicklung einen gleichbleibenden oder nahezu gleichbleibenden Kardierspalt bzw. Arbeitsabstand zwischen der Trommelgarnitur und dem garnierten und/oder nichtgarnierten Gegenelement ermöglicht.

[0008] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1, oder durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 2 oder 3.

[0009] Nach einem ersten Erfindungsgedanken sind die den Kardierspalt (Arbeitsspalt) beeinflussenden Teile (z.B. die Trommel, die Kardierstäbe und die Halteelemente für die Kardierstäbe) derart ausgebildet, dass sie bei der Betriebswärme keine oder nahezu keine Wärmeausdehnung aufweisen. Auf diese Weise ändert sich der Kardierspalt nicht. Entsprechend einem weiteren, alternativen Erfindungsgedanken weist wenigstens ein den Kardierspalt beeinflussendes Teil eine negative Wärmeausdehnung (Schrumpfung) auf, so dass eine Änderung des Kardierspaltes, z.B. durch positive Wärmeausdehnung eines den Kardierspalt beeinflussenden Teils, kompensiert wird. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn die den Kardierspalt beeinflussenden Tragelemente mit den Garnituren einander gegenüberliegen und ein Tragelement, z.B. die Trommel, sich infolge Erwärmung positiv ausdehnt und das andere Tragelement, z.B. die Kardierstäbe (Deckelstäbe), sich demgegenüber negativ ausdehnt, d.h. schrumpft und gewissermassen zurückweicht. Entsprechend einem noch weiteren ebenfalls alternativen Erfindungsgedanken weist wenigstens ein den Kardierspalt beeinflussendes Teil eine positive Wärmeausdehnung (Aufweitung) auf, so dass eine Änderung des Kardierspaltes, z.B. durch positive Wärmeausdehnung eines den Kardierspalt beeinflussenden Teils, ebenfalls kompensiert wird. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn die den Kardierspalt beeinflussenden Tragelemente nebeneinander angeordnet sind und ein Tragelement, z.B. die Trommel, sich infolge Erwärmung positiv ausdehnt und das andere Tragelement, z.B. die Flexibelbögen, sich ebenfalls positiv ausdehnen, d.h. sich aufweitet und dadurch die Deckelstäbe gegenüber der Trommel anhebt. Nach allen drei Erfindungsgedanken bleibt der Kardierspalt im Betrieb gleich oder nahezu gleich.

[0010] Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

[0011] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

[0012] Es zeigt: Fig. 1<sep>schematisch Seitenansicht einer Karde mit der erfindungsgemässen Vorrichtung, Fig. 2<sep>Deckelstäbe des Wanderdeckels und Ausschnitt aus einer Gleitführung, des Flexibelbogens, des Seitenschildes und der Trommel sowie den Kardierspalt zwischen den Garnituren der Deckelstäbe und der Trommelgarnitur, Fig. 3a, 3b<sep>Schnitt durch eine Walze mit einer Metalltrommel und einer diese kreiszylindrisch umgebenden Bandage aus kohlefaserverstärktem Kunststoff in Vorderansicht (Fig. 3a) und Seitenansicht (Fig. 3b), Fig. 4<sep>schematisch Schnitt I–I durch die Gleitführung gemäss Fig. 2 mit Flexibelbögen und Seitenschildern, Fig. 5<sep>in Seitenansicht teilweise Seitenschild mit Flexibelbogen, Trommel, Verlängerungsbogen, Festkardierelement und Wanderdeckelstäben, Fig. 6<sep>Seitenansicht eines erfindungsgemässen Flexibelbogens, Fig. 7<sep>einen erfindungsgemässen Verlängerungsbogen in der Vorkardierzone und Fig. 7a<sep>den Kardierabstand zwischen der Garnitur eines erfindungsgemässen Festkardierelements und der Trommelgarnitur.

[0013] Fig. 1 zeigt eine Karde, z.B. Trützschler Karde TC 03, 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, Wanderdeckel 13 mit Deckelumlenkrollen 13a, 13b und Deckelstäben 14, Kanne 15 und Kannenstock 16. Die Drehrichtungen der Walzen sind mit gebogenen Pfeilen gezeigt. Mit M ist der Mittelpunkt (Achse) der Trommel 4 bezeichnet. 4a gibt die Garnitur und 4b gibt die Drehrichtung der Trommel 4 an. Mit B ist die Drehrichtung des Wanderdeckels 13 in Kardierstellung und mit C ist die Rücktransportrichtung der Deckelstäbe 14, mit 23 ́, 23 ́ ́ sind Festkardierelemente und mit 39 ist eine Abdeckung unterhalb der Trommel 4 bezeichnet. Der Pfeil A bezeichnet die Arbeitsrichtung.

[0014] Nach Fig. 2 ist auf jeder Seite der Karde seitlich am Seitenschild 19a, 19b (s. Fig. 4) ein Flexibelbogen 17 befestigt, der mehrere Einstellschrauben aufweist. Der Flexibelbogen 17 weist eine konvexe Aussenfläche 17a und eine Unterseite 17b auf. Oberhalb des Flexibelbogens 17 ist eine Gleitführung 20, z. B. aus gleitfähigem Kunststoff, vorhanden, die eine konvexe Aussenfläche 20a und eine konkave Innenfläche 20b aufweist. Die konkave Innenfläche 20b liegt auf der konvexen Aussenfläche 17a auf und vermag auf dieser in Richtung der Pfeile D, E zu gleiten. Jeder Deckelstab besteht aus einem Rückenteil 14a und einem Tragkörper 14b. Jeder Deckelstab 14 besitzt an seinen beiden Enden jeweils einen Deckelkopf, der jeweils zwei Stahlstifte 141, 142umfasst. Die über die Stirnflächen des Tragkörpers 14b ragenden Teile der Stahlstifte 141, 142gleiten auf der konvexen Aussenfläche 20a der Gleitführung 20 in Richtung des Pfeils B. An der Unterfläche des Tragkörpers 14b ist eine Garnitur 18 angebracht. Mit 21 ist der Spitzenkreis der Deckelgarnituren 18 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 (Kardierspalt) zwischen dem Spitzenkreis 21 und dem Spitzenkreis 22 ist mit a bezeichnet und beträgt z.B. 3/1000 ́ ́. Der Abstand zwischen der konvexen Aussenfläche 20a und dem Spitzenkreis 22 ist mit b bezeichnet. Der Abstand zwischen der konvexen Aussenfläche 20a und dem Spitzenkreis 21 ist mit c bezeichnet. Der Radius der konvexen Aussenfläche 20a ist mit n und der Radius des Spitzenkreises 22 ist mit r2 bezeichnet. Die Radien n und r2 schneiden sich im Mittelpunkt M der Trommel 4. Mit 19 ist das Seitenschild bezeichnet.

[0015] Die in Fig. 3a, 3b dargestellte schnelllaufende Walze für eine Faserverarbeitungsmaschine, z. B. Trommel 4 einer Karde, besteht aus einem hohlzylindrischen Walzenkörper 30 und zwei stirnseitigen Walzenböden 31a, 31b. Die Walzenböden 31a, 31b bestehen zweckmässig aus Metall, z. B. Stahl oder Aluminium. Mit 32 ist eine Speiche, mit 33 eine Nabe und mit 34 ein Endflansch bezeichnet. Der Walzenkörper 30 besteht aus einer innenliegenden Stahltrommel 35 und einer aussenliegenden ausgehärteten CFK-Bandage 36. Die CFK-Bandage 36 hat die Form eines dünnwandigen Hohlzylinders. Im verspannten Zustand herrschen bei Betriebstemperatur im zylindrischen Mantelbereich der Stahltrommel 35 in Umfangsrichtung Druckspannungen und in der zylindrischen CFK-Bandage 36 Zugspannungen. Im Betrieb werden infolge der Fliehkraftbelastung in der Stahltrommel 35 die Druckspannungen reduziert. Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Trommelwerkstoffes ist deutlich grösser als der Wärmeausdehnungskoeffizient des kohlefaserverstärkten Kunststoffs in Richtung der Verstärkungsfasern, z. B. der Wärmeausdehnungskoeffizient α von Stahl liegt zwischen 11 × 10<-6> 1/K und 17 × 10<-6> 1/K und der von CFK in Faserrichtung liegt bei etwa Null, insbesondere zwischen –2 ×10<-6> 1/K bis + 2 × 10<-6>1/K. Bei Erwärmung im Betrieb verändert sich somit der Innendurchmesser der CFK-Bandage 36 nur geringfügig, wogegen die Wärmedehnung der Stahltrommel 35 beträchtlich ist. Die Wärmedehnung der CFK-bandagierten Stahltrommel 35 ist damit geringer als die Wärmedehnung einer Stahlvollwandtrommel.

[0016] Die erfindungsgemässe Walze aus Metalltrommel und Faserverbundbandage ist im Vergleich zu einer Stahl- oder Aluminiumvollwalze leichter, in ihrer Massenträgheit reduziert und durch konstruktiv ausgelegte Faserorientierungen in ihrer thermischen Längenausdehnung einstellbar (bis auf negative Werte). Die Vorteile der erfindungsgemässen Walze im Betrieb, die sich aus den Materialeigenschaften ergeben, sind zum Beispiel wesentlich verbesserte Bremswerte, Einsparung von Antrieben, Energieeinsparung, höhere Produktionsgeschwindigkeiten, grössere Arbeitsbreiten, schwingungsfreier Lauf.

[0017] In der nachfolgenden Tabelle sind Dichte, E-Modul und Festigkeit der Werkstoffe im Vergleich dargestellt: (g/cm<3>(N/mm<2> Werkstoff<sep>Dichte )<sep>E-Modul )<sep>Festigkeit (MPa) St 52<sep>7,8<sep>210 000<sep>400 A1<sep>2,7<sep>70 000<sep>350 CFK<sep>1,3<sep>75 000 bis 180 000<sep>1500 GFK<sep>1,9<sep>20 000 bis 40 000<sep>1250

[0018] In Richtung der Faser hat CFK erhebliche Vorteile im Vergleich zu Stahl. Die einzelnen Fasern, die im Wickelverfahren zu einem Rohr verarbeitet werden, legen das anisotope (richtungsabhängige) Verhalten eines solchen Rohres fest.

[0019] Fig. 4 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 nebeneinanderliegenden Windungen zwischen (nicht dargestellten) Seitenflanschen umgewickelt, um eine mit Spitzen bestückte zylindrische Arbeitsfläche zu bilden. Auf der Arbeitsfläche (Garnitur) sollen möglichst gleichmässig Fasern verarbeitet werden. Die Kardierarbeit wird zwischen den einander gegenüberliegenden Garnituren 18 und 4a 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 18 und 4a beeinflusst. Die Arbeitsbreite der Trommel 4 ist für alle anderen Arbeitselemente der Karde massgebend, insbesondere für die Wanderdeckel 14 oder Festdeckel 23 ́, 23 ́ ́ (Fig. 1), 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 25 der Trommel 4 ist in (nicht dargestellten) Lagen gelagert, die auf dem ortsfesten Maschinengestell 24a, 24b angebracht sind. Der Durchmesser, z.B. 1250 mm, der zylindrischen Oberfläche 4f, d.h. das Doppelte des Radius r3, ist ein wichtiges Mass der Maschine, und er wird im Betrieb durch Arbeitswärme vergrössert. Die Seitenschilder 19a, 19b sind auf den beiden Maschinengestellen 24a bzw. 24b befestigt. An den Seitenschildern 19a, 19b sind die Flexibelbögen 17a bzw. 17b befestigt.

[0020] Wenn im Betrieb durch Kardierarbeit, insbesondere bei hoher Produktion und/oder Verarbeitung von Chemiefasern bzw. Baumwolle-Chemiefasermischungen, im Kardierspalt a zwischen den Garnituren 18 (bzw. im Kardierspalt d zwischen den Garnituren 23 ́) und der Trommelgarnitur 4a Wärme entsteht, wird der Trommelmantel 4e ausgedehnt, d.h. der Radius r3 nimmt zu und der Kardierspalt a bzw. d 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 nimmt zu. Die Trommel 4 ist allseitig praktisch vollständig verschalt (ummantelt): In radialer Richtung durch die Elemente 14, 23, 39 (s. Fig. 1) und zu den beiden Seiten der Karde hin durch die Elemente 17a, 17b, 19a, 19b, 24a, 24b. 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 19a, 19b übertragen, von denen die Wärme nach aussen zur kälteren Atmosphäre abgestrahlt wird. Durch diese Abstrahlung dehnen sich die Seitenschilder 19a, 19b 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 d führt. Die Kardierelemente (Deckelstäbe 14) sind auf den Flexibelbögen 17a, 17b und die Festkardierelemente 23 ́, 23 ́ ́ sind auf den Verlängerungsbögen gelagert, die ihrerseits an den Seitenschildern 19a, 19b befestigt sind. Bei Erwärmung nimmt die Anhebung der Flexibelbögen 17a, 17b – und damit der Garnituren 18 der Deckelstäbe 14 – relativ weniger als die Ausdehnung des Radius r3 des Trommelmantels 4e – und damit der Garnitur 4a der Trommel 4 – zu, was zu der Verengung des Kardierspaltes a führt. Der Trommelmantel 4e und die Trommelböden 4c, 4d bestehen aus Stahl, z.B. St 37, mit einem Längenwärmeausdehnungskoeffizienten 11,5 • 10<-6><> . Um nun die relativ unterschiedliche Ausdehnung der Trommelböden 4c, 4d und des Trommelmantels 4e einerseits und der Seitenschilder 19a, 19b (infolge verhinderter Abstrahlung in die Atmosphäre aufgrund Kapselung der Trommel 4 bzw. freier Abstrahlung in die Atmosphäre von den Seitenschildern) auszugleichen, sind die Rückenteile 14a und die Tragkörper 14b der Deckelstäbe aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) hergestellt, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient negativ eingestellt ist. Auf diese Weise bleibt zwar die Dehnung der Trommel 4 wegen mangelnder Wärmeabfuhr infolge Kapselung erhalten, jedoch werden die Deckelstäbe 14 geschrumpft. Dadurch wird die unerwünschte Verkleinerung des Kardierspaltes a bzw. d infolge thermischer Einflüsse vermieden.

[0021] Nach Fig. 5 sind zwischen Vorreisser 3 und Deckelumlenkrolle 13a drei ortsfeste Festkardierelemente 23a, 23b, 23c und nichtgarnierte Trommelverschaltungselemente 25a, 25b, 25c vorhanden. Die Festkardierelemente 23 weisen nach Fig. 7aeine Garnitur 23 ́ auf, die der Trommelgarnitur 4a gegenüberliegt. Der Kardierspalt zwischen der Garnitur 23 ́ und der Trommelgarnitur 4a ist mit d bezeichnet. Die Festkardierelemente 23 sind über Schrauben 26a und die Abdeckelemente 25 (über nicht dargestellte Schrauben) an einem Verlängerungsbogen 27a (in Fig. 5ist nur der Verlängerungsbogen 27a auf einer Seite der Karde gezeigt) angebracht, der seinerseits auf jeder Seite der Karde am Kardenschild 19a bzw. 19b (in Fig. 5 ist nur 19a gezeigt) über Schrauben 281 bis 283 befestigt ist. Die Flexibelbögen 17a, 17b (in Fig. 5ist nur 17a gezeigt) sind über Schrauben 291, 292 am Seitenschild 19a bzw. 19b befestigt.

[0022] In den Fig. 6 und 7 sind der Flexibelbogen 17a und der Verlängerungsbogen 26a jeweils als Bauteil separat dargestellt. Der Flexibelbogen 17a besteht z. B. aus Grauguss GGG 30, und der Verlängerungsbogen besteht z.B. aus Grauguss GG 20. Auf der konvex gebogenen Peripherie des Flexibelbogens ist eine Beschichtung 37 und des Verlängerungsbogens 26a eine Beschichtung 38 befestigt, wobei beide Beschichtungen 37, 39 aus CFK mit positiv eingestelltem Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen.

[0023] Die Trommel 4 besteht beispielweise aus Stahl. Um im Betrieb der unerwünschten Verengung der Kardierspalte a (Fig. 2) und d (Fig. 7a) entgegenzuwirken, sind die Flexibelbögen 17a, 17b und die Verlängerungsbogen 26a, 26b jeweils mit der Beschichtung 37 (Fig. 6) bzw. 38 (Fig. 7) aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) versehen, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient positiv eingestellt ist. Dabei bleibt zwar die Dehnung der Trommel 4 erhalten, jedoch dehnen sich die seitlich in Bezug auf die Trommel 4 angeordneten Flexibelbögen 17a, 17b und die Verlängerungsbögen 26a, 26b aus, wodurch die Deckelstäbe 14 bzw. Festkardiersegmente 23 angehoben werden, so dass die unerwünschte Verkleinerung des Kardierspaltes a bzw. d vermieden wird.

[0024] Die in Fig. 5 bis 7 gezeigte Ausbildung der Flexibelbögen 17a, 17b und der Verlängerungsbögen 26a, 26b kann in zweckmässiger Weise mit der in Fig. 3a, 3bdargestellten Ausführungsform der Trommel 4 kombiniert sein. Bei dieser Kombination bestehen die Flexibelbögen 17a, 17b und die Verlängerungsbögen 26a, 26b mindestens zeitweise aus CFK mit positiv eingestelltem Wärmeausdehnungskoeffizient und die Bandage 36 der Trommel 4 (s. Fig. 3a, 3b) aus CFK mit negativ eingestelltem Wärmeausdehnungskoeffizienten. Ggf. kann auch CFK mit Wärmeausdehnungskoeffizient Null gewählt werden, je nach Werkstoff für die Trommel 4. Auf diese Weise lässt sich durch geeignete Einstellung der Wärmeausdehnungskoeffizienten eine gewünschte Formgenauigkeit der den Kardierspalt a bzw. d beeinflussenden Teile im Betrieb bei Wärmeentwicklung zielgenau verwirklichen und beibehalten.

[0025] Um die relativ unterschiedliche Ausdehnung der Trommelböden 4c, 4d und des Trommelmantels 4e einerseits und der Seitenschilder 19a, 19b (infolge verhinderter Ausstrahlung in die Atmosphäre aufgrund Kapselung der Trommel 4 bzw. freier Abstrahlung in die Atmosphäre von den Seitenschildern) auszugleichen, ist nach einer weiteren Ausbildung die Bandage 36 aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) hergestellt, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient negativ eingestellt ist. Auf diese Weise wird die Dehnung der Trommel 4 wegen mangelnder Wärmeabfuhr infolge Kapselung reduziert oder vermieden. Dadurch wird die unerwünschte Verkleinerung des Kardierspaltes a bzw. d infolge thermischer Einflüsse vermieden.

Claims (29)

1. Vorrichtung an einer Karde, mit einer Trommel, die eine zylindrische, garnierte Mantelfläche und mindestens zwei kreisförmige Trommelböden aufweist, mit mindestens einem der Trommelgarnitur in einem Abstand gegenüberliegenden garnierten und/oder nichtgarnierten Maschinenelement und zwei ortsfesten Seitenschildern, an denen Halteeinrichtungen für die Maschinenelemente, z.B. Gleitbögen, Festkardierelemente oder Trommelabdeckungen, angebracht sind, auf die im Betrieb Wärme einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die den Kardierspalt (a, d) als genannten Abstand beeinflussenden Maschinenelemente (4, 4e; 14, 14a bis 14c; 17, 17a, 17b; 23’, 23», 23a bis 23c; 26, 26a, 26b; 36; 37; 38) derart ausgebildet sind, dass sie bei der im Betrieb auf sie einwirkenden Wärme keine Wärmeausdehnung aufweisen, so dass der Kardierspalt (a, d) konstant bleibt.

2. Vorrichtung an einer Karde, mit einer Trommel, die eine zylindrische, garnierte Mantelfläche und mindestens zwei kreisförmige Trommelböden aufweist, mit mindestens einem der Trommelgarnitur in einem Abstand gegenüberliegenden garnierten und/oder nichtgarnierten Maschinenelement und zwei ortsfesten Seitenschildern, an denen Halteeinrichtungen für die Maschinenelemente, z.B. Gleitbögen, Festkardierelemente oder Trommelabdeckungen angebracht sind, auf die im Betrieb Wärme einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die den Kardierspalt (a, d) als genannten Abstand beeinflussenden Maschinenelemente (4, 4e; 14, 14a bis 14c; 17, 17a, 17b; 23 ́, 23 ́ ́, 23a bis 23c; 26, 26a, 26b; 36; 37; 38) derart ausgebildet sind, dass bei der im Betrieb auf sie einwirkenden Wärme der Kardierspalt (a, d) im Wesentlichen konstant bleibt, wobei mindestens eines der den Kardierspalt (a, d) beeinflussenden genannten Maschinenelemente (4, 4e; 14, 14a bis 14c; 17, 17a, 17b; 23 ́, 23 ́ ́, 23a bis 23c; 26, 26a, 26b; 36; 37, 38) derart ausgebildet ist, dass es bei der im Betrieb auf es einwirkenden Wärme eine negative Wärmeausdehnung aufweist, und mindestens ein weiteres der den Kardierspalt (a, d) beeinflussenden genannten Maschinenelemente (4, 4e; 14, 14a bis 14c; 17, 17a, 17b; 23 ́, 23 ́ ́, 23a bis 23c; 26, 26a, 26b; 36; 37, 38) derart ausgebildet ist, dass es bei der im Betrieb auf es einwirkenden Wärme eine positive Wärmeausdehnung aufweist.

3. Vorrichtung an einer Karde, mit einer Trommel, die eine zylindrische, garnierte Mantelfläche und mindestens zwei kreisförmige Trommelböden aufweist, mit mindestens einem der Trommelgarnitur in einem Abstand gegenüberliegenden garnierten und/oder nichtgarnierten Maschinenelement und zwei ortsfesten Seitenschildern, an denen Halteeinrichtungen für die Maschinenelemente, z. B. Gleitbögen, Festkardierelemente oder Trommelabdeckungen angebracht sind, auf die im Betrieb Wärme einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die den Kardierspalt (a, d) als genannten Abstand beeinflussenden Maschinenelemente (4, 4e; 14, 14a bis 14c; 17, 17a, 17b; 23 ́, 23 ́ ́, 23a bis 23c; 26, 26a, 26b; 36; 37; 38) derart ausgebildet sind, dass bei der im Betrieb auf sie einwirkenden Wärme der Kardierspalt (a, d) im Wesentlichen konstant bleibt, wobei mindestens eines der den Kardierspalt (a, d) beeinflussenden genannten Maschinenelemente (4, 4e; 14, 14a bis 14c; 17, 17a, 17b; 23 ́, 23 ́ ́, 23a bis 23c; 26, 26a, 26b; 36; 37; 38) derart ausgebildet ist, dass es bei der im Betrieb auf es einwirkenden Wärme eine positive Wärmeausdehnung aufweist, und mindestens ein weiteres der den Kardierspalt (a, d) beeinflussenden genannten Maschinenelemente (4, 4e; 14, 14a bis 14c; 17, 17a, 17b; 23 ́, 23 ́ ́, 23a bis 23c; 26, 26a, 26b; 36; 37, 38) derart ausgebildet ist, dass es bei der im Betrieb auf es einwirkenden Wärme ebenfalls eine positive Wärmeausdehnung aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiteres genanntes den Kardierspalt (a, d) beeinflussendes Maschinenelement (4, 4e; 14, 14a bis 14c; 17, 17a, 17b; 23 ́, 23 ́ ́, 23a bis 23c; 26, 26a, 26b; 36; 37; 38) derart ausgebildet ist, dass es im Betrieb keine Wärmeausdehnung aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kardierspalt (a, d) durch die Trommel (4) und mindestens ein weiteres genanntes als Kardierelement ausgebildetes Maschinenelement (14, 14a, 14b; 23 ́, 23 ́ ́, 23a bis 23c) beeinflusst ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kardierspalt (a, d) durch die Halteeinrichtung (17, 17a, 17b; 26, 26a, 26b) für das mindestens eine Kardierelement (14, 14a bis 14c; 23 ́, 23 ́ ́, 23a bis 23c) beeinflusst ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung für das mindestens eine Kardierelement (14, 14a bis 14c; 23 ́, 23 ́ ́, 23a bis 23c) durch zumindest ein Element eines Seitenteils gebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenteil aus einem Seitenschild (19; 19a, 19b) und aus mindestens einem Flexibelbogen (17; 17a, 17b) besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenteil aus einem Seitenschild (19; 19a, 19b) und mindestens einem Verlängerungsbogen (26; 26a, 26b) besteht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die garnierten Maschinenelemente Wanderdeckel (14, 14a bis 14c) umfassen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die garnierten Maschinenelemente Festdeckel (23; 23 ́, 23 ́ ́, 23a bis 23c) umfassen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (4) mindestens teilweise aus Stahl besteht.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (4) mindestens teilweise aus Aluminium besteht.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff für die den Kardierspalt (a, d) beeinflussenden Maschinenelemente mindestens teilweise ein faserverstärkter Kunststoff ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der faserverstärkte Kunststoff ein kohlefaserverstärkter Kunststoff ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturausdehnungskoeffizient des kohlefaserverstärkten Kunststoffs so ausgebildet ist, dass im Betrieb der Kardierspalt konstant bleibt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (4) eine Metalltrommel (35) mit mindestens einer diese kreiszylindrisch umgebenden Bandage (36) aus kohlefaserverstärktem Kunststoff aufweist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Flexibelbogen ausgebildetes genanntes Maschinenelement (17; 17a, 17b) und/oder ein als Verlängerungsbogen ausgebildetes genanntes Maschinenelement (26, 26a, 26b) mindestens teilweise aus kohlefaserverstärktem Kunststoff besteht.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Flexibelbogen (17; 17a, 17b) und/oder der Verlängerungsbogen (26, 26a, 26b) mit einer Auflage (37 bzw. 38) aus kohlefaserverstärktem Kunststoff versehen ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (4) aus einem metallischen Werkstoff, z.B. aus Stahl, und der Flexibelbogen (17, 17a, 17b) und/oder der Verlängerungsbogen (26, 26a, 26b) mindestens teilweise aus kohlefaserverstärktem Kunststoff besteht.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanderdeckel (14, 14a bis 14c) und/oder die Festdeckel (23, 23 ́, 23 ́ ́, 23a bis 23c), mindestens teilweise aus kohlefaserverstärktem Kunststoff bestehen.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenschild (19, 19a, 19b) teilweise aus kohlefaserverstärktem Kunststoff besteht.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass bei Raum- und Betriebstemperatur die Metalltrommel (35) und die Bandage (36) gegeneinander verspannt sind.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalltrommel (35) mit Druckspannungen und die Bandage (36) mit Zugspannungen in Umfangsrichtung belastet sind.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsfasern des kohlefaserverstärkten Kunststoffs in der Bandage (36) weitgehend in Umfangsrichtung der Trommel (4) orientiert sind.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (4) und die Seitenteile derart ausgebildet sind, dass die Wärmeabfuhr von der Trommel (4) und von den Seitenteilen (19, 19a, 19b) unterschiedlich ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner mindestens eine Walze aufweist, die eine Metalltrommel und eine diese kreiszylindrisch umgebende, ausgehärtete Bandage aus kohlefaserverstärktem Kunststoff umfasst.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Walze als Vorreisser (3, 3a bis 3c) ausgebildet ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Walze als Abnehmer (5) ausgebildet ist.