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Seit dem Ende des zweiten Weltkrieges hat sich die mit einer Deckelkarde zu erzielende Produktion von 5 kg/ Stunde auf ca. 60 kg/ Stunde bei gekämmten Qualitäten und ca. 80 kg/ Stunde bei kardierten Qualitäten gesteigert. Es sind auch Faserdurchsätze über 200 kg möglich, jedoch nur bei schlechtester Qualität. Dieser Produktionsfortschritt ist durch die Verwendung von Ganzstahlgarnituren, verbesserter Gamiturgeometrie, Kardiersegmenten und Verbesserungen in der Faserzuführung und bei der Bandbildung erzielt worden. Seit einigen Jahren ist aber kein weiterer Produktionsfortschritt erzielt worden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Kernbereich der Karde, in dem sie sich von der Krempel unterscheidet, nämlich die eigentliche Kardierung durch die Wanderdeckel nicht verbessert wurde. In dem Artikel „Kardieren kurzstapeliger, gebleichter Baumwolle“, G. Mandl, Melliand Textilberichte 11-12/ 2006, Seite 787, wird versucht, die Kardiervorrichtung bei feststehenden Deckeln zu beschreiben. Bei flexiblen Wanderdeckeln ist die Funktion sehr verschieden. Die Fasern wandern zwischen flexiblen Garnituren und Tambourgarnitur hin und her. Eine bisherige Karde hat einen Kardenbogen, auf dem sich unmittelbar oder auf einer Gleitschicht die Deckel bewegen. Die Deckel tragen eine flexible Garnitur.
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Zwischen der flexiblen Garnitur und den starren Zähnen des Tambours findet die Kardierung statt. Die Deckelstäbe bilden eine Kette, die angetrieben wird. Etwa ein Drittel der Kette, ca. 35 Stäbe, befinden sich gleichzeitig im Kardierprozess. Die Kette wird über Umlenkrollen und Stützrollen auf dem Rückweg außerhalb der Kardierzone geführt. Nach Beendigung des Eingriffs werden die Deckel durch eine Putzvorichtung geputzt, so daß immer neue gereinigte Deckel den Kardierprozess vollziehen. In den flexiblen Garnituren setzen sich bevorzugt kurze Fasern, Stengel, Blätter und andere Fremdstoffe sowie Nissen fest und werden so durch den Kardierprozess aus der Baumwolle ausgeschieden. Die Anmeldungen der letzten Jahre haben sich nicht oft mit dem Kardierprozess des flexiblen Kardendeckels befasst. Es sind meistens mechanische Ausführungen zur Führung des Deckelstabes und Ausbildung des Deckelstabes, z. B.
DE 27 42 420 A1 zeigt eine Ausführung des Deckelstabes,
DE 27 42 015 A1 einen Antrieb der Deckelstabkette. Einige Anmeldungen beziehen sich auf die Gleitflächen an den Enden der Deckelstäbe, z. B.
DE 39 07 396 A1 und
EP1 270 777 A1 und
EP 0 794 272 A1 und deren Fortbewegung.
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Einige Patentschriften befassen sich mit dem zentralen Einstellen des Arbeitsspaltes zwischen den Spitzen der flexiblen Garnitur. Die
EP 0 866 153 A1 gibt einen guten Überblick über den Stand der Technik. Es wird aufgezeigt, daß die Deckelstäbe für ein gutes Funktionieren mit der Garnitur einen Winkel zur Tambourgarnitur-Mantetfäche bilden.
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Dieser Winkel β genannt ist wichtig und wird in der Praxis bei allen Karden angewendet. Es wird vorgeschlagen, die Deckelstabgarnitur in der Dichte der Häkchen zu variieren, um besser zu kardieren. Da aber nicht alle Häkchen im Eingriff sind, hat dies keinen Einzug in die Praxis gefunden. Auch der Vorschlag, die Deckelstäbe weniger breit zu gestalten, hat den Nachteil, daß die Deckelstäbe sich stärker durchbiegen oder tordieren, was insbesondere bei Karden mit großer Breite zu einem selbsttätigen Abräumen der Deckelstäbe führen kann.
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Eine weitere Gruppe von Anmeldungen befasst sich damit, die Einstellung ‚durchschnittliche Spitze der Deckelstabhäkchen zur Garniturspitze‘ zentral zu verstellen. Bei einer konventionellen Karde wird ein metallener Bogen, auf dessen Oberseite sich die Führung für die Auflageflächen der Enden der Deckelstäbe befindet, in etwa parallel zu dem Schlagkreis des Tambours zu beiden Stirnseiten des Tambours montiert. Der Bogen hat eine geringe Flexibilität und ist über z. B. 5 Stellschrauben einstellbar. In der Regel wird damit der Abstand der Spitzen der Deckelstäbe zum Tambourschlagkreis eingestellt. Der Spalt ist an der Vorreißerseite etwas größer und an der Seite des Doffers etwas kleiner.
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Der Spalt wird etwa um 2/10 mm enger im Verlauf des Weges der Kardierdeckel. Es sind Vorschläge gemacht worden, diesen Spalt, der für die Kardierung wichtig ist, zentral zu verstellen. Hiermit können Abnutzungserscheinungen der Garnituren kompensiert werden oder Einstellungen für verschiedene Baumwollsorten leichter vorgenommen werden. Z. B.
EP 1 178 136 A1 und
DE 196 51 894 A1 und
DE 198 25 317 A1 Erstmals wurde dies bei der SACM Karde verwirklicht.
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Die Verstellung der Winkellage und leichte auch zentrale Einstellung der Winkellage ist Gegenstand der
WO 00/05441 A1 . Alle Anmeldungen gehen davon aus, daß die Winkeleinstellung entsprechend dem Rohstoff und der Abnutzung angepaßt wird und während des Deckeldurchlaufs im Wesentlichen konstant bleibt. Man nimmt an, daß es eine ideale Stellung gibt und nach einer gewissen Zeit die Deckel voll sind und dann gereinigt werden müssen. Diese Auffassung trifft aber nicht den Vorgang an den Deckeln genau. Versuche mit mehr Deckeln oder mit zwei Deckelketten und zwei Putzeinrichtungen konnten das Resultat nicht verbessern. Ein gewisser Füllgrad der flexiblen Deckel ist notwenig, damit der Austausch von Fasern zwischen flexibler Garnitur und Tambourgarnitur stattfinden kann. Die Schrägstellung der Deckel zur Tangente beträgt ca. 1,5 Grad, der Abstand der Spitzen zur Tambourgarnitur am Einlauf ca. 0,7 und am Auslauf des Deckels ca. 0,2 mm. Dem überlagert ist die Einstellung durch den Flexbogen, der den Spalt bei der dem Vorreißer zugewandten Seite etwas vergrößert und an der Dofferseite kleiner ausfallen läßt. Durch den Flexbogen oder konische Gleitflächen lassen sich Abnutzungserscheinungen an den Häkchen oder Tambourgarnituren kompensieren. Die
DE 103 18 966 A1 greift eine Idee auf, die in der
US 6 381 1 A genau beschrieben ist. Man versucht mit ähnlichen Mitteln wie aus der
WO 00/05441 A1 bekannt die Kardendeckel im Laufe eines halben oder ganzen Umlaufs auf der Kardierstrecke den Winkel langsam zu ändern, um die ganze Fläche des Garnitursegments des Deckelstabes wirken zu lassen. Wie aus der
7a der DE deutlich zu sehen ist, führt die Ausführungsform zu einem Abheben der flexiblen Garnitur aus dem Kardiereingriff und die ideale Schrägstellung mit größtem Kardierspalt am Einlauf des Deckels ist in der 2. Hälfte nicht gegeben. Deshalb hat diese Ausführung keinen Eingang in die Praxis gefunden.
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Die
DE 101 05 855 A1 hat die Bedeutung der Schräglage der Spitzen der Deckelstäbe erkannt, schlägt aber nur eine Vorrichtung zum zentralen gleichzeitigen Verstellen aller Deckelstäbe vor. Die Deckelstäbe behalten nach Einstellung ihre eingestellte Schräglage beim Kardierprozess bei. Der Schritt zum dynamischen Kardieren wird nicht gemacht.
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Die
DE 28 16 900 A1 schlägt einen Deckelstab vor, der den Krümmungsradius des Tambours folgt. Dies hat keinen Eingang in die Praxis gefunden.
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Neben dem voranstehend erläuterten Stand der Technik ist aus der
EP 1 158 078 A1 ein Sensor für einen Kardierspalt und eine Einrichtung zum Nachstellen des Kardierspalts bekannt, wobei der Kardierspalt auf Grundlage von Messdaten eingestellt wird, die von der Sensorik erfasst werden und an eine Steuerung weitergegeben werden.
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Aufgabe der Erfindung ist nicht eine zentrale Verstellung des Winkels im Kardierspalt oder eine Ausnutzung der Kardierfläche des Deckels, sondern eine Intensivierung des Kardierprozesses, indem der Austausch von Fasern zwischen Deckel und Tambour bei einem Umlauf der Deckel öfter vollzogen wird.
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Die Erfindung hat diese Aufagbe durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren und die in Anspruch 12 angegebene Vorrichtung gelöst.
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Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die in der Deckelgarnitur gehaltenen langen Fasern sollen durch eine häufige Lageänderung der Deckelgarnituren verstärkt die Chance bekommen, von der Garnitur des Tambours erfaßt zu werden und so Platz für die Einlagerung kurzer Fasern und Fremdteile in der flexiblen Garnitur zu schaffen. Durch die Lageänderugn werden nicht nur die Geometrie, sondern auch die aerodynamischen Verhältnisse zwischen Tambourgarnitur und Deckelgarnitur geändert. Erfindungsgemäß geschieht dies, indem die Garnituren der Deckel kurzzeitig und mehrfach auf ihrer Fahrt durch die Kardierzone aus ihrer vorgegebenen Ideallage gebracht werden und wieder in etwa in diese Ideallage zurückkehren. Die Gesamtzeit, die sich ein Deckel während des Durchlaufs durch die Kardierzone nicht in etwa Ideallage befindet, soll 30 % der Laufzeit durch die Kardierzone nicht überschreiten.
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Es ist klar, daß sich der Winkel der Garnitur ändert, wenn sich am flexiblen Kardenbogen die Einstellung am Einlauf von ca. 0,3 mm auf 0,2 mm in der Mitte ändert. Im Übergang ändert sich der Winkel, jedoch nur weniger als 0,4 Grad. Diese Winkeländerung ist nicht von der Erfindung erfaßt. Ebenso ändert sich der Winkel der Garnitur am Ein- und Auslauf, wenn die Gleitflächen der Deckel auf den Kardenbogen oder die Kunststoffgleitschicht aufsetzen. Auch das ist nicht von der Erfindung betroffen.
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Alle bekannten Vorschläge zur Kardierung mit flexiblen Wanderdeckeln sehen eine gleichförmige Sollbewegung der Kardendeckel auf einer glatten Laufbahn vor. Die meisten Vorschläge dienen zur einfachen, zentralen Verstellung des Kardierspaltes, um für verschiedene Materialien den Kardierspalt schnell einzustellen oder die Abnutzung der Garnituren einfach zu kompensieren. Eine weitere Gruppe versucht zentral die Schrägstellung der Garnituren zur Tangente an die Tambouroberfläche zentral einzustellen. Einige wenige Anmeldungen möchten die Fläche der Garnituren beim Kardierdurchlauf gleichmäßiger in den Kardierprozess einbringen und schlagen deshalb eine langsame Winkeländerung des Deckelstabes beim Lauf durch die Kardierzone vor.
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Allen Vorschlägen liegt ein gleichförmiger Sollweg der Deckel zugrunde. Die Einstellung der Lage der Deckel zum Tambour wird möglichst zentral vorgenommen und bleibt bis zum nächsten Materialwechsel oder Feststellen einer Abnutzung, also in der Regel mehrere Tage und Wochen, erhalten. Bei den - in der Praxis nicht realisierten - Vorschlägen zur kontinuierlichen Lageänderung während des Kardierdurchlaufs wird langsam gleichförmig die Winkellage von einer Anfangs- in eine Endlage vorgenommen. Während eines Kardierdurchlaufs nimmt der Deckelstab seine Anfangslage nicht mehr ein. Von dieser seit zwei Jahrhunderten herrschenden Vorstellung eines gleichförmigen in starren Einstellungen ablaufenden Kardierprozesses weicht die Erfindung radikal ab. Der durch die Einstellung des glatten Flexbogens oder eines Gleitkunststoffes normalerweise vorgegebene Sollweg der Kardierdeckel wird erfindungsgemäß durch kurzzeitiges Wegbewegen der Garnitur unterbrochen. Die Fasern in der Garnitur des Deckels werden so neu orientiert und sind in dieser Neuausrichtung schneller wieder dem Kardierprozess unterworfen. Auf diese überraschende Weise kann die Kardierleistung erheblich gesteigert werden.
- 1 zeigt einen Ein- oder Auslauf von Deckeln 1) mit flexibler Garnitur 2). Die Deckel werden durch eine Umlenkrolle 3) von dem hier nicht gezeigten Flexbogen abgehoben bzw. aufgesetzt. Die flexible Garnitur 2) steht nach einer Einlauf- oder Auslaufzone 4) mit der starren Garnitur 5) des Tambours 6) im Kardierprozess.
- 2 zeigt die Schrägstellung der flexiblen Garnitur. Die Linie 7) zeigt den Schlagkreis, der durch die Garnitur 5) auf dem Tambour 6) gebildet wird. Die Distanz 8) gibt den engsten Spalt zwischen den Spitzen der flexiblen Deckelgarnitur und dem Schlagkreis der Tambourgarnitur an.
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Der Winkel α gibt die Schrägstellung zwischen der gedachten Tangente zum Schlagkreis des Tambours in Punkt der engsten Distanz und der Ebene der Spitzen der flexiblen Deckelgarnitur an. Es kann für α auch ein Winkel genommen werden, der sich an einem anderen Punkt der Garnitur zu einer Tangente an dem Schlagkreis des Tambours bildet, z. B. in der Mitte des Deckelstabes. Wie der Winkel gemessen wird, ist für die Erfindung sekundär, wichtig ist, daß er sich automatisch während des Kardierens zwischen Ein- und Auslauf ändert. Die Änderung ist in der Regel größer als 0,5 Grad.
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3 zeigt schematisch eine Ausführungsform, bei der die flexiblen Kardierelemente des jeweiligen Deckelstabes wie üblich in einer Solllage liegen. Der Tambour 6) rotiert um seine Achse 9). Ein seitliches Schild 10) trägt einen etwas flexiblen Bogen 11), dessen Distanz zum Lagerschild und damit die Durchschnittsdistanz der flexiblen Garniturspitzen zu dem Schlagkreis der Tambourspitzen durch Stellelemente 13) einstellbar ist. Diese Grundeinstellung kann auch durch andere Einstellvorrichtungen, wie sie z. B. in der Einleitung erwähnt wurden, geschehen, z. B. durch Kunststoffgurte oder konische Scheiben.
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Auf der Lauffläche 14) der Abstützpunkte 15) und 16) der Deckelstäbe sind Vertiefungen 17) muldenförmig eingeschliffen. Die Tiefe 12) der Mulden ist weniger als 1 mm. Bei ihrer Bewegung während des Kardiervorgangs auf dem Deckelbogen 11) kommen die Abstützpunkte nacheinander in die Mulden und wieder hinaus. Hierbei ändert sich die Solllage von einem Anfangswinkel β ohne Vertiefung zu einem Winkel β', der z. B. negativ zu dem Radius von der Tambourwalze durch den Schwerpunkt des Deckelstabes sein kann, zu einem Winkel z. B. β", der positiv sein kann.
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Wichtig ist, daß sich der Abstand oder Winkel ändert und so andere Zonen der flexiblen Spitzen in engste Distanz zu der Tambourgarnitur kommen. Es sind für den Fachmann auch leicht komplizierte Varianten zur Erzeugung anderer Winkelstellungen und Abweichung vom Sollweg denkbar, z. B. drehbare Aufhängung an einer Seite des Kardenstabes und durch eine Führungsrolle an einer weiteren Gleitfläche mit Aussparung oder Erhebungen von oben oder von der Seite. Oder ein Verstellen der Abstützpunkte an den Deckelstäben durch expansive Elemente oder Piezoelemente bei der Fahrt auf dem Bogen. Auch durch Einblasen von einem Medium wie Druckluft an bestimmten Stellen des Flexbogens oder durch Anheben oder Senken einer Zwischenschicht zwischen Lauffläche und Bogen.
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Statt der Mulden können selbstverständlich auch Erhebungen die Änderung des Winkels oder Abstands bewirken.
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Die Abweichung vom Sollweg kann auch erfolgen, indem der Flexbogen oder die Lauffläche mit Mulden oder Erhebungen versehen ist und zusätzlich zu der Bewegung der Deckelstäbe eine Bewegung ausführt. Hierbei wird die Verstellung nicht nur aufgrund der Bewegung der Deckelstäbe, sondern aufgrund der Bewegung der Lauffläche oder einer Steuerfläche bewirkt. Die Mulden können auch die Form eines Sägezahns haben.
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Ein Anheben oder Senken eines Deckelstabes muß nicht gleichzeitig und parallel an beiden Flexbögen erfolgen. Es kann auch einseitig eine Lageänderung hervorgerufen werden. Durch einen kurzen Preßluftstoß an einem der Enden kann ein Deckel kurzzeitig aus seiner Ideal-/ Solllage gebracht werden. Wichtig ist, daß nicht alle im Kardierprozess befindlichen Deckel sich gleichzeitig aus der Ideal-/ Solllage bewegen.
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Maximal 30 % der Deckel in der Kardierzone können gleichzeitig aus der Ideal-/ Solllage bewegt werden. Auf diese Weise ist auf eine einfach Art eine Intensivierung des Kardierprozesses möglich.
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4 zeigt eine Ausführung nach dem in der
WO 00/05 441 A1 vorgeschlagenen 2-bahnigen Flexbogen. Der Flexbogen
11), der über eine Verstellvorrichtung mit dem Lagerschild verbunden ist, hat 2 Fahrbahnen, 14a und 14b, auf denen sich die Abstützpunkte
16 und
15 des Deckelstabes während des Kardiervorgangs bewegen. In der Laufbahn
14a ist eine Mulde
17 eingeschliffen (hier stark vergrößert dargestellt). Die Auflagefläche
15 ist an der weiter weg von der Tambourgarnitur liegenden Seite der Garnitur
2 des Deckelstabes. Wird der Deckelstab entlang der Bahn bewegt, gelangt die Auflage
15 in die Mulde
17 und kurzzeitig ändern sich der Winkel und der Abstand der Deckelgarnitur zur Tambourtangente.