DE10037710A1 - Vorrichtung zum Einstellen des Arbeitsspaltes zwischen den Spitzen von Deckelgarnituren und den Spitzen der Trommelgarnitur einer Karde - Google Patents
Vorrichtung zum Einstellen des Arbeitsspaltes zwischen den Spitzen von Deckelgarnituren und den Spitzen der Trommelgarnitur einer KardeInfo
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- D01G15/02—Carding machines
- D01G15/12—Details
- D01G15/28—Supporting arrangements for carding elements; Arrangements for adjusting relative positions of carding elements
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen des Arbeitsspaltes zwischen den Spitzen von Deckelgarnituren und den Spitzen der Trommelgarnitur einer Karde, wobei die mit Garnituren versehenen Deckelstäbe über einen Teilbereich des Trommelumfangs auf beiden Seiten der Karde auf jeweiligen, konvex gebogenen Gleitführung geführt werden, deren Gleitflächen in bezug auf die Trommelachse radial verstellbar sind. Jede Gleitführung weist eine sandwichartige Ausbildung auf, mit einer radial inneren Abstützung, die auch in einzelne Stützbereiche unterteilt werden kann, und in einen radial äußeren, kontinuierlichen Flexbogen unterteilt ist, wobei zwischen dem Flexbogen und der radial inneren Abstützung ein Kernbereich vorliegt, der mit einem oder mehreren Verstellelementen ausgeführt ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen des Ar
beitsspaltes zwischen den Spitzen von Deckelgarnituren und den Spitzen
der Trommelgarnitur einer Karde, wobei die mit Garnituren versehenen
Deckelstäbe über einen Teilbereich des Trommelumfangs auf beiden Sei
ten der Karde auf jeweiligen, konvex gebogenen Gleitführungen geführt
werden, deren Gleitflächen in bezug auf die Trommeldrehachse radial ver
stellbar sind.
Vorrichtungen dieser Art sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.
Beispielsweise beschreibt die alte US-Patentschrift 528007 vom
23. 10. 1894 eine Wanderdeckelkarde, bei der die mit Deckelgarnituren
versehenen Deckelstäbe an ihren Enden an jeweiligen endlosen Ketten
befestigt sind und mittels dieser endlosen Ketten über an beiden Seiten
der Karde vorgesehenen Gleitführungen gezogen werden, so daß die Gar
niturspitzen relativ zu den Garniturspitzen der Trommel und in einem
konstanten Abstand von diesem über einen Teilbereich des Umfanges der
Trommel bewegt werden und hierdurch die erwünschte Kardierarbeit lei
sten. Nach der Bewegung entlang der Gleitführungen werden die Deckel
stäbe um ein Kettenradpaar umgelenkt und zurückgeführt zu einem wei
teren Kettenrad, das auch als Umlenkstelle dient, und gelangen auf diese
Weise erneut auf die Gleitführungen, so daß sie wieder mit den Garnitur
spitzen der Trommel die erwünschte Kardierarbeit leisten können. Somit
gelangen die Deckelstäbe immer wieder auf die Gleitführung und leisten
wiederholt Kardierarbeit mit der Trommel.
An den Enden der Deckelstäbe sind sogenannte Deckelköpfe vorhanden,
die Gleitflächen aufweisen, die auf den jeweiligen Gleitführungen an den
beiden Seiten der Karde gleiten. Diese Gleitflächen bestimmen mit den
Gleitflächen der Gleitführungen den Abstand zwischen den Spitzen der
Deckelgarnituren und den Spitzen der Trommelgarnituren. Dieser Ab
stand muß bei der Herstellung der Karde und bei Neugarnierung der Kar
de genau eingestellt werden, wobei man heutzutage Kardierabstände, d. h.
Abstände zwischen den Spitzen der Deckelgarnituren und der Trommel
garnitur im Bereich von etwa 0,2 mm anstrebt. Nur dann ist eine hoch
wertige Kardierarbeit bei hoher Produktion der Karde möglich.
Bei der Einstellung dieses Kardierspaltes wird die Gleitführung bei der
Karde nach der US-PS 528007 gegenüber der Trommeldrehachse radial
verstellt, um den erwünschten Kardierabstand einzuhalten. Zu diesem
Zweck sind die Gleitführungen als sogenannte Flexbögen ausgebildet, die
in der US-Patentschrift an drei verschiedenen Stellen mittels Verstellstä
ben an den Seitenrahmen des Kardengestells angebracht sind. Durch Ver
stellung der jeweils als Gewindestange mit Links- und Rechtsgewinde
ausgebildeten Verstellstäbe können die drei Punkte, an denen die Verstell
stäbe an den Flexbogen angreifen, jeweils gegenüber dem Kardengestell
und daher der Trommelachse radial verstellt werden, wobei zu verstehen
ist, daß durch die radiale Verstellung an drei umfangsmäßig verteilten
Punkten die Krümmung der Flexbögen, d. h. der Gleitführungen, geringfü
gig verändert wird, d. h. eine Biegung der Flexbögen erfolgt.
Nach Einstellung des Kardierabstandes entlang der Gleitführungen kann
die Karde in Betrieb genommen werden. Im Laufe der Zeit erfolgt eine Ab
nutzung der Spitzen der Deckelgarnituren und der Trommelgarnitur, so
daß sich der Kardierabstand in unerwünschter Weise vergrößert. Um die
se Vergrößerung des Kardierabstandes entgegenzuwirken, können auch
bei der alten US-Patentschrift 528007 alle Verstellstäbe gemeinsam ver
stellt werden, um den Kardierabstand auf den ursprünglich vorgesehenen
Wert zurückzuführen.
Zu diesem Zweck werden die Verstellstäbe an ihren dem Flexbogen abge
wandten Enden nicht unmittelbar auf die Seitenrahmen des Kardenge
stells befestigt, sondern an jeweiligen Armen von Winkelhebeln, die dreh
bar an den Seitenrahmen des Kardengestells montiert sind. Die anderen
Arme der jeweiligen Winkelhebel sind miteinander und mit einem Stellrad
über jeweilige Verbindungsstangen verbunden, so daß durch Drehung des
Stellrades eine gemeinsame Verstellung der Winkelhebel und damit über
die Verstellstäbe der jeweiligen Angriffspunkte der Verstellstäbe an den
Flexbögen erfolgt.
Hieraus sieht man, daß die Grundeinstellung durch die Verstellstäbe für
jeden Abstützpunkt des Flexbogens unabhängig von den anderen Ab
stützpunkten möglich ist und daß danach eine gemeinsame Verstellung
aller Abstützpunkte des Flexbogens vorgenommen werden kann, so daß
die Kardierspalten gleichmäßig entlang des Flexbogens verstellt werden,
wobei, wie bereits erwähnt, die Flexbögen zur Anpassung an die geänderte
Krümmung geringfügig gebogen werden.
Eine Änderung der Einstellung der Flexbögen ist nicht nur bei Abnutzung
der Deckelgarnituren bzw. der Trommelgarnituren erforderlich, sondern
auch nach Schleifen der Trommelgarnitur bzw. der Deckelgarnituren.
Es ist nämlich bekannt, eine Schleifeinrichtung auf eine Karde zu montie
ren und, nach Unterbrechung der Kardierarbeit, während der Lebensdau
er der Garnituren diese beispielsweise zweimal oder dreimal zu schleifen,
um die Garniturspitzen sowohl der Trommelgarnitur als auch der Deckel
stäbegarnituren eine scharfe Form zu geben, die für eine bessere Qualität
der Kardierarbeit sorgt.
Auch ist es aus verschiedenen Patentschriften, beispielsweise der
EP-A-0 565 486 bekannt, eine Schleifeinrichtung in eine Karde einzubau
en, die wesentlich häufiger und während des Produktionsbetriebs der
Karde benutzt wird, um sicherzustellen, daß die jeweiligen Garnituren
scharf bleiben. Diese letztere Möglichkeit hat den großen Vorteil, daß zum
Schleifen der Trommel- und Deckelgarnituren die Karde nicht gestoppt
werden muß, so daß die Produktion nicht beeinträchtigt wird. Darüber
hinaus wird sichergestellt, daß die Garnituren stets eine optimale Schärfe
aufweisen und somit stets ein Kardenband mit gleichmäßigen und hoch
wertigen Eigenschaften produziert wird, was der anschließenden Garnher
stellung zugute kommt. Weiterhin führt ein solches Schleifsystem dazu,
daß die Garnituren insgesamt eine längere Lebensdauer aufweisen.
Unabhängig davon, ob die Garnituren nur wenige Male während ihrer Le
bensdauer mit jeweils größerem Materialabtrag oder häufiger mit jeweils
weniger Materialabtrag geschliffen werden, führen solche Schleifvorgänge
zu Änderungen des Kardierabstandes, wobei die Möglichkeit der radialen
Verstellung der Flexbögen es gestattet, den Kardierabstand stets richtig
einzustellen.
Verschiedene weitere Vorschläge wurden gemacht, wie man eine radiale
Verstellung der Flexbögen erreichen kann.
Beispielsweise wurde von der Firma SACM in etwa 1975 eine Karde ange
boten, bei der das Einstellen der Deckel auf jeder Seite der Maschine von
einem einzigen Punkt aus mittels zwei aneinander liegenden und gegen
einander verschiebbaren Spiralen erfolgt.
Bei dieser Konstruktion weist die äußere Spirale auf jeder Seite der Karde
die Form eines langgestreckten, gekrümmten Keils mit kleinem Keilwinkel
auf, dessen radial äußere Fläche die Gleitführung bildet und dessen radial
innere Fläche auf der radial äußeren Fläche der jeweiligen inneren Spirale
gleitet. Auch die Innenspiralen weisen jeweils die Form eines langge
streckten, gekrümmten Keils auf, sind aber zusätzlich auf der radial inne
ren Seite mit Zähnen versehen und können somit mittels eines Zahn
radpaares gedreht werden, so daß durch die Zusammenarbeit der radial
äußeren Fläche der inneren Spirale mit den jeweiligen radial inneren Flä
chen der äußeren Spiralen die Gleitführungen auf beiden Seiten der Karde
gleichzeitig verstellt werden können. Hierdurch können sich sämtliche
Deckel gleichzeitig der Trommel der Karde nähern bzw. von derselben
entfernt werden. Auch war es bekannt bei dieser Anordnung, die Trommel
gegenüber der Achse der gekrümmten Gleitführung leicht zu versetzen,
um der Deckelkette einen "Eintritt" zu verschaffen, d. h. der Kardierab
stand in dem Bereich, wo sich die Deckelstäbe am Anfang des Kardierwe
ges der Trommel nähern, etwas größer einzustellen, als am Ende des Kar
dierweges, wenn sie die Trommel verlassen, um anschließend an den An
fang des Kardierweges zurückgeführt zu werden.
Der gleiche Vorschlag wurde auch neu gemacht in der DE 196 51 894 A1.
Auch die DE 29 48 825 A1 ist im Zusammenhang mit der Verstellung der
Flexbögen einer Karde von großem Interesse. Dort wird nämlich erkannt,
daß der Kardierabstand sich im Betrieb ändern kann und zwar sowohl
aufgrund von Dehnungen, die durch Fliehkraft verursacht werden, als
auch aufgrund von thermischen Dehnungen, die bei Aufwärmung oder
Abkühlung der Karde eintreten.
Solch Dehnungen, d. h. aufgrund von Fliehkraft oder thermischen Ursa
chen, sind, wie in der DE-A 29 48 825 näher erläutert, vor allem bei In
betriebnahme oder Abschaltung der Karde problematisch. Wie dort erläu
tert ist, führt die Tendenz zur Erhöhung der Produktionsrate von Karden
einerseits dazu, daß die Drehzahl der Verarbeitungselemente erhöht wird
und andererseits, daß die Dimensionen der Maschinenzylinder größer
werden, und zwar sowohl der Durchmesser als auch die Arbeitsbreite.
Durch die erhöhten Drehzahlen und die vergrößerten Dimensionen kann
eine unerwünschte Deformation der Zylinder, d. h. ihre durch die Flieh
kraft bewirkte Ausbauchung, erfolgen, die allmählich zunimmt.
Es wird dort auch erläutert, daß ein weiterer, mit der Steigerung der Pro
duktionsrate und somit der Kardierungsarbeit direkt zusammenhängende
Einfluß in der Tendenz zu sehen ist, den Luftaustausch zwischen den Zy
lindern und der Umgebung zur Verhinderung von Staubemissionen weit
gehend zu unterdrücken, wodurch die natürliche Kühlung der Arbeitsele
mente erschwert wird.
In der DE-A 29 48 825 wird zum Ausdruck gebracht, daß die Temperatur
der beteiligten Zylinder im Laufe der Betriebszeit zunimmt, bis eine
Gleichgewichtstemperatur erreicht wird, wobei diese Temperaturerhöhung
eine Änderung der Dimensionen der Zylinder und insbesondere eine Ver
größerung der Durchmesser der Trommel bewirkt. Sowohl der Einfluß der
Fliehkraft als auch der Einfluß des Temperaturanstiegs wirken sich nicht
sofort beim Inbetriebsetzen der Maschine aus, sondern erst nach einer
gewissen Zeitverzögerung, die, was den Einfluß der Fliehkraft betrifft,
mindestens so lange wie die Beschleunigungszeit der beteiligten Elemente,
bei der Karde z. B. des Tambours, ist.
Der Einfluß des Temperaturanstieges, bis eine Gleichgewichtstemperatur
erreicht ist, dauert erfahrungsgemäß über viele längere Betriebszeiträume
an, welche mehrere Stunden betragen können.
Um hier Abhilfe zu schaffen, wird in der DE-A 29 48 825 ein Verfahren
zur Steuerung der Arbeitsverhältnisse zwischen zwei mit einer Spitzengar
nitur ausgerüsteten Arbeitselementen; beispielsweise die Trommel und die
Wanderdeckel einer Wanderdeckalkarde, beschrieben, bei dem eine mit
den Dimensionen der Trommel in einem direkten Zusammenhang stehen
den Größe kontinuierlich oder zeitlich erfaßt und der Kardierabstand
durch eine geeignete Regelung in Abhängigkeit von der erfaßten Größe auf
einem bestimmten Wert gehalten wird.
Bei der dort gezeigten konkreten Lösung werden zur Verstellung der Flex
bögen, d. h. der Gleitführungen, beheizbare Metallstäbe verwendet, die
entweder mittels eines durch eine Wärmezufuhrvorrichtung aufheizbaren
Fluids oder einer elektrischer Heizung aufgewärmt und daher zu einer
thermischen Ausdehnung veranlaßt werden. Da die Temperatursteuerung
eine relativ genaue Einstellung der Längen der jeweiligen Metallstäbe er
möglicht, kann die dort beschriebene Einrichtung mit einer hohen Ge
nauigkeit arbeiten.
Auch sind verschiedene andere Vorschläge bekannt für die radiale Ver
stellung der Flexbögen einer Karde. Beispielsweise zeigt die
US-PS 5,625,924 eine Karde mit verschiedenen Möglichkeiten zur radialen
Verstellung der Gleitführung, unter anderem beschreibt diese Schrift die
Anwendung von steuerbaren Aktuatoren, die extra angesteuert werden,
um die Arbeitselemente periodisch neu einzustellen und die Änderung des
Kardierspaltes aufgrund der Abnutzung der Garnituren oder nach einem
Schleifvorgang auszugleichen. Dabei wird zum Ausdruck gebracht, daß
der steuerbare Aktuator im Zusammenhang mit einem eingebauten
Schleifsystem verwendet und gesteuert werden kann. Es werden verschie
dene Ausführungen des Aktuators angegeben. Beispielsweise wird die An
wendung von Servomotoren oder piezoelektrischen Translatoren für die
Durchführung der Verstellung erwähnt. Es wird auch gezeigt, wie eine Ex
zenteranordnung von einem steuerbaren Antriebsmechanismus verwend
bar ist, um eine feinfühlige Verstellung durchzuführen.
Im übrigen ist aus der WO-Schrift 93/07314 ein Verstellsystem bekannt,
mit mehreren Verstelleinrichtungen, die an jeweiligen Stellen entlang der
Gleitführung angeordnet sind und die sich zwischen der Gleitführung und
einem festen Bezugspunkt erstrecken, wobei jede Verstelleinrichtung auch
einen Sperrmodus aufweist, bei dem eine verstellbare Klemmeinrichtung
wirksam ist, um eine einmal erreichte Einstellung durch Klemmung bei
zubehalten.
Trotz der Vielzahl der bereits gemachten Vorschläge sind diese in der Pra
xis schwierig und aufwendig zu realisieren bzw. teuer herzustellen.
Das Ausmaß der Verstellbewegungen an den einzelnen Verstellpunkten
des Flexbogens ist nämlich relativ klein, wobei eine Gesamtverstellung von
mehr als drei bis vier Millimeter selten erforderlich ist, und eine Verstel
lung in Schritten von etwa 0,01 mm angestrebt wird. Aufgrund solcher
kleinen Schritte ist ohne weiteres einzusehen, daß bereits kleine Spiel
räume in mechanischen Gelenken und dergleichen die Genauigkeit der
Verstellung in Frage stellen. Auch bei thermischen Dehnungen, die doch
einen gewissen Steuerungsaufwand erfordern, können durch totes Spiel
beeinträchtigt werden, zumal die Einstellung mal eine Bewegung radial
nach außen und mal eine Bewegung radial nach innen erfordert. Es tritt
das Problem auf, daß Temperaturmessungen an sich indirekte Messungen
sind und sich direkte Messungen des Kardierabstandes bisher als relativ
ungenau erwiesen haben.
Auch bei verstellbaren Keilsystemen sind die Herstellungskosten relativ
hoch, zumal enge Toleranzen über einen weiten Bereich eingehalten wer
den müssen.
Auch wurde von der Anmelderin festgestellt, daß die verwendeten Mate
rialien für die Gleitführung häufig eine Hysterese aufweisen, so daß die
Wege beim Zustellen und Wegstellen nicht dieselben sind und die Genau
igkeit der Verstellung auch aus diesem Grund leidet. Auch sind bei man
chen Konstruktionen die Reibungskräfte, die auftreten, so groß, daß die
Rückstellkräfte, die aufgrund der Spannung des Flexbogens entstehen, zu
klein sind, um eine ordentliche Rückstellung präzise sicherzustellen.
Bei manchen Materialien tritt schon bei geringeren Spannungen eine pla
stische Verformung auf, die ebenfalls zu einer Ungenauigkeit der Verstel
lung führt. Auch die Vorspannungen, die bei der Bearbeitung des Flexbo
gens verwendet werden, können eine störende Auswirkung auf die Ge
nauigkeit der Einstellung haben.
Wenn Fenster im Flexbogen vorhanden sind, die für die Deckeleinstellung
nützlich sind, können diese den konstanten Verlauf des Kardierspaltes in
unerwünschter Weise stören.
Es ist also bekannt, die Flexbögen bzw. Gleitführungen für die Deckelstä
be einer Karde aus verschiedenen Gründen radial zu verstellen, nämlich:
- - zum Neueinstellen des Kardierspaltes bei der Herstellung der Karde oder nach einem erneuten Garnieren der Karde, wobei eine jeweilige radiale Verstellung an den verschiedenen Verstellpunkten erforderlich ist, um den Kardierabstand entlang der Gleitführung an allen Punkten einstellen zu können,
- - um eine radiale Verstellung der Gleitführungen zu bewirken, um Abnut zungserscheinungen der Garnituren entgegenzuwirken und den Kardier abstand konstant zu halten, wobei hier eine gleichmäßige Verstellung an den jeweiligen Verstellpunkten gewünscht ist, da von einer gleichmäßigen Abnutzung auszugehen ist und der einmal richtig eingestellte Kardierab stand nur gleichmäßig nachgestellt werden muß,
- - um eine radiale Verstellung der Gleitführungen herbeizuführen, um die Änderung des Kardierabstandes nach dem Schleifen der Garnituren ent gegenzuwirken, wobei auch hier nur eine gleichmäßige Nachstellung er forderlich ist,
- - um eine radiale Verstellung der Flexbögen vorzunehmen, um die Ände rung des Kardierabstandes aufgrund von Fliehkraft bzw. thermischen Dehnungen entgegenzuwirken, wobei auch diese Einstellung als gleich mäßige Einstellung zu verstehen ist.
Bei allen bisherigen Vorschlägen erfolgt letztendlich eine Verbiegung der
Gleitführungen, um die erforderliche Anpassung des Kardierspaltes zu er
reichen, so daß die Gleitführung als flexibles Teil zu betrachten ist, auch
wenn sie teilweise eine sehr hohe Steifigkeit aufweist.
Um die Verstellung zu bewirken, werden die einzelnen Verstelleinrichtun
gen auf vergleichsweise starre Konstruktionen abgestützt, wie die Seiten
rahmen des Kardengestells oder an sogenannten Fixbögen, die im Prinzip
auch ein Bestandteil der Seitenrahmen des Kardengestells bilden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Vorrichtung der ein
gangs genannten Art vorzusehen, die unter den erwähnten Nachteilen
nicht oder nur in geringerem Ausmaß leidet, preisgünstig herzustellen ist
und eine genaue Einstellung des Kardierspaltes über den wirksamen Be
reich der insgesamt vorhandenen Verstellung ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art vorgesehen, wobei jede Gleitführung eine sand
wichartige Ausbildung aufweist, mit einer radial inneren Abstützung, die
auch in einzelne Stützbereiche unterteilt werden kann, und in einen radial
äußeren, kontinuierlichen Flexbogen unterteilt ist, wobei zwischen dem
Flexbogen und der radial inneren Abstützung ein Kernbereich vorliegt, der
mit einem oder mehreren Verstellelementen ausgeführt ist.
Hierdurch können auf jeder Seite der Karde die radial innere Abstützung
oder die dort vorhandenen, diskreten Stützbereiche starr ausgebildet und
starr mit dem jeweiligen Seitenteil der Karde verbunden werden. Dadurch,
daß der radial außen liegende Flexbogen über im Kernbereich der sand
wichartig angeordneten Verstellelemente abgestützt ist, besteht eine
räumlich sehr nah an der radial inneren Abstützung positionierte Anord
nung, wodurch die Genauigkeit der von der Gleitführung gebildeten oder
getragenen Gleitfläche maßgeblich durch die Genauigkeit der radial inne
ren Abstützung beeinflußt ist. Dadurch, daß sich der Kernbereich der An
ordnung zumindest im wesentlichen entlang des gesamten Flexbogens er
streckt, wird der Flexbogen an einer Vielzahl von Stützpunkten abgestützt
bzw. vollflächig am Kernbereich abgestützt, so daß eine sehr genaue Ver
stellung eines relativ flexiblen Flexbogens erfolgen kann, ohne daß große
Verformungen des Flexbogens aufgrund von nur lokal an diskreten Stel
lungen einwirkenden Kräften zu befürchten ist.
Insgesamt weist die Vorrichtung eine relativ geringe radiale Bauhöhe auf,
was Gewicht spart und die Zugänglichkeit für etwaige Messungen oder
Einstellarbeiten an der Karde erhöht.
In einem konkreten Beispiel ist das Verstellelement als Piezoelement aus
gebildet, das beispielsweise die Form eines sich über zumindest im we
sentlichen die gesamten Länge des Flexbogens erstreckenden Piezoele
ment aufweisen kann, das zur Erzeugung der erforderlichen Verstellbewe
gungen mehrlagig ausgebildet ist.
Zwar ist mit einer derartigen Anordnung eine relativ beschränkte radiale
Verstellbarkeit erreichbar, dies kann aber durchaus ausreichen, insbe
sondere dann, wenn diese radiale Verstellbarkeit nicht für die Grundein
stellung des Kardierspaltes, sondern für die Feineinstellung zur Anpas
sung an sich im Betrieb gleichmäßig ändernde Kardierabstände verwendet
werden soll. Auch stellt eine solche Anordnung sicher, daß die Änderung
des Kardierspaltes entlang des gesamten Kardierspaltes gleich bleibt.
Statt ein sich entlang des gesamten Führungsbogens erstreckendes Piezo
element zu verwenden, können auch mehrere, nebeneinander angeordne
te, getrennt oder gemeinsam ansteuerbare Piezoelemente verwendet wer
den, die beispielsweise in Form von bekannten Piezotranslatoren vorlie
gen.
Alternativ hierzu könnten piezoelektrische Verstelleinrichtungen verwen
det werden, so wie sie in der deutschen Patentanmeldung 198 33 782,5
beschrieben sind.
Das Verstellelement kann auch gemäß einer weiteren Ausführungsform
als pneumatisch betätigbares Element realisiert werden, beispielsweise in
Form eines mit Luftdruck dehnbaren Kissenelements, das sich je nach
beaufschlagenden Luftdruck elastisch ausdehnt und bei Herabsetzung
des beaufschlagenden Luftdruckes wieder zusammengeht. Das pneuma
tisch betätigbare Element kann zumindest teilweise durch die radial inne
re Abstützung und den Flexbogen selbst gebildet sein, wenn beispielsweise
in einem der beiden Elemente eine längliche Nut eingefräst ist, in die ein
Federelement des jeweiligen anderen Teils hineinragt und so eine Luft
kammer bildet, die an den Enden verschlossen sein soll.
Eine weitere Alternative für das Verstellelement besteht darin, dieses als
Wärmeausdehnungselement auszubilden, beispielsweise in Form eines
gewellten, beheizbaren Blechstreifens, der an den Enden festgelegt ist, so
daß eine gleichmäßige thermische Dehnung des wellenförmigen Elements
in Längsrichtung zu einer entsprechenden Vergrößerung der radialen Hö
he der Wellen führt und daher zu einer radialen Verstellung des Flexbo
gens. Bei Abkühlung des gewellten Blechstreifens aufgrund der Drosse
lung oder Abschaltung der Wärmezufuhr schrumpft dieser in der Länge
und die radiale Höhe wird kleiner.
Eine Möglichkeit der Ausbildung eines solchen Wärmeausdehnungsele
ments besteht darin, dieses als einen Bimetallstreifen auszubilden, wobei
auch hier eine gewellte Form zur Anwendung gelangen kann. Aufgrund
der Ausbildung als Bimetallstreifens dürften noch ausgeprägtere radiale
Verstellungen möglich sein. Auch können einzelnen blattfederartige Bi
metallelemente zwischen der radial inneren Abstützung und dem Flexbo
gen eingesetzt werden.
Eine weitere Möglichkeit der Realisierung des Verstellelements besteht
darin, dieses als elektromagnetisch betätigbares Element auszubilden.
Die Verstellelemente können auch als Federelemente ausgebildet werden
und beispielsweise aus mehreren, einzelnen kleinen Blattfedern bestehen.
Solche Federelemente würden dazu tendieren, den Flexbogen von der ra
dial inneren Abstützung wegzuschieben, wobei es dann notwendig ist, um
den Abstand zwischen diesen beiden Teilen und daher den Kardierab
stand einzustellen, Kräfte auf den Flexbogen auszuüben, die variabel sind
und hierdurch den Grad der Kompression der Federn bestimmen. Eine
Möglichkeit, diese Kräfte zu erzeugen, besteht darin, die Spannung im
Antriebsriemen bzw. in der Antriebskette der Deckelstäbe zu verändern,
da durch Änderung dieser Spannung die sich ergebenden, in radialer
Richtung wirkenden Kräfte auf die Deckelstäbe und daher auf die Flexbö
gen einstellbar sind. Eine andere Möglichkeit würde darin bestehen, Kol
ben-in-Zylinder-Anordnungen vorzusehen, die radial nach innen wirkende
Kräfte auf den Flexbogen ausüben. Eine besonders günstige Federanord
nung ergibt sich, wenn das Federelement aus einer Polyurethan-Feder be
steht, die sich als Streifenelement entlang der radial inneren Seite des
Flexbogens erstreckt und sich zwischen diesem und der radial inneren
Abstützung befindet. Eine solche Feder kann mit einer hohen inneren
Dämpfung ausgebildet werden, so daß Schwingungen unterbunden wer
den können. Im übrigen könnten Dämpfungselemente, wie beispielsweise
Reibungsdämpfer, vorgesehen werden, die verhindern, daß der Flexbogen
ins Schwingen gerät.
Beispielsweise könnte die radial innere Abstützung mit Seitenwangen ver
sehen werden, die auf Seitenwangen des Flexbogens gleiten, wobei ein
Reibungsbelag zwischen den Seitenwangen und dem Flexbogen zu
Dämpfungszwecken vorgesehen sein kann.
Wenn mehrere Verstellelemente über die Länge des Flexbogens vorhanden
sind, können diese gemeinsam oder unabhängig voneinander ansteuerbar
sein.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind
den Ansprüchen und der weiteren Beschreibung zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachfolgend näher erläutert anhand von Ausfüh
rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Karde,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Karde der Fig. 1 im Bereich des Wander
deckels zur näheren Erläuterung der Grundkonstruktion,
Fig. 3 einen schematischen Querschnitt im Bereich des Wanderdeckels
einer Karde an der Schnittebene III-III der Fig. 2 gesehen, wobei
die Darstellungen der Fig. 1, 2 und 3 in unterschiedlichen
Maßstäben gezeigt sind,
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer Gleitführung für eine Kar
de nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 5 eine Schnittzeichnung an der Schnittebene V-V der Fig. 4,
Fig. 6 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Gleitführung ähnlich
der der Fig. 4, jedoch in abgewandelter Form,
Fig. 7 eine weitere Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Gleitführung
ähnlich der der Fig. 6, jedoch in Form einer weiteren Abwand
lung,
Fig. 8 eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausfüh
rungsform einer Gleitführung für eine Karde,
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines der Verstellelemente bei
der Ausführungsform gemäß Fig. 8,
Fig. 10 einen schematischen Querschnitt an der Schnittebene X-X der
Fig. 9,
Fig. 11 eine schematische Seitenansicht einer noch weiteren erfindungs
gemäßen Ausführung einer Gleitführung einer Karde,
Fig. 12 einen Querschnitt entsprechend der Schnittebene XII-XII der Fig.
11,
Fig. 13 eine Querschnittzeichnung entsprechend der Schnittebene XIII-
XIII der Fig. 11,
Fig. 14 eine schematische Seitenansicht einer noch weiteren möglichen
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleitführung,
Fig. 15 eine vergrößerte Darstellung eines Bereiches eines in der Fig. 14
dargestellten Verstellelements in Form eines Bimetallstreifens,
Fig. 16 eine schematische Seitenansicht ähnlich der Fig. 14, jedoch von
einer weiteren abgewandelten Ausführungsform mit einzelnen
Verstellelementen jeweils in Form eines Bimetallstreifens,
Fig. 17 eine schematische Darstellung eines einzelnen Bimetallstreifens,
Fig. 18 eine schematische Seitenansicht einer noch weiteren erfindungs
gemäßen Ausführungsform einer Gleitführung mit als Blattfeder
realisierten Federelementen,
Fig. 19 eine Darstellung eines einzelnen Federelements der Gleitführung
gemäß Fig. 18,
Fig. 20 eine schematische Seitenansicht einer Gleitführung einer Karde
ähnlich der der Fig. 18, jedoch unter Anwendung von Schrauben
druckfedern als Federelementen,
Fig. 21 eine weitere schematische Seitenansicht einer Gleitführung einer
Karde, die mit einer länglichen Polyurethanfeder ausgestattet ist,
Fig. 22 einen Querschnitt durch die Gleitführung der Fig. 21 an der
Schnittebene XXII-XXII gesehen,
Fig. 23 eine weitere schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Gleitführung einer Karde mit einem elektromagnetischen Aktua
tor,
Fig. 24 einen Querschnitt entsprechend der Schnittebene XXIV-XXIV der
Fig. 23, und
Fig. 25 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform
einer Gleitführung, die entsprechend einer magnetischen Schwe
bebahn ausgelegt ist.
Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine an sich bekannte Wanderdeckelkarde 10,
beispielsweise die Karde C50 der Anmelderin in schematischer Darstel
lung.
Das zu kardierende Fasermaterial, das aus Naturfasern oder syntheti
schen Fasern oder Mischungen derselben bestehen kann, wird in Form
von aufgelösten und gereinigten Flocken in den Füllschacht 12 einge
speist, von einem Briseur oder Vorreißer 14 als Wattenvorlage übernom
men, einem Tambour bzw. einer Trommel 16 übergeben und von einem
Wanderdeckelsatz 18 parallelisiert, der über Umlenkrollen 20, 22, 24, 26
gegenläufig zur Drehrichtung 28 des Tambours 16 angetrieben ist.
Fasern aus dem auf dem Tambour 16 befindlichen Faservlies werden
dann von einer Abnehmewalze 30 abgenommen und in an sich bekannter
Weise in einer aus verschiedenen Walzen bestehenden Auslaufpartie 32 zu
einem Kardenband 34 gebildet. Dieses Kardenband 34 wird dann von ei
ner Bandablage 36 in einer Transportkanne 38 in zykloidischer Art abge
legt.
Fig. 2 und Fig. 3 zeigen die Karde der Fig. 1 im Bereich der Wanderdec
kelkette in einem größeren Maßstab und in weiterem Detail. Darstel
lungshalber werden nur einzelne Deckelstäbe 40 gezeigt, die alle aus ei
nem als Hohlprofil ausgebildeten Tragkörper 42, der die Deckelgarnitur 44
trägt, und zwei Endköpfen 46 bestehen, die an jeweiligen Enden des hohl
profilartigen Tragkörpers angebracht sind, beispielsweise so, daß sie in die
Enden des Hohlprofils eingesetzt und durch einen Quetschvorgang, der in
der EP-A-627 507 im Detail beschrieben ist, formschlüssig mit dem Hohl
profil verbunden werden.
Die konkrete bevorzugte Ausbildung der Deckelköpfe 46 und der diese
antreibende Antriebsriemen 48 ist in der EP-A-753 610 beschrieben, wo
bei der Riemen insbesondere nach Fig. 4 dieser Schrift ausgebildet sein
kann.
Der Riemen 48 ist auf einer Seite, nämlich auf der inneren Seite in Fig. 2,
mit Zähnen 48A ausgestattet, die mit Zähnen 48B auf den Zahnrädern 20
und 26 in Eingriff gelangen, wobei der Darstellung halber nur wenige
Zähne 48A und 48B gezeigt sind, es sich jedoch versteht, daß die gesamte
Innenseite des Riemens 48 mit Zähnen 48A und der gesamte Umfang der
Zahnräder 20 und 26 mit entsprechenden Zähnen 48B versehen ist. Auf
der Außenseite des Riemens 48 befinden sich weitere, balkenartige Zähne
oder Balken 49, die paarweise angeordnet sind, wobei auch hier der Klar
stellung halber nur einzelne Paare 49 gezeigt sind und jedes Zahnpaar 49
in einer entsprechenden Ausnehmung 41 eines jeweiligen Deckelkopfes
eingreift, wie in der EP-A-0 753 610 näher beschrieben ist.
Man sieht aus Fig. 2, daß die endlosen Antriebsriemen, von denen nur der
eine auf der einen Seite der Karde hier dargestellt ist, die Deckelstäbe 40
von einer Einlaufstelle 50 auf der rechten Seite der Zeichnung über einen
Kardierweg entlang einer Gleitführung 52, die einen Flexbogen 54 umfaßt,
bis zu einer Auslaufstelle 56 ziehen und daß die Deckelstäbe 40 anschlie
ßend um das den gezeigten Antriebsriemen antreibende Zahnrad 20 um
gelenkt und zu der Einlaufstelle 50 wieder zurückgeführt werden, wobei
der Antriebsriemen unmittelbar vor der Einlaufstelle 50 um das weitere
Zahnrad 26 umgelenkt wird und zwischen den beiden Zahnrädern 20, 26
von zwei weiteren Stützrädern 22, 24 und einer Abstützung 58 abgestützt
werden.
Es versteht sich, daß eine Anordnung wie in Fig. 2 gezeigt sich auch auf
der anderen Seite der Karde in an sich bekannter Weise befindet, wobei
die angetriebenen Zahnräder 20 durch eine gemeinsame Welle 60 von ei
nem entsprechenden Motor angetrieben werden, wodurch die beiden
Zahnräder 20 und daher die beiden Zahnriemen 48 mit den daran über
die Zahnpaare 49 befestigten Deckelstäbe 40 synchron umlaufen, so daß
die Längsachsen der Deckelstäbe 40 sich stets parallel zu der Antrieb
sachse 62 der Trommel 16 erstrecken. Diese parallele Lage wird bei der
Bewegung mit der Deckelkette stets beibehalten. Es versteht sich außer
dem, daß im Betrieb Deckelstäbe 40 über die gesamte Länge der Antriebs
riemen 48 gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Wie in der EP-A-753 610 näher beschrieben wird, liegen die Gleitflächen
64 der Deckelköpfe 46 im Bereich des Flexbogens 54 in gleitender Berüh
rung mit dieser und zwar einerseits aufgrund ihres Eigengewichts und
andererseits aufgrund der Riemenspannung, welche im Bereich jedes
Deckelkopfes ein radial nach innen gerichtete Kraft erzeugt. Mit anderen
Worten werden sie einerseits aufgrund ihres Eigengewichtes und anderer
seits an die Gleitführung 52, d. h. an die Gleitflächen 66 des Flexbogens
54, durch die Spannung in den Antriebsriemen 48 angedrückt. Hierdurch
wird die erforderliche Kardierabstand A (Fig. 3) zwischen den Deckelgar
nituren 44 und der Trommelgarnitur 68 sichergestellt. Aufgrund des
formschlüssigen Eingreifens der Balkenpaare 49 der Antriebsriemen 48 in
die entsprechenden Öffnungen 41 der Deckelköpfe und aufgrund des syn
chronisierten Umlaufs der Antriebsriemen 48 auf beiden Seiten der Karde
werden die Deckelstäbe 40 synchronisiert über die beiden Flexbögen 54
bewegt, wobei die Längsachsen der Deckelstäbe 40 stets parallel zur
Trommelachse geführt sind.
Der formschlüssige Eingriff zwischen den Antriebsriemen 48 und den
Deckelköpfen 46 überträgt die Zugkräfte der Antriebsriemen 48 auf die
Deckelstäbe 40, so daß diese eben entlang des Kardierweges zwischen der
Einlaufstelle 50 und der Auslaufstelle 56 bewegt werden.
Eine Besonderheit des Vorschlages nach der EP-A-753 610 liegt darin,
daß im Bereich der Umlenkung die Balken der Balkenpaare 49 der An
triebsriemen 48 dazu neigen, auseinander zu spreizen und die Deckel
köpfe 46 so festhalten, daß diese um die Zahnräder 20, 26 umgelenkt
werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Deckelstäbe 40 verlorenge
hen und ohne daß zusätzliche Führungen in diesen Bereichen notwendig
sind.
Auf der oberen Seite des Wanderdeckels 18 liegen aber die Deckelstäbe 40
lose auf den oberen Trummen der Antriebsriemen; sie können somit leicht
vom Antriebsriemen 48 gelöst werden, wenn sie beispielsweise besonders
gesäubert oder ausgetauscht werden sollen. Die Schwerkraft sorgt dafür,
daß die Deckelstäbe 40 in diesem Bereich sich nicht auf unerwünschter
Weise von den Antriebsriemen 48 trennen.
Wie aus der Schnittzeichnung der Fig. 3 ersichtlich ist, sorgen die Flexbö
gen 54 der Gleitführungen 52 dafür, den Kardierabstand A zwischen den
Deckelgarnituren 44 und der Trommelgarnitur 68 festzulegen, die der
Darstellung halber nur abschnittsweise in Fig. 3 gezeigt sind, wobei die
Gleitführungen in diesem Beispiel mit einem jeweiligen eingelassenen,
bandförmigen Führungselement 70 aus Kunststoff ausgestattet sind, das
die Gleitfläche für die Deckelköpfe bildet, wie in der DE-A-39 07 396 oder
in der EP-A-0 620 296 näher beschrieben ist. Grundsätzlich kann ein sol
ches eingelassenes Element oder eingelassene, in Abschnitte unterteilte
Elemente bei allen nachfolgend näher beschriebenen Ausführungen ge
mäß der vorliegenden Erfindung zur Bildung der eigentlichen Gleitfläche
66 für die Deckelköpfe 46 verwendet werden. Es kann aber auch auf ein
solches Element verzichtet werden, insbesondere wenn der Deckelkopf mit
einem Gleitschuh bzw. Gleitblag versehen ist, der auf die üblicherweise
aus Metall bestehende Gleitführung gleitet.
Aus Fig. 3 ist auch ersichtlich, daß jede Gleitführung 52 auch eine radial
innere Abstützung 72 aufweist, die häufig Fixbogen genannt wird, wobei
jede radial innere Abstützung 72 fest mit dem jeweils zugeordneten Sei
tenrahmen 74 der Karde verbunden ist oder integral mit diesem ausgebil
det ist, beispielsweise in Form eines jeweiligen Gußteils. Die Seitenrahmen
74 der Karde tragen außerdem die Drehachse 62 der Trommel (in Fig. 3
nicht gezeigt) und bilden auch eine radiale Führung für die Flexbögen 54
(nicht gezeigt).
Zwischen jeder radial inneren Abstützung 72 und den dieser zugeordneten
Flexbögen 54 befinden sich - wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich - in die
sem Beispiel fünf in der Länge verstellbare Einrichtungen 76, die bei
spielsweise aus einem inneren, mit Außengewinde versehenen Teil 78 und
einem äußeren, als Gewindehülse mit innerem Gewinde ausgebildeten Teil
80 bestehen. Durch Drehung des inneren Teils 78 gegenüber dem äuße
ren Teil 80 kann die Länge der jeweiligen Einstelleinrichtung 76 jeweils
eingestellt werden und somit eine radiale Verstellung des Flexbogens 54
im Bereich der jeweiligen Abstützstelle vorgenommen werden. Hierdurch
kann die Krümmung der jeweiligen flexiblen Flexbögen 54 an die Krüm
mung der Trommel angepaßt werden und die radiale Stelle der Gleitfläche
66 der jeweiligen Flexbögen 54 so eingestellt werden, daß der Kardierab
stand A über die gesamte Länge des Kardierweges und über die gesamte
Breite der Trommel konstant bleibt oder - falls erwünscht - den er
wünschten Verlauf entlang des Kardierweges aufweist.
Bezugnehmend auf die Fig. 4 und 5 wird ein erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Gleitführung 100 gezeigt. Diese weist eine
sandwichartige Ausbildung auf mit einer radial inneren Abstützung 102
und einem radial äußeren kontinuierlichen Flexbogen 104, wobei zwi
schen dem Flexbogen und der radial inneren Abstützung ein Kernbereich
106 vorliegt, der mit einem Verstellelement 108 in Form einer piezoelektri
schen Verstelleinrichtung ausgeführt ist. Das Bezugszeichen 62 deutet
auch hier auf die Drehachse der Trommel hin. Aus Fig. 4 ist ersichtlich,
daß die Gleitführung 100 zumindest im wesentlichen konzentrisch zur
Drehachse der Trommel 62 verläuft, wobei die Winkelerstreckung der
Gleitführung 100 etwa 100° beträgt.
Es kann sich bei der radial inneren Abstützung 102 entweder um ein Teil
handeln, das entsprechend der radial inneren Abstützung 72 der Fig. 2
und 3 fest mit den Seitenrahmen der Karde befestigt ist, wobei diese Aus
bildung dann voraussetzt, daß die radiale äußere Oberfläche 110 der radi
al inneren Abstützung 100 bereits konzentrisch zur Drehachse der Trom
mel ausgerichtet ist, oder die gewünschte Ausrichtung gegenüber der
Drehachse der Trommel aufweist. Das piezoelektrische Verstellelement
108 dient dann der Feineinstellung der Gleitfläche 112 des Flexbogens
104, an der die Deckelköpfe gleiten, in dem Sinne, daß bei Änderungen
des Kardierabstandes A aufgrund von Fliehkraft und/oder thermischen
Dehnungen und/oder Abnutzung und/oder Schleifvorgängen eine Steue
rung bzw. eine Regelung 114 das Verstellelement 108 so ansteuert, daß
die Gleitfläche 112 des Flexbogens um den gleichen Betrag um die ge
samte Länge des Flexbogens radial verstellt wird.
Bei der Gleitfläche 112 kann es sich um längliche Streifen oder Abschnitte
eines Elements, wie bisher im Zusammenhang mit dem Bezugszeichen 66
und in der EP-A-0 620 296 beschrieben, handeln.
Wenn die Steuerung 114 als Regelung ausgebildet ist, wird mittels einer
entsprechenden, an sich bekannten Sensorik (nicht gezeigt) der Kardier
abstand A regelmäßig oder kontinuierlich gemessen und das Verstellele
ment 108 so angesteuert, daß der gemessene Istwert des Kardierabstan
des A stets an einen vorgegebenen Sollwert gehalten wird. Statt dessen
kann die Steuerung 114 von einer übergeordneten Steuerung, beispiels
weise in Form eines Mikroprozessors, Steuerbefehle erhalten, die aufgrund
von Erfahrungswerten eine radiale Verstellung der Gleitfläche 112 ermög
licht, so daß der Kardierabstand stets den gewünschten Sollwert aufweist.
Beispielsweise ist es möglich, das Hochlauf bzw. Auslaufverhalten einer
Karde so zu berücksichtigen, daß die eintretenden, zeitabhängigen, durch
Fliehkraft und thermische Dehnung bedingten Änderungen des Kardier
abstandes, die der übergeordneten Steuerung aufgrund von Messungen
oder historischen Werten bekannt sind, ausgeregelt werden. Dies kann
dadurch erfolgen, daß entsprechende, zeitabhängige Sollwerte für den
Kardierabstand von der übergeordneten Steuerung an die Steuerung 114
geliefert werden, so daß die Steuerung durch radiale Verstellung der
Gleitfläche 112 die sonst eintretenden Änderungen des Kardierabstandes
ausregelt. Sowohl die durch Fliehkraft bedingten Dehnungen als auch die
thermisch bedingten Dehnungen führen zu einer Verkleinerung des Kar
dierabstandes, so daß die Gleitflächen 112 radial nach außen verstellt
werden müssen, um den Kardierabstand auf den Nennabstand zurück
zuführen.
Ebenso ist es möglich, Erfahrungswerte für die Abnutzung der Deckelgar
nituren 44 und der Trommelgarnitur 68 zu berücksichtigen und eine ra
diale Verstellung der Gleitfläche 112 so vorzunehmen, daß der Kardierab
stand A trotz Abnutzung der Garnituren zumindest im wesentlichen kon
stant bleibt.
Es ist weiterhin möglich, die Auswirkung von Schleifvorgängen auf den
Kardierabstand zu erfassen und eine entsprechende Verstellung der radial
äußeren Gleitfläche 112 über die Steuerung 114 zeitangepaßt vorzuneh
men, so daß der Kardierabstand A stets den gewünschten Sollwert auf
weist. Sowohl Abnutzung der Garnituren als auch Schleifvorgänge führen
zu einer Erhöhung des Kardierabstandes, so daß hier eine radial nach in
nen gerichtete Verstellung der Gleitflächen 112 erforderlich ist, um die
eintretende Vergrößerung des Kardierabstandes auszugleichen und diesen
zumindest im wesentlichen konstant zu halten. Ansätze für eine zeitab
hängige Steuerung eines Aktuators für die radiale Verstellung eines Flex
bogens sind der EP-A-0 787 841 zu entnehmen. Beim vorliegenden Bei
spiel handelt es sich bei dem Verstellelement 108 um eine in radialer
Richtung wenig Platz beanspruchende Piezoverstelleinrichtung.
Genauer gesagt, wie aus Fig. 5 hervorgeht, besteht diese Piezoverstellein
richtung 108 aus einer Vielzahl von streifenförmigen, übereinander geleg
ten Elementen, die jeweils mit Elektroden versehen sind, die bei Anbrin
gung von geeigneten Steuerspannungen eine entsprechende Vergrößerung
oder Verkleinerung der radialen Dicken der Streifen verursacht. Die ent
sprechenden Spannungen werden von der Steuerung 114 an die piezo
elektrischen Streifen mittels Leitungen 111, 113 angelegt, die in Fig. 4
schematisch angedeutet sind.
Da die radiale Dickenänderung eines solchen piezoelektrischen Streifens
relativ beschränkt ist, müssen mehrere solche Streifen zur Anwendung
gelangen, um einen vernünftigen Verstellbereich abzudecken. Der Ver
stellbereich der über die Lebensdauer einer Karde benötigt wird um die
insgesamt notwendigen Feineinstellungen durchzuführen beträgt maximal
etwa 0,2 bis 0,3 mm.
Da die in den Fig. 4 und 5 gezeigte Anordnung hauptsächlich der Feinju
stierung des Flexbogens 104 dient, muß - wie bereits erwähnt wurde -
entweder davon ausgegangen werden können, daß die radial äußere Flä
che 110 der radial inneren Abstützung 102 aufgrund entsprechender Be
arbeitung die gewünschte Position in bezug auf die Drehachse der Trom
mel bzw. des Umlaufkreises der Garniturspitzen 68 der Trommel 16 auf
weist. Oder die radial innere Abstützung 100 muß selbst radial verstellbar
sein, wofür beispielsweise eine Anordnung gemäß Fig. 2 und 3 verwendet
werden könnte. Das heißt, die radial innere Abstützung 102 könnte selbst
als eine Art Flexbogen realisiert werden und über radiale Verstelleinrich
tungen wie 76 in Fig. 2 und 3 von einem Fixbogen 72 aus verstellt werden,
um die ursprüngliche Einstellung des Kardierabstandes bei Herstellung
der Karde oder bei Neugarnierung derselben (nachfolgend die Grundein
stellung genannt) zu erreichen. Um diese Grundeinstellung durchzufüh
ren benötigt man einen Stellweg von bis zu 2 mm.
Da eine solche radiale Verstellung der radial inneren Abstützung 102 eine
nicht unerhebliche Verbiegung dieses Teils bedeutet, kann es sinnvoll sein
- wie in Fig. 7 gezeigt - die radial innere Abstützung in einzelne, radial in
nere Abstützelemente zu unterteilen, die dann jeweils für sich in radialer
Richtung an den Seitenrahmen 74 der Karde verstellt werden können und
anschließend an diesen befestigt werden, wie nachfolgend näher erläutert
wird.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, die im Prinzip der Ausführungsform
der Fig. 4 und 5 sehr ähnlich ist, nur werden hier anstelle eines längli
chen, piezoelektrischen Verstellelements 108 mehrere einzelne piezoelek
trische Verstellelemente 116 verwendet, wobei in der Darstellung der Fig.
6 acht solche Verstellelemente gezeigt sind. Es können jedoch auch deut
lich mehr solcher piezoelektrischen Verstellelemente sein. Auch hier
kommt eine radial innere Abstützung 102 und ein radial äußerer Flexbo
gen 104 zur Anwendung, wobei die piezoelektrischen Verstellelemente 116
den Kernbereich bilden und einzelne piezoelektrische Verstellelemente 116
einen Abstand 118 voneinander aufweisen.
In diesem Beispiel und in allen nachfolgenden Beispielen werden gleiche
Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet. Es versteht sich, daß die bishe
rige Beschreibung für die einzelnen Teile auch bei den weiteren Ausfüh
rungsformen gilt, es sei denn, etwas Gegenteiliges wird gesagt.
Dementsprechend deutet auch hier das Kästchen 114 auf eine Steuerung
oder Regelung hin, die mit einer Gleichstromenergiequelle 115 (hier sche
matisch in Form einer Batterie gezeigt) ausgestattet ist und entweder
Meßwerte für den Kardierabstand A von einer entsprechenden Meßein
richtung oder Steuerbefehle von einer übergeordneten Steuerung - wie
bisher beschrieben - erhält.
Da es sich bei den piezoelektrischen Verstellelementen 116 um getrennte
Elemente handelt, müssen diese alle parallel angesteuert werden, wenn
eine radiale Verstellung der radial äußeren Gleitfläche 112 des Flexbogens
104 angestrebt wird. Somit gehen von der Steuerung 114 aus Steuerlei
tungen 111 und 113 an die jeweiligen piezoelektrischen Verstellelemente.
Bei den piezoelektrischen Verstellelementen 116 kann es sich um einfache
Stapel aus mehreren piezoelektrischen Elementen handeln, wobei jeder
Stapel dann im Prinzip das gleiche Ausdehnungsverhalten hat wie bei der
Ausführungsform gemäß Fig. 5. Oder es kann sich um besondere piezo
elektrische Translatoren handeln, die für einen größeren Verstellbereich
ausgelegt sind.
Eine Möglichkeit, eine solche piezoelektrische Verstelleinrichtung zu reali
sieren ist in der DE-A-198 33 782 gezeigt und beschrieben, dort in Form
einer Antriebsanordnung für einen Schreibkopf. Mit der dort gezeigten
Anordnung können von einem kompakten piezoelektrischen Antriebsele
ment unter Anwendung entsprechender Hebel Verstellungen im Bereich
von bis zu 2 mm ohne weiteres erreicht werden, was für die Einstellung
des Kardierabstandes A ausreichen dürfte, und zwar nicht nur im Sinne
der Feineinstellung, sondern auch im Sinne der Ausgangseinstellung bei
der Herstellung oder bei der Neugarnierung einer Karde. Da bei einem pie
zoelektrischen Element die eintretende Dimensionsänderung proportional
zur angelegten Spannung ist, kann über die Höhe der angelegten Span
nung das Ausmaß der radialen Verstellung festgelegt werden.
Es ist auch möglich, einen Teil der piezoelektrischen Antriebsanordnung
gemäß der DE-A-198 33 782 zu nehmen, beispielsweise wenn solche An
ordnungen nur für die Feineinstellung verwendet werden. Beispielsweise
könnte die piezoelektrische Antriebsanordnung auf die piezoelektrischen
Elemente mit dem Joch oder auf die piezoelektrischen Elemente mit dem
Joch und mit den elastischen Streifen beschränkt werden, so daß nur die
erste Vergrößerungsstufe oder die erste und zweite Vergrößerungsstufe
zur Anwendung gelangen.
Wenn die Verstellelemente nicht nur für die Feineinstellung, sondern auch
für die Grundeinstellung benutzt werden, so ist es erforderlich, die piezo
elektrischen Elemente einzeln anzusteuern, damit unterschiedliche radiale
Verstellungen an den jeweiligen Stellen entlang des Flexbogens 104 vorge
nommen werden können. Werden die einzelnen piezoelektrischen Verstel
lelemente 116 nur für die Feineinstellung benutzt, können sie gemeinsam
angesteuert werden, so daß eine gleichmäßige radiale Verstellung des
Flexbogens an den verschiedenen Angriffsstellen der piezoelektrischen
Verstellelemente 116 erfolgt.
Fig. 7 zeigt eine Anordnung, die der Anordnung gemäß Fig. 6 sehr ähnlich
ist, wobei der Übersicht halber die Steuereinrichtung 114 mit einer Ener
giequelle 115 und Leitungen 111 und 113 weggelassen ist. Der Unter
schied zur Ausführung gemäß Fig. 6 besteht im Prinzip darin, daß die ra
dial innere Abstützung 102 hier nicht als kontinuierliches Element ausge
bildet ist, sondern in einzelne Abschnitte 102A unterteilt ist, wobei in der
gezeigten Variante ein piezoelektrisches Verstellelement 116 jedem Ab
schnitt 102A der radial inneren Abstützung zugeordnet ist. Es können
aber auch mehrere piezoelektrische Verstellelemente 116 jedem Abschnitt
102A zugeordnet werden, falls dies vom Konstrukteur aus irgendeinem
Grund gewünscht wird.
Die einzelnen Abstützelemente 102A können Bestandteile der Seitenrah
men 74 einer Karde sein, oder sie können entsprechend den Doppelpfeilen
120 radial verstellbar auf dem jeweils zugeordneten Seitenrahmen 74 der
Karde geführt werden und beispielsweise mittels Klemmschrauben 122
nach erfolgter Verstellung auf den Seitenrahmen 74 festgeklemmt werden.
Dies bedeutet, daß bei der Herstellung der Karde oder bei Neugarnierung
eine Verstellung in Richtung des Doppelpfeils 120, beispielsweise durch
eine Einrichtung wie 76 in Fig. 2 und 3, vorgenommen werden kann. Die
se Ersteinstellung kann mittels der Klemmschrauben 122 festgelegt wer
den. Die weitere Verstellung zur Feinjustierung des Flexbogens 104 wird
dann von den piezoelektrischen Elementen 116 vorgenommen.
Fig. 8 zeigt eine alternative erfindungsgemäße Ausbildung einer Gleitfüh
rung 100, auch hier mit einer radial inneren Abstützung 102 und einem
radial äußeren Gleitbogen 104. Der Kernbereich 106 ist in diesem Beispiel
mit Verstellelementen ausgeführt, die als jeweilige Kissenelemente 124
ausgebildet sind, die mit jeweiligem, gegenseitigen Abstand 119 voneinan
der im Kernbereich 106 angeordnet sind.
Bei dieser Ausführungsform kommen sieben Kissenelemente zur Anwen
dung. Es können aber auch mehr oder weniger sein. Ein einzelnes Kis
senelement ist in den Fig. 9 und 10 gezeigt. Jedes Element besteht
aus oberen und unteren Schalenteilen 126, 128, die in ihren Randberei
chen 130 ringsum aneinander verschweißt sind und die einen Hohlraum
132 gemeinsam definieren. Dieser Hohlraum 132 ist über eine Rohrleitung
134 an einer Druckquelle anschließbar, wobei über eine entsprechende
Steuerung 114 das in der Kammer 132 herrschende Druckniveau bei je
dem Kissen einzeln oder gemeinsam einstellbar ist.
Durch Erhöhung des inneren Druckes in der Kammer 132 dehnt sich die
ses Kissenelement 124 aus und führt somit zu einer radial nach außen
gerichteten Verstellung des Flexbogens 104 und damit zu einer entspre
chenden Änderung des Kardierabstandes A. Wird der Druck in der Kam
mer 132 herabgesetzt, führt das Federverhalten der für die Schalen 126,
128 verwendeten Bleches bzw. Materials zu einer Verkleinerung der Höhe
des jeweiligen Kissens, so daß eine radial nach innen gerichtete Verstel-
lung des Flexbogens 104 eintritt.
Es können entweder Luftdruck oder hydraulischer Druck zur Anwendung
gelangen. Auch hier kann die Steuerung 114 im Sinne einer Regelung
ausgelegt werden und den Kardierabstand aufgrund von gemessenen Ist
werten auf einen vorgegebenen Sollwert bzw. Sollwertverlauf hin regeln,
oder sie kann so ausgelegt werden, daß sie von einer übergeordneten
Steuerung entsprechende Befehle empfängt und der Kardierabstand A an
die jeweils herrschenden Gegebenheiten anpaßt, d. h. an die durch Flieh
kraft bedingte und thermisch bedingte Änderungen des Kardierabstandes
sowie Änderungen des Kardierabstandes aufgrund von Abnutzung im Lauf
der Zeit und aufgrund von Schleifvorgängen auf den jeweils gewünschten
Wert einstellt. Das heißt, die Kissenelemente können für die Feineinstel
lung verwendet werden.
Da mit solchen Kissenelementen eine radiale Verstellung im Bereich von
einigen Millimetern durchaus erreichbar ist, können sie aber auch für die
Ersteinstellung verwendet werden, wozu sie einzeln angesteuert werden
müssen.
Auch hier kann die radial innere Abstützung 102 in Form von Abschnitten
102A gemäß Fig. 7 realisiert werden. Es können dann die einzelnen Ab
schnitte 102A gegebenenfalls entsprechend der Ausführung gemäß Fig. 7
radial verstellbar ausgelegt werden. Anstelle von kissenartigen Verstell
elementen können auch Kolben-in-Zylinder-Anordnungen zur Anwendung
gelangen.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß Fig. 11 bis 13 han
delt es sich ebenfalls um eine mittels eines Druckfluids, d. h. Druckluft
oder hydraulische Flüssigkeit, verstellbare Einrichtung. Bei dieser Aus
führungsform hat der Flexbogen 104 im Querschnitt eine T-förmige Ge
stalt, die aus Fig. 12 ohne weiteres ersichtlich ist. Die radial innere Ab
stützung 102 weist dagegen eine U-förmige Gestalt auf und hat somit eine
radial nach außen offene, U-förmige Nut 136, in die das Federelement 138
des Flexbogens hineinragt.
Zwischen dem unteren Ende 140 des Federelementes 138 und dem Boden
142 der U-förmigen Nut 136 befindet sich eine im Querschnitt rechteckige
Kammer 144, in der sich ein Schlauch 146 befindet. Auf den Seitenwan
gen der im Querschnitt U-förmigen, radial inneren Abstützung befinden
sich Reibungsbeläge 148 und 150, die an den entsprechenden Seitenflä
chen des Federelementes 138 anliegen und dort eine Reibungskraft erzeu
gen, die Schwingungen des Flexbogens 104 gegenüber der radial inneren
Abstützung 102 vermeiden lassen.
Durch Erhöhung bzw. Herabsetzung des Druckes in der Kammer 144, die
über eine Leitung 134 gemäß Fig. 9 erfolgen kann, kann der Flexbogen
104 in der radialen Richtung weg von der radial inneren Abstützung 102
bzw. auf die radial innere Abstützung zu bewegt werden.
Man sieht in Fig. 12, daß der Schlauch 146 an allen vier Seiten einge
schlossen ist, wodurch dieser auch bei der Einwirkung eines höheren in
neren Druckes gut abgestützt ist und somit nicht platzen kann. Um die
durch die U-förmige Nut 136 und das untere Ende 140 des Federelemen
tes 138 gebildete Kammer an den Enden abzuschließen und sicherzustel
len, daß der Schlauch 146 auch hier abgestützt ist und daher nicht plat
zen kann, sind in Fig. 13 an den Enden des im Querschnitt T-förmigen
Flexbogens 104 Platten 152 angebracht, die in tiefer ausgeführte Bereiche
154 der Nut 136 verschiebbar geführt sind. Das heißt, daß die Enden des
Schlauches 146 an jeweilige Platten 152 anstoßen und somit auch in die
sem Bereich abgestützt sind.
Auch bei dieser Ausführungsform kann der in der Kammer 144 herr
schende Druck durch eine Steuerung 114 gesteuert werden, wobei eine
Erhöhung des Innendruckes in der Kammer 144, d. h. im Schlauch 146,
zu einer radial nach außen gerichteten Verschiebung des Flexbogens 104
führt. Eine Herabsetzung des Innendruckes aufgrund der Kräfte, die von
den Deckelköpfen ausgehen (Eigengewicht der Deckelstäbe plus Kraft
komponente aufgrund der in den Antriebsriemen 48 herrschenden Span
nung), führt zu einer radial nach innen gerichteten Verschiebung des
Flexbogens.
Da der Druck in der Kammer 144 an allen Punkten entlang des Flexbo
gens 104 gleich ist, müssen Maßnahmen getroffen werden, um die ge
wünschte gleichmäßige Verbiegung des Flexbogens 104 zu erreichen, so
daß dessen Gleitfläche 112 stets kreisförmig bleibt.
Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, liegt darin, die radiale Abmessung des
Flexbogens 104 entlang des Flexbogens 104 zu variieren, damit unter den
herrschenden Kräften diese so verformt, daß die Gleitfläche 112 stets kon
zentrisch zur Drehachse 62 verläuft.
Eine andere Möglichkeit (hier nicht gezeigt) besteht darin, einzelne
Schlauchabschnitte entlang des Führungsbogens 104 zu verteilen und
diese getrennt anzusteuern. Bei der getrennten Ansteuerung besteht au
ßerdem die Möglichkeit, die einzelnen Schlauchabschnitte so zu benutzen,
daß die Grundeinstellung bei Herstellung der Karde oder bei Neugarnie
rung hierdurch erreicht wird und daraufhin die Schlauchabschnitte so
anzusteuern, daß die Feineinstellung zum Ausgleich von durch Fliehkraft
bedingten Verformungen, thermische Dehnungen, Abnutzung oder
Schleifvorgängen verwendet wird.
Da der Ausgleich von durch Fliehkraft bedingten Verformungen und
thermischen Ausdehnungen im Regelfall eine radial nach außen gerichtete
Bewegung des Flexbogens erfordert, während die Kompensation von Ab
nutzung bzw. Herabsetzung der Höhe der Garnituren aufgrund von
Schleifvorgängen eine radial nach innen gerichtete Bewegung des Flexbo
gens 104 erfordert, soll sichergestellt werden, daß die Ausgangsposition
des Flexbogens derart ist, daß Bewegungen in beiden Richtungen möglich
sind (diese Überlegung gilt für alle Ausführungsformen). Das heißt, in der
Ausgangsposition muß bereits ein gewisser Druck in der Druckkammer
144 herrschen.
Fig. 14 und Fig. 15 zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungs
gemäßen Gleitführung 100. Bei dieser Ausführungsform befindet sich zwi
schen dem Flexbogen 104 und der radial inneren Abstützung 102 im
Kernbereich 106 ein Verstellelement 160 in Form eines wellenförmig gebo
genen Bimetallstreifens mit Heizelement. Ein Abschnitt dieses Bime
tallstreifens 160 ist in einem größeren Maßstab in Fig. 15 gezeigt. Wie aus
dieser Zeichnung ersichtlich ist, sind - wie üblich bei einem Bimetallstrei
fen - zwei Metallstreifen 162 und 164 unterschiedlicher thermischer Aus
dehnung aneinander an der Grenzfläche 166 befestigt. Der Bimetallstrei
fen liegt im Kernbereich 106 mit seinen Enden an jeweiligen Anschlägen
168 und 170 an, so daß bei Erhöhung der Temperatur des Bimetallstrei
fens dieser nicht in der Länge wachsen kann, sondern die radiale Ampli
tude der Wellenform nimmt zu. Dadurch wird der Flexbogen 104 radial
verstellt, und zwar bei einer Temperaturerhöhung in Richtung radial weg
von der radial inneren Abstützung 102, und bei Temperaturherabsetzung
in der radial nach innen gerichteten Richtung auf die radial inneren Ab
stützung 102 zu. Bei dieser Ausführungsform ist nur eine gleichförmige
radiale Verstellung des Flexbogens entlang seines gesamten Umfanges
möglich, so daß diese Ausführungsform sich nur für die Feineinstellung
des Kardierabstandes eignet. Allerdings kann auch hier die radial inneren
Abstützung 102 selbst radial verschiebbar und/oder verformbar und/oder
in Segmente unterteilt werden, um die Grundeinstellung bei der Herstel
lung der Karde oder bei Neugarnierung zu ermöglichen.
Da - wie schon erwähnt - der Ausgleich von durch Fliehkraft und Auf
wärmung bedingten Änderungen des Kardierspaltes eine Bewegung radial
nach außen erfordern, während der Ausgleich von Abnutzung der Garni
turen bzw. Erhöhung des Kardierabstandes aufgrund von Schleifvorgän
gen eine radial nach innen gerichtete Bewegung des Flexbogens erfordern,
soll der Bimetallstreifen bereits im Ausgangszustand erwärmt sein, so daß
radiale Verstellungen in beiden Richtungen möglich sind.
Die Temperatursteuerung des Bimetallstreifens erfolgt vorzugsweise über
ein längliches Widerstandselement 171, das sich entlang der gesamten
Länge des Bimetallstreifens 160 erstreckt. Durch die Leitungen 111 und
113 wird ein Strom durch das Widerstandselement 172 von der Steuerung
114 geschickt, die hier entweder mit einer Gleichspannungsenergiequelle
oder - wie gezeigt - mit einer Wechselstromquelle 115A betrieben wird. Das
Bezugszeichen 174 deutet auf einen Temperaturfühler hin, der über eine
Leitung 176 mit der Steuerung 14 gekoppelt ist und den Istwert für die
jeweilige Temperatur des Bimetallstreifens liefert. Die Steuerung 114 kann
demnach als Regelung ausgebildet werden und so arbeiten, daß der Bi
metallstreifen eine Isttemperatur aufweist, die einer vorgegebenen Soll
temperatur oder einem Solltemperaturverlauf entspricht, wobei die Soll
temperatur bzw. der Solltemperaturverlauf mit der gewünschten Einstel
lung des Kardierabstandes korreliert.
Fig. 16 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, die im Prinzip der Aus
führungsform gemäß Fig. 14 und Fig. 15 sehr ähnlich ist. Hier werden le
diglich anstelle eines länglichen, gewellten Bimetallstreifens einzelne,
blattfederartige Bimetallstreifenelemente 160A benutzt, wovon es in der
hier dargestellten Ausführungsform insgesamt acht gibt, wobei andere
Zahlen von Bimetallelementen, d. h. mehr oder weniger, ohne weiteres
möglich sind.
Wie in Fig. 17 dargestellt, weist jedes Bimetallelement eine eigene Steue
rung 114 auf, so daß die Bimetallstreifen einzeln angesteuert werden kön
nen. Bei dieser Ausführungsform, wie auch bei der Ausführungsform ge
mäß den Fig. 14 und 15, kann die radial inneren Abstützung 102 ohne
weiteres segmentartig ausgebildet werden, entsprechend der Ausfüh
rungsform der Fig. 7. Die Grundeinstellung kann durch Verstellung der
entsprechenden Segmente 102A erreicht werden.
Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 15 und 16 können die Bimetall
elemente verwendet werden, um sowohl die Grundeinstellung als auch
die Feineinstellung des Kardierabstandes zu realisieren, da mit solchen
Bimetallstreifen die erforderliche Bewegungsamplitude realisierbar ist.
Auch bei dieser Ausführungsform ist es erforderlich, die Bimetallstreifen
im Ausgangszustand bei einer Temperatur zu betreiben, die oberhalb der
Umgebungstemperatur liegt, damit radiale Verstellungen der Gleitfläche
112 des Flexbogens 104 sowohl radial nach innen als auch radial nach
außen möglich sind, was durch Herabsetzung bzw. Erhöhung der Tempe
ratur der jeweiligen Blechstreifen möglich ist.
Fig. 18 zeigt eine erfindungsgemäße Gleitführung 100, die auf den ersten
Blick der Gleitführung der Fig. 16 sehr ähnlich ist. Nur handelt es sich
hier bei den blattfederartigen Elementen 180 nicht um Bimetallstreifen,
sondern um einfache Blattfedern, wie aus Fig. 19 hervorgeht. Die radiale
Einstellung bei dieser Ausführungsform erfolgt lediglich über die Span
nung der Antriebsriemen 48. Sollen nämlich die Gleitflächen 112 der
Flexbögen 104 radial nach außen verstellt werden, wird die Spannung der
Antriebsbänder herabgesetzt und diese üben dann über die Deckelköpfe
46 kleinere Kräfte auf die Gleitflächen 112 aus, so daß sich die Blattfeder
elemente 180 ausdehnen können und die gewünschte Bewegung der
Gleitflächen 112 radial nach außen erfolgt. Sollte dagegen die Position der
Gleitflächen 112 radial nach innen verstellt werden, so wird die Spannung
der Antriebsriemen erhöht, beispielsweise durch Bremsen der Drehachse
182 des Zahnrades 26 gemäß Fig. 2 (ggf. mit Erhöhung des Drehmoments
auf der Achse 60 des Zahnrades 20), wodurch die in radialer Richtung
wirkenden Kräfte, die von den Deckelköpfen auf den Flexbogen 104 aus
geübt werden, sich erhöhen und die gewünschte Verstellung der Gleitflä
che 112 radial nach innen erfolgt.
Fig. 20 zeigt eine mögliche, abgewandelte Ausführungsform der Fig. 18,
bei der Schraubenfedern 190 anstelle von Blattfedern 180 zur Anwendung
kommen, wobei mehrere Schraubendruckfedern 190 vorgesehen sind, die
entlang des Flexbogens verteilt angeordnet sind, wie durch die sich radial
erstreckenden, gestrichelten Linien angedeutet ist.
Fig. 21 und Fig. 22 zeigen eine weitere erfindungsgemäße Ausführungs
form einer Gleitführung 100, die mit einem Federelement 200 ausgestattet
ist. Es handelt sich bei diesem Federelement 200 um ein längliches
Kunststoffelement, beispielsweise aus Polyurethan, das sich im Bodenbe
reich der Nut 202 eines U-förmigen Flexbogens 104 befindet. Bei dieser
Ausführungsform ist die radial inneren Abstützung im Querschnitt umge
kehrt T-förmig ausgebildet, wobei das Federelement 204 der radial inneren
Abstützung 102 sich in die Nut 202 des Flexbogens 104 hinein erstreckt
und die obere Seite 206 des Federelementes 204 dort auf der Unterseite
des Federelementes 200 drückt.
Die Ansteuerung erfolgt bei dieser Ausführungsform - wie bei den Ausfüh
rungsformen gemäß Fig. 18 bis 20 - über die Ansteuerung der Spannung
der Antriebsriemen 48. Auch eine umgekehrte Anordnung wäre möglich,
d. h. eine Anordnung, bei der der Flexbogen 104 einen T-förmigen Quer
schnitt und die radial inneren Abstützung 102 einen U-förmigen Quer
schnitt aufweist, wie im Prinzip beispielsweise aus Fig. 12 hervorgeht. Bei
allen diesen Ausführungsvarianten mit federnden Elementen, sei es reine
Federelemente oder Bimetallstreifen, kann es von Vorteil sein, Reibungs
dämpfer vorzusehen, damit die Flexbögen 104 nicht dazu neigen, in
Schwingung zu geraten.
Die Reibungsdämpfer können beispielsweise die Form von Reibbelägen
aufweisen, die auf entsprechenden Wangen des einen Elementes (radial
innere Abstützung 102 oder Flexbogen 104) angebracht sind und mit ent
sprechenden Reibungsflächen auf dem jeweils anderen Element zusam
menarbeiten, wie bei 148 und 150 in Fig. 12 gezeigt.
Die Fig. 23 und 24 zeigen eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer
Gleitführung 100, die mit Verstellelementen 220 in Form von Walzenele
menten arbeitet, die elektromagnetisch verstellt werden.
Bei dieser Ausführungsform weist die radial innere Abstützung 102 keil
förmig ansteigende Elemente 222 auf, die mit den Walzenelementen 220
zusammenarbeiten. Diese berühren nämlich auf ihrer Unterseite die keil
förmigen Elemente 222 und auf ihrer Oberseite die radial innere Seite 224
des Flexbogens 104. Die Enden 206 bzw. 208 der jeweiligen Walzenele
mente 220 sind in entsprechenden Bohrungen von jeweiligen Seitenfüh
rungsplatten 210 bzw. 212 angeordnet. Die Plattenelemente 210, 212
können von einem gemeinsamen Stößelglied 214 entsprechend dem Dop
pelpfeil 216 im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn entlang des
Gleitbogens 104 verschoben werden, wobei die zur Anwendung kommen
den Schubkräfte von einem elektromagnetischen Aktuator 218 stammen,
der von einer Steuerung 114 angesteuert wird.
Es kann sich bei dem elektromagnetischen Aktuator 218 um einen linea
ren, elektromagnetischen Motor handeln, oder es kann sich auch um ei
nen Drehantrieb handeln, wobei das Element 214 dann als Gewindespin
del auszuführen wäre, die mit einem Mutterelement zusammenarbeitet,
das an einer Verbindungsbrücke 215 der zwei plattenförmigen Elementen
210, 212 angreift.
Durch die Bewegung im Uhrzeigersinn werden die Walzen 220 entlang der
keilförmigen Elemente in dem Sinne bewegt, daß der Flexbogen 104 radial
nach außen verschoben wird. Soll dagegen eine radial nach innen gerich
tete Bewegung des Flexbogens 104 erfolgen, so werden die Walzen 220
entgegen dem Uhrzeigersinn entlang der Keilflächen bewegt, wodurch der
Flexbogen 104 unter den Andruckkräften der Deckelstäbe (Eigengewicht
der Deckelstäbe plus radiale Spannungskomponente aufgrund der An
triebsriemenspannung) nach innen gedrückt wird.
Diese Ausführungsform eignet sich vor allem für die Feinjustierung. Es
wäre aber denkbar, wenn die keilförmigen Elemente sich jeweils in radia
ler Richtung verschieben lassen würden, beispielsweise mittels Verstell
schrauben, die sich in radialer Richtung innerhalb der radial inneren Ab
stützung erstrecken, diese Ausführungsform auch für die Grundeinstel
lung zu verwenden, vorausgesetzt, daß die Seitenplatten 210, 212 eine
gewisse Flexibilität aufweisen. Auch könnte man im Prinzip jedes Wal
zenelement 220 für sich getrennt von den anderen Elementen entspre
chend dem Doppelpfeil 216 verschieben, um die Grundeinstellung zu er
reichen und danach alle Walzenelemente 220 gleichförmig bewegen, um
die Feineinstellung herbeizuführen.
Schließlich zeigt Fig. 25 eine weitere Ausführungsform einer erfindungs
gemäßen Gleitführung 100, die nach dem Prinzip einer magnetischen
Schwebebahn arbeitet. Der Flexbogen 104 weist nämlich mehrere Perma
nentmagnete 240 auf, die alle so angeordnet sind, daß der Nordpol radial
nach innen weist (oder der Südpol).
In der radial inneren Abstützung 102 eingearbeitet sind gegenüber jedem
Permanentmagnet 240 Elektromagnete 242, die so betrieben werden, daß
die radial nach außen weisenden Stirnenden, d. h. die Stirnenden, die in
den Permanentmagneten 240 gegenüberliegen, ebenfalls Nordpole dar
stellen. Somit wirken magnetische Kräfte zwischen der radial inneren Ab
stützung 102 und dem Flexbogen 104, die bestrebt sind, die Permanent
magnete 240 und daher den Flexbogen 104 in Richtung radial von der ra
dial inneren Abstützung 102 weg zu verschieben.
Die Elektromagneten 224, die teilweise nur durch gestrichelte Linien dar
gestellt sind, bestehen aus einem Magnetkern 226 aus einem magnetisier
baren Stoff, wie Weicheisen, und einer Spule 248, die von einer Steuerung
114 angesteuert wird. Durch Steuerung der Stärke des Stromes, der
durch die Spule 248 fließt, kann die Stärke der Magnetkräfte gesteuert
werden, die zwischen den Elektromagneten 242 und den Permanentma
gneten 240 wirken. Wenn der Flexbogen 104 sich von der radial inneren
Abstützung 102 aufgrund dieser magnetischen Kräfte weiter entfernt,
werden die Kräfte, die auf den Flexbogen 104 ausgeübt werden, durch die
zunehmende Spaltbreite herabgesetzt. Jeder Flexbogen 104 findet dort
seine Gleichgewichtsstellung, wenn die Kräfte, die von den Elektromagne
ten 242 ausgehen, durch die radial nach innen gerichteten Kräfte, die auf
die Gleitfläche 112 wirken (Eigengewicht der Deckelköpfe 46 und radiale
Komponente der Antriebsriemenspannung), ausgeglichen werden.
Somit ist ersichtlich, daß durch Erhöhung des Stromes durch die Spulen
248 die radiale Breite des Spaltes 250 vergrößert werden kann und umge
kehrt. Da die Elektromagneten 242 einzeln angesteuert werden können
und Luftspalten von bis zu 3 mm ohne weiteres praktikabel sind, kann
diese Ausführungsform sowohl für die Feineinstellung als auch für die
Grundeinstellung herangezogen werden. Auch hier muß aber die Anord
nung so betrieben werden, daß im Ausgangszustand ein gewisser Strom
durch die jeweiligen Elektromagneten 242 fließt, damit sowohl radial nach
innen gerichtete Bewegungen des Flexbogens 104 wie auch radial nach
außen gerichtete Bewegungen möglich sind.
Auch eine attraktive Version wäre möglich, bei der die Flexbögen 104
durch radial nach außen wirkende Druckfedern, wie beispielsweise 190
bei der Ausführungsform gemäß Fig. 20, abgestützt sind und durch ent
gegengesetzte Polarität der Permanentmagnete 240 und der Elektroma
gneten 242 die Flexbögen 104 in Richtung auf die jeweilige radial innere
Abstützung 102 zugezogen wird, wodurch die Druckfedern komprimiert
werden. Das System findet dann immer sein Gleichgewicht, wenn die
Kräfte, die von den Druckfedern 190 erzeugt werden, durch die radial
nach innen gerichteten Kräfte ausgeglichen werden, die von den Elektro
magneten ausgehen, wobei natürlich auch die weiteren, in radialer Rich
tung wirkenden Kräfte (Eigengewichte der Deckelköpfe 46 und radiale
Spannungskomponente der Spannung des Antriebsriemens) berücksich
tigt werden müssen.
Es ist schließlich nicht unbedingt notwendig, die Magneten 240 als Per
manentmagnete zu realisieren; auch diese könnten als Elektromagnete
ausgebildet werden. Dementsprechend könnten dann die Elektromagneten
242 durch Permanentmagnete ersetzt werden. Auch sind andere Anord
nungen der die abstoßenden oder anziehenden Kräfte erzeugenden Ma
gnete möglich.
Claims (35)
1. Vorrichtung zum Einstellen des Arbeitsspaltes zwischen den Spitzen
von Deckelgarnituren (44) und den Spitzen der Trommelgarnitur
(68) einer Karde (10), wobei die mit Garnituren versehenen Deckel
stäbe (40) über einen Teilbereich des Trommelumfangs auf beiden
Seiten der Karde auf jeweiligen, konvex gebogenen Gleitführungen
(100) geführt werden, deren Gleitflächen (112) in bezug auf die
Trommelachse (62) radial verstellbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Gleitführung (100) eine sandwichartige Ausbildung auf
weist, mit einer radial inneren Abstützung (102), die auch in einzel
ne Stützbereiche (102A) unterteilt sein kann, und mit einem radial
äußeren, kontinuierlichen Flexbogen (104), wobei zwischen dem
Flexbogen (104) und der radial inneren Abstützung ein Kernbereich
(106) vorliegt, der mit einem oder mehreren Verstellelementen (108;
116; 124; 146; 160; 160A; 180; 190; 200; 218, 220, 222; 240, 242)
ausgeführt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf jeder Seite der Karde die radial innere Abstützung (102)
oder die dort vorhandenen, diskreten Stützbereiche (102A) starr
ausgebildet und starr mit dem jeweiligen Seitenteil der Karde ver
bunden ist bzw. sind.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verstellelement als Piezoelement (108; 116) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich das Piezoelement (108) über zumindest im wesentlichen die
gesamte Länge des Flexbogens (104) erstreckt und gegebenenfalls
mehrlagig ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf jeder Seite der Karde mehrere Verstellelemente (116) vorge
sehen sind, die die Form von nebeneinander angeordneten, getrennt
oder gemeinsam ansteuerbaren Piezoelementen aufweisen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das bzw. jedes Verstellelement als pneumatisch betätigbares
Element (124; 146) realisiert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das pneumatisch betätigbare Element (124) die Form eines mit
Luftdruck dehnbaren Kissenelements aufweist, das sich je nach be
aufschlagenden Luftdruck elastisch ausdehnt und bei Herabsetzung
des beaufschlagenden Luftdrucks wieder zusammengeht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das pneumatisch betätigbare Element (146) zumindest teilweise
durch die radial innere Abstützung (102) und den Flexbogen (104)
gebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine längliche Nut (136) in eine der radial inneren Abstützung
(102) und der Gleitführung (104) vorgesehen ist, in der ein Feder
element (138) des jeweils anderen Teils hineinragt und so eine Kam
mer (144) bildet, die an den Enden verschlossen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das pneumatisch betätigbare Element die Form eines dehnba
ren Schlauches (146) aufweist, der sich in einem länglichen Hohl
raum (144) befindet, der zwischen der radial inneren Abstützung
(102) und der Gleitführung (104) ausgebildet ist und sich entlang
der Gleitführung (104) erstreckt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Seitenwangen der länglichen Nut (136) als radiale Führung
für die Gleitführung (104) dienen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf jeder Seite der Karde das Verstellelement aus einem Wär
meausdehnungselement (160; 160A) besteht.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wärmeausdehnungselement (160) die Form eines gewellten
beheizbaren Blechstreifens aufweist, der an den Enden festgelegt ist
(bei 168, 170).
14. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wärmeausdehnungselement (160; 160A) als Bimetallstrei
fen ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch x,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf beiden Seiten der Karde mehrere Wärmeausdehnelemente
(160A) vorgesehen sind, die jeweils aus einem Bimetallstreifen be
stehen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bimetallelemente (160A) blattfederartig sind und zwischen
der radial inneren Abstützung (102) und dem jeweiligen Flexbogen
(104) eingesetzt sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf jeder Seite der Karde mehrere Verstellelemente vorgesehen
sind, die als jeweilige Federelemente (180; 190) ausgebildet sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Federelemente (180; 190) als Druckfederelemente ausgebil
det sind.
19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Federelemente aus einzelnen Blattfedern (180) bestehen.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf jeder Seite der Karde ein Verstellelement in Form eines Fe
derelements aus Polyurethan (200) vorgesehen ist, das sich als
Streifenelement entlang der radial inneren Seite des Flexbogens
(104) erstreckt und sich zwischen diesem und der radial inneren
Abstützung (102) befindet.
21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet
durch eine Einrichtung zur Einstellung der Vorspannung des An
triebsriemens (48) bzw. der Antriebskette für den Wanderdeckel
(18), um aufgrund einer Änderung dieser Spannung die radiale Po
sition der federbelasteten Flexbögen zu bestimmen.
22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet
durch eine oder mehrere Einrichtungen zur Ausübung von radial
nach innen wirkenden Kräften auf jeden Flexbogen.
23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen jedem Flexbogen (104) und der diesem zugeordneten
radial inneren Abstützung (102) Reibungsdämpfer (148, 150) vorge
sehen sind.
24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf jeder Seite der Karde entweder in der radial inneren Abstüt
zung (102) oder im Flexbogen (104) eine sich in Richtung der Gleit
führung erstreckende Nut (136) vorgesehen ist, in die ein Federbe
reich (138) des jeweils anderen Elements, d. h. der des Flexbogens
(104) bzw. der radial inneren Abstützung (102), hinein erstreckt,
wobei die Reibungsdämpfer (148, 150) zwischen den Wangen der
Nut (136) und dem diesen gegenüberliegenden Federbereich (138)
wirken.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Reibungsdämpfer (148, 150) die Form eines Reibungsbela
ges auf den Wangen bzw. auf dem Federbereich aufweisen.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verstellelement auf jeder Seite der Karde als elektromagne
tisch betätigbares Element (220) ausgebildet ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes elektromagnetisch betätigbare Element aus einem in ei
nem Keilspalt auf magnetische oder elektromagnetische Weise ver
schiebbaren Element (220) besteht.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Flexbogen (104) und die diesem zugeordnete radial innere
Abstützung (102) mit magnetischen Einrichtungen (240, 242) aus
gestattet ist, die gemeinsam eine Verstelleinrichtung bilden, wo
durch der Flexbogen magnetisch in vorgebbaren Abständen ober
halb der radial inneren Abstützung (102) schwebt.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß Federelemente zwischen jedem Flexbogen (104) und der diesem
jeweils zugeordneten radial inneren Abstützung (102) vorgesehen
sind.
30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß die magnetischen Einrichtungen auf dem Flexbogen (104) Per
manentmagnete (240) sind, während die magnetischen Einrichtun
gen auf der diesem zugeordneten, radial inneren Abstützung (102)
Elektromagnete (242) sind.
31. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß die magnetischen Einrichtungen auf dem Flexbogen (104)
Elektromagnete (242) sind, während die magnetischen Einrichtun
gen auf der diesem zugeordneten radial inneren Abstützung (102)
Permanentmagnete (240) sind.
32. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß die magnetischen Einrichtungen auf dem Flexbogen (104) und
der diesen zugeordneten radial inneren Abstützung (102) jeweils aus
Elektromagneten (242) bestehen.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 32,
dadurch gekennzeichnet,
daß die magnetischen Einrichtungen auf jedem Flexbogen (104) und
der diesem zugeordneten radial inneren Abstützung (102) anziehend
der abstoßend gepolt sind, wobei bei einer anziehenden Auslegung
Federelemente nach Anspruch 29 vorgesehen sind.
34. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 28 bis 33,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einrichtung (114) zur Steuerung der Stromstärke durch
die Elektromagneten (242) vorgesehen ist.
35. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
mehrere Verstellelemente auf jeder Seite der Karde vorgesehen sind
und über die Länge des Flexbogens verteilt sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstellelemente gemeinsam oder unabhängig voneinander
ansteuerbar sind.
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