CH704295B1 - Vorrichtung für eine Karde oder Krempel, welche Vorrichtung mindestens ein Arbeits- und/oder Abdeckelement umfasst. - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung für eine Karde oder Krempel umfasst mindestens ein Arbeits- und/oder Abdeckelement (23) zur Anordnung in einem Abstand gegenüber einer garnierten Walze (4) der Karde oder Krempel. Das Arbeits- und/oder Abdeckelement (23) weist eine Länge auf zur Erstreckung über die gesamte Breite der garnierten Walze (4) der Karde oder Krempel. Das Arbeits- und/oder Abdeckelement (23) weist ferner einen länglichen Tragkörper (24) auf, der ein Fussteil (24b) und ein Rückenteil (24a) umfasst, wobei das Rückenteil (24a) im Querschnitt als Hohlkörper ausgebildet ist, und wobei das Fussteil (24b) bei der garnierten Walze (4) der Karde oder Krempel zugewandten Anordnung des Fussteils (24b) Betriebswärme aufzunehmen vermag und das Rückenteil (24a) bei einer der garnierten Walze der Karde oder Krempel abgewandten Anordnung des Rückenteils (24a) mit der Umgebungsluft in Verbindung zu stehen vermag. Im Innenraum des Hohlkörpers ist mindestens eine im Wesentlichen senkrecht zum Fussteil (24b) angeordnete Zwischenwand (24´´´) vorhanden, die das Fussteil (24b) mit einem vom Fussteil (24b) abgewandten Bereich des Rückenteils (24a) wärmeleitend verbindet, sodass eine weitgehend homogene Temperaturverteilung mit einem geringen oder keinem Wärmegefälle im Tragkörper (24) vorhanden ist.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Karde oder Krempel, welche Vorrichtung mindestens ein Arbeits- und/oder Abdeckelement umfasst, gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

[0002] Bei heutigen Hochleistungskarden spielt die Bauteilerwärmung und die damit verbundene Veränderung des Abstands der Bauteile eine zunehmend bedeutende Rolle. So auch beim Abstand zwischen Trommel und Deckelstab. Um eine gute Qualität bei maximaler Produktion erreichen zu können, muss dieser Abstand möglichst konstant gehalten werden. Die fortwährende Steigerung der Produktion der neuen Kardengenerationen führt jedoch auch zu deutlicheren Unterschieden zwischen dem kalt eingestellten Kardierspalt und dem im warmen Zustand. Darüber hinaus liegt beim einzelnen Deckelstab die besondere Situation vor, dass dieser nicht permanent am Kardierprozess beteiligt ist und somit fortlaufend Zyklen zwischen Erwärmung und Abkühlung durchläuft. Dadurch wiederum entsteht ein Temperaturgefälle zwischen der Garniturseite des Deckelstabs (warm) und dessen Rücken (kalt). Ebendieses Temperaturgefälle ist verantwortlich für die Verformung (hin zur Trommel) des Stabs.

[0003] Heutige Deckelstäbe (WO 2006/039 829 A) sind derart gestaltet, dass sich im Inneren eine bzw. mehrere horizontal getrennte Hohlkammern ergeben, die mit Luft (guter Isolator) «gefüllt» sind. Dies führt dazu, dass sich der Wärmefluss auf die äusseren Stege des Deckelstabs beschränkt, welche wiederum am Wärmeaustausch mit der Umgebung beteiligt sind. Hieraus resultieren relativ hohe Temperaturunterschiede zwischen der Garniturseite und dem Rücken des Deckelstabs.

[0004] An Karden aktueller Bauform werden für den Kardierprozess als Kardierelemente Deckel mit flexiblen Garnituren (Wanderdeckel) und/oder Festkardier-elemente mit Ganzstahlgarnituren benutzt. Die eigentlichen Garnituren werden dabei durch hochpräzise Trägerbauteile aufgenommen. Üblicherweise verwendet man heute als Trägerbauteil Aluminiumstrangpressprofile. Diese haben neben zahlreichen Vorteilen wie z.B. geringes Gewicht, hohe Steifigkeit etc. jedoch den Nachteil, dass sie sich bei einseitiger Erwärmung, was beim Kardieren der Fall ist, zu der erwärmten Seite hin verformen. Je höher das Bauteil ist, umso grösser ist die Steifigkeit, aber auch die Verformung unter Wärmeeinfluss. Diese Verformung führt zu einem nicht konstanten Kardierspalt, was wiederum ein nicht optimales technologisches Kardierergebnis zur Folge hat.

[0005] Die Trägerprofile für Kardierelemente werden heute als rundum geschlossene Aluminiumstrangpressprofile ausgeführt. Die während des Kardierprozesses entstehende Wärme wird zu einem grossen Teil über die Kardierelemente nach aussen abgeführt. Das dazu notwendige Temperaturgefälle innerhalb des Profilquerschnittes führt zur Verformung des Kardierelements. Je grösser dieses Gefälle ist, umso grösser ist auch die Verformung.

[0006] Durch das Aufwärmen entsteht aber nicht nur eine Wärmeausdehnung über der gesamten Arbeitsbreite der Karde, sondern es entstehen auch Wärmegradienten über die Ausführungsformen der verschiedenen Bauteile der Karde. Zum Beispiel kann an der Trommeloberfläche eine Temperatur von 45 °C entstehen. Ein der Trommel gegenüber befindliches Kardierelement wird auf der Seite der Trommelgarnitur auch diese Temperatur in etwa erreichen. Dagegen wird an der der Trommel abgewandten Seite des Kardierelements, die konstruktionsbedingt (aufgrund der Arbeitsbreite und der Genauigkeit der Elemente) mehrere Zentimeter hohe Rücken haben, die Temperatur einen deutlich tieferen Wert erreichen (z.B. 28 °C). Der Unterschied in Temperatur über ein Kardierelement kann somit einige Grade Celsius betragen. Wie gross dieser Temperaturunterschied ist, ist abhängig von der Beschaffenheit des Elements (Konstruktion, Material), der geleisteten Kardierarbeit (Drehzahl, Produktion) und des Abstandes des Elements zu der Walze.

[0007] Dieser Wärmegradient verursacht ein Durchbiegen der Elemente über der und über die Breite der Karde. Durch diese Durchbiegung entsteht in der Mitte ein engerer Kardierspalt als aussen. Hierdurch entsteht ein ungleichmässiger Kardierspalt, der sich nach aussen verbreitet. Dies führt zu einer verringerten Kardierqualität und/oder einer schlechteren Nissenauflösung. Ebenfalls kann dies zu «Seitenflug» der Fasern führen. Das heisst, dass Fasern sich in der Randregion ansammeln und sich sogar absetzen, insbesondere ausserhalb der Arbeitsbreite. Diese Effekte kommen bei einer Karde mit einer Arbeitsbreite von 1 Meter zum Ausdruck, nehmen jedoch mit zunehmender Arbeitsbreite zu, z.B., wenn die Arbeitsbreite grösser als 1 Meter, zum Beispiel 1,2 Meter und mehr beträgt. Die Abweichung, die durch die oben genannten Effekte entsteht, kann hier nicht vernachlässigt werden, sondern ist ein Problem für die gesamte Kardierqualität der Karde. Das Problem der thermischen Durchbiegung kommt zu der mechanischen Durchbiegung hinzu, die mit zunehmender Arbeitsbreite ansteigt.

[0008] Dadurch, dass sich Festkardierelemente und Wanderdeckelstäbe im Betrieb der Karde sehr stark erwärmen, wirken die Aluminiumstrangpressprofile der Festkardierelemente bzw. Wanderdeckelstäbe an der Aussenseite (von der Trommel weg zeigenden Seite) wie Kühlkörper, die ihre Wärme durch freie Konvektion an die umgebende Luft abgeben. Dadurch entsteht ein Temperaturgefälle innerhalb des Strangpressprofils. Die zur Trommel zeigende Seite ist wärmer und dehnt sich deshalb mehr aus als die nach aussen zeigende Seite, wodurch sich das Festkardierelement oder der Wanderdeckelstab zur Trommel hin biegt. Dieses Biegen (und auch das Ausdehnen der Trommel) führt dazu, dass der Kardierspalt in der Mitte der Maschine enger wird und damit das Vlies ungleichmässiger und die Qualität schlechter. Ausserdem kann Seitenflug entstehen.

[0009] Aus der WO 2004/106 602 A ist ein Element für eine Karde bekannt, das mit mindestens einer Seite mit dem Fasermaterial in Kontakt kommen kann, wobei das Element an dieser Seite über der Arbeitsbreite der Karde einen konkaven Bogen aufweist. Die Arbeitsseite wird hierzu hohl bearbeitet oder gerichtet. Das Element kann ein Abdeck- oder Verschalungselement, Kardiersegment, Deckel, Wanderdeckelstab, Messer mit eventuell einer Absaugvorrichtung, Leitelement oder Arbeitselement sein. Ein Nachteil besteht darin, dass im kalten Zustand der Maschine ein konkaver Bogen erzeugt wird, der für alle Betriebszustände gleich vorgegeben ist. Eine Anpassung an die unterschiedliche Wärmeerzeugung bei der Verarbeitung verschiedener Fasermaterialien, z.B. Baumwolle und/oder Chemiefasern, ist nicht möglich.

[0010] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, die insbesondere eine Anpassung des Arbeits- und/oder Funktionselements an unterschiedliche Fasermaterialien und Betriebsverhältnisse bzw. -bedingungen erlaubt und einen konstanten Kardierspalt ermöglicht.

[0011] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Aspekte der erfindungsgemässen Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

[0012] Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung wird das Temperaturgefälle im Tragkörper durch eine hinsichtlich Wärmeleitung optimale Gestaltung des Querschnitts des Tragkörpers minimiert. Dies wird durch die mindestens eine im Wesentlichen senkrecht zum Fussteil angeordnete Zwischenwand erreicht, welche durch benachbarte Hohlkammern (Längskanäle), («gefüllt» mit Luft) vom Wärmeaustausch mit der Umgebung entkoppelt sind und somit die Erwärmung des Rückenteils stark beschleunigen.

[0013] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

[0014] Es zeigt: <tb>Fig. 1<SEP>schematisch Seitenansicht einer Karde mit der erfindungsgemässen Vorrichtung, <tb>Fig. 2<SEP>Deckelstäbe des Wanderdeckels (als Arbeitselemente) und Ausschnitt aus einer Gleitführung, aus einem Einstellbogen (Flexibelbogen) mit einem Seitenschild und aus der Trommel sowie den Kardierspalt zwischen den Garnituren der Deckelstäbe und der Trommelgarnitur, <tb>Fig. 3<SEP>ein ortsfestes Kardierelement (als Arbeitselement), Ausschnitt aus einem Seitenschild mit Abstand zwischen Kardiersegmentgarnitur und Trommelgarnitur, und <tb>Fig. 4<SEP>Querschnitt durch einen erfindungsgemässen Wanderdeckelstab als Arbeitselement (Fussteil und Rückenteil) mit Zwischenwand.

[0015] Fig. 1 zeigt eine Karde, z.B. Trützschler Karde TC 07, 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 als Arbeitselemente, 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 30 ́, 30 ́ ́ sind Funktionselemente und mit 13a und 13b sind Deckelumlenkrollen bezeichnet. Der Pfeil A bezeichnet die Arbeitsrichtung.

[0016] Nach Fig. 2 ist auf jeder Seite der Karde ein Einstellbogen 17 (Flexibelbogen) vorhanden, der in dem zugehörigen Seitenschild 19 einstückig integriert ist. Der Einstellbogen 17 weist eine konvexe Aussenfläche 17a und eine Unterseite 17b auf. Oberhalb des Einstellbogens 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 14 besteht aus einem Rückenteil 14a und einem Deckelfuss 14b (Fussteil). Jeder Deckelstab 14 besitzt an seinen beiden Enden jeweils einen Deckelkopf, der jeweils zwei Stahlstifte 141, 142umfasst. Die über die Stirnflächen des Deckelfusses 14b ragenden Teile der Stahlstifte 141, 142gleiten auf der konvexen Aussenfläche 20a der Gleitführung 20 in Richtung des Pfeils B. An der Unterfläche des Deckelfusses 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. eine Sägezahngarnitur, auf. Die Zahnhöhe der Sägezähne beträgt z.B. h = 2 mm. 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 r3und der Radius des Spitzenkreises 22 ist mit r1bezeichnet. Die Radien r1und r3schneiden sich im Mittelpunkt M der Trommel 4. Mit 19 ist das Seitenschild bezeichnet. Die Deckelstäbe 14 sind Strangpresshohlprofile aus Aluminium mit einem Innenhohlraum 14c.

[0017] Nach Fig. 3 ist auf jeder Seite der Karde seitlich am (nicht dargestellten) Maschinengestell ein etwa halbkreisförmiges starres Seitenschild 18 befestigt, an dessen Aussenseite im Bereich der Peripherie konzentrisch ein bogenförmiges starres Auflageelement 19 angebracht ist, das als Unterlagefläche eine konvexe Aussenfläche 19 ́ sowie eine Unterseite 19 ́ ́ aufweist. Die erfindungsgemässe Vorrichtung umfasst jeweils mindestens ein Festkardierelement 23 als Arbeitselement, das an seinen beiden Enden Auflageflächen aufweist, die auf der konvexen Aussenfläche 19 ́ des Auflageelements 19 (z.B. Verlängerungsbogen) aufliegen (s. Fig. 4 ). An der Unterfläche des Trägers 24 (Tragkörper) des Festkardierelements 23 sind Garniturrücken 251, 252jeweils mit Garnituren 261, 262(Kardiergarnituren) angebracht. Mit 21 ist der Spitzenkreis der Garnituren 261, 262bezeichnet. Die Trommel 4 weist an ihrem Umfang eine Trommelgarnitur 4a, z.B. eine 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 19 ́ und dem Spitzenkreis 22 ist mit b bezeichnet. Der Radius der konvexen Aussenfläche 19 ́ ist mit r5und der Radius des Spitzenkreises 22 ist mit r2bezeichnet. Die Radien r5und r2schneiden sich im Mittelpunkt M der Trommel 4. Das Kardiersegment 23 nach Fig. 3 besteht aus einem Träger 24 und zwei Garniturleisten 271, 272, die jeweils einen Garniturrücken 251bzw. 252mit jeweiligen Garnituren 261bzw. 262umfassen. Die Garniturleisten 271, 272(Kardierelemente) sind in Rotationsrichtung (Pfeil 4b) der Trommel 4 hintereinander angeordnet, wobei die Garnituren 261, 262(Sägezahndrahtabschnitte) und die Garnitur 4a der Trommel 4 einander gegenüberliegen. Der Träger 24 besteht aus einer Aluminiumlegierung und ist stranggepresst. Die Garniturrücken 251, 252sind über Schrauben 31a bzw. 31b am Träger 24 befestigt. Die Masse des Trägers 24 ist – in Richtung der Breite b gesehen – tangential zur Trommel 4 angebracht.

[0018] Nach Fig. 4 ist im Innenraum 14c (der aus zwei durchgehenden längsgerichteten Kanälen 14c1und 14c2besteht) des Rückenteils 14a eines Wanderdeckelstabes 14 eine vertikal angeordnete Zwischenwand 14 ́ ́ ́ angeordnet, die das Fussteil 14b mit dem oberen abdeckenden Bereich des Rückenteils 14a einstückig verbindet. Der Querschnitt (Breite) der Zwischenwand nimmt in Richtung von dem Fussteil 14b zu dem Rückenteil 14a ab. Die Zwischenwand 14 ́ ́ ́ befindet sich zwischen den beiden Aussenwänden 14 ́ und 14 ́ ́ des Rückenteils 14a. Die seitlichen Wände der Längskanäle 14c1und 14c2sind allseits geschlossen. Die jeweiligen Stirnseiten der Längskanäle 14c1und 14c2sind offen. Die (nicht dargestellte) Länge des Wanderdeckelstabes 14 beträgt z.B. 1290 mm.

Claims (13)

1. Vorrichtung für eine Karde oder Krempel, welche Vorrichtung mindestens ein Arbeits- und/oder Abdeckelement (14; 23) umfasst zur Anordnung in einem Abstand gegenüber einer garnierten Walze (4) einer Karde oder Krempel, welches Arbeits- und/oder Abdeckelement (14; 23) eine Länge aufweist zur Erstreckung über die gesamte Breite der garnierten Walze (4) der Karde oder Krempel, und welches Arbeits- und/oder Abdeckelement (14; 23) einen länglichen Tragkörper (14 ́,14 ́ ́; 24) aufweist, der ein Fussteil (14b; 24b) und ein Rückenteil (14a; 24a) umfasst, wobei das Rückenteil (14a; 24a) im Querschnitt als Hohlkörper ausgebildet ist, und wobei das Fussteil (14b; 24b) bei einer der garnierten Walze (4) der Karde oder Krempel zugewandten Anordnung des Fussteils (14b; 24b) Betriebswärme aufzunehmen vermag und das Rückenteil (14a; 24a) bei einer der garnierten Walze der Karde oder Krempel abgewandten Anordnung des Rückenteils (14a; 24a) mit der Umgebungsluft in Verbindung zu stehen vermag, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenraum (14c; 24c) des Hohlkörpers mindestens eine im Wesentlichen senkrecht zum Fussteil (14b; 24b) angeordnete Zwischenwand (14 ́ ́ ́; 24 ́ ́ ́) vorhanden ist, die das Fussteil (14b; 24b) mit einem vom Fussteil (14b; 24b) abgewandten Bereich des Rückenteils (14a; 24a) wärmeleitend verbindet, sodass eine weitgehend homogene Temperaturverteilung mit einem geringen oder keinem Wärmegefälle im Tragkörper (14 ́, 14 ́ ́, 24) vorhanden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitselement (23) ein Festkardierelement ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Arbeitselement (14) ein Wanderdeckelstab eines Wanderdeckelaggregats (13) ist, mit Deckelfuss als Fussteil und Deckelrücken als Rückenteil.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeits- und/oder Abdeckelement (14; 23) zwei sich an den Längsenden des Hohlkörpers gegenüberliegende offene Stirnseiten aufweist, und dass zwischen diesen gegenüberliegenden offenen Stirnseiten mindestens ein von allseits geschlossenen Wänden des Hohlkörpers umgebener Längskanal (14c1, 14c2) angeordnet ist, der sich von der einen genannten offenen Stirnseite durch den Hohlkörper hindurch zu der gegenüberliegenden anderen genannten offenen Stirnseite erstreckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Längskanäle (14c1, 14c2) umfasst, die mit Luft füllbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Zwischenwand (14 ́ ́ ́; 24 ́ ́ ́) einstückig in den Tragkörper integriert ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der mindestens einen Zwischenwand in Richtung von dem Fussteil (14b; 24b) zu dem Rückenteil (14a; 24a) abnimmt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der mindestens einen Zwischenwand (14 ́ ́ ́; 24 ́ ́ ́) grösser als die jeweiligen Wandstärken der Aussenwände des Rückenteils ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper ein extrudiertes Aluminium-Hohlprofil ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der mindestens einen Zwischenwand im Wesentlichen konstant ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Zwischenwand aus einem Werkstoff besteht mit grösserer Wärmeleitfähigkeit als der Werkstoff für die Aussenwände des Rückenteils.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Zwischenwand als separates Teil ausgebildet und mit dem Fussteil und dem oberen Bereich des Rückenteils verbunden ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Arbeits- und/oder Abdeckelements (14, 23) so ausgebildet ist, dass eine Arbeitsbreite der Karde oder Krempel von mehr als 1000 mm, insbesondere mehr als 1200 mm, möglich ist, wobei die Länge beispielsweise 1290 mm beträgt.