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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Karde und ein Verfahren zum Betrieb einer Karde nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und 10.
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Bei der Verarbeitung von aufgelösten Faserflocken werden die Fasern in der Karde zwischen einem mit einer Ganzstahlgarnitur versehenen Tambour und umlaufenden Deckelgarnituren parallelisiert und gereinigt. In diesem Bereich von Vorreißer zur Trommel ist die Verwendung von Absaughauben hinreichend bekannt. Eine in Fasertransportrichtung hinter dem Tambour angeordnete Abnehmerwalze nimmt den Faserflor vom Tambour ab und leitet ihn über weitere Walzen und einem Querband zu einem Abnahmetrichter, der aus dem Faserflor ein Faserband bildet. Üblicherweise dreht sich der Abnehmer entgegen der Drehrichtung der Trommel, wobei der Abnehmer eine geringere Drehzahl aufweist als die Trommel. Dabei ist die auf dem Abnehmer aufgewickelte Garnitur mit der Zahnrichtung gegen die Drehrichtung des Abnehmers ausgerichtet. Aufgrund der Drehzahldifferenz und der Durchmesserdifferenz zwischen Trommel und Abnehmer weist der Abnehmer eine viel kleinere Umfangsgeschwindigkeit auf als die Trommel, so dass der kardierte Faserflor in die Zähne des Abnehmers hineingestaucht wird. Die nachfolgende Übergabe des Faserflors an die Abnehmerwalze erfolgt damit nicht vollständig, da im Zahngrund der Garnitur Fasern haften bleiben. Mit der Zeit und bei ungünstigen Betriebsbedingungen kann sich die Garnitur des Abnehmers zusetzen, so dass der Faserflor von der Trommel nicht mehr vollständig übernommen wird. Damit erhöht sich die Trommelbelegung, wodurch die Produktivität der Karde sinkt.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Karde, bei der die Übernahme des Faserflors von der Trommel auf den Abnehmer verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Karde gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren zum Betrieb einer Karde gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Karde weist eine Trommel und mehrere feststehender und umlaufender Kardierelemente auf, die ausgebildet sind, Fasern zu parallelisieren und zu reinigen. Der entstehende kardierte Faserflor wird nachfolgend an einen Abnehmer übergeben, wobei im oberen Zwickel zwischen Trommel und Abnehmer ein Zwickelprofil angeordnet ist.
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Die Erfindung geht von der Idee aus, dass durch eine Luftströmung, die entgegen der Drehrichtung des Abnehmers in die Öffnung einer Absaughaube geleitet wird, die Fasern vollständig aus den Zähnen der Garnitur gesaugt werden. Insbesondere die Ausrichtung der Garniturenzähne, deren Spitzen entgegen der Drehrichtung angeordnet sind, verhindern eine vollständige Entfernung der Fasern mit einer konventionellen Absaugung. Die konstruktive Umsetzung erfolgt dadurch, dass im Bereich des oberen Zwickels eine besaugte Absaughaube auf dem Abnehmer angeordnet ist, wobei die Außenkontur der Absaughaube zusammen mit dem Zwickelprofil einen Spalt ausbildet, durch die eine Luftströmung entgegen der Drehrichtung des Abnehmers in eine Absaugöffnung der Absaughaube gelangen kann. Die Umleitung der Luftströmung entgegen der Drehrichtung des Abnehmers bewirkt die fast vollständige Entfernung der Fasern aus dem Zahngrund der Garnitur des Abnehmers.
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Die Absaughaube kann in einem Winkel α von 20° - 40° angeordnet sein, der zwischen dem theoretischen Übergabepunkt des Faserflors von der Trommel zum Abnehmer und durch eine Verbindungslinie zwischen dem Drehpunkt des Abnehmers und der geometrischen Mitte der Absaughaube gebildet wird. Die Anordnung der Absaughaube möglichst nahe in den oberen Zwickel begünstigt die Führung der Luftströmung, da die Außenkontur der Absaughaube mit dem Zwickelprofil, und falls vorhanden mit einem Festkardierelement, zusammenwirken kann. Die Anordnung möglichst nahe in den oberen Zwickel ist auch deshalb vorteilhaft, weil die Zugänglichkeit von Trommel und Abnehmer gerade in diesem Bereich eingeschränkt ist, und damit andere Bereiche des Abnehmers für Wartungs- und Reinigungsarbeiten einfacher erreichbar sind.
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Der Spalt für die zu erzeugende Luftströmung zwischen der Außenkontur der Absaughaube und dem Zwickelprofil kann eine Spaltgröße b zwischen 4mm bis 10mm aufweisen, vorzugsweise eine Spaltgröße zwischen 6mm bis 8mm aufweisen. In Verbindung mit dem Saug- bzw. Unterdruck in der Absaughaube sind diese Spaltgrößen vorteilhaft im Hinblick auf die in diesen Bereich der Karde eintretende Frischluftmenge. Es kann eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit erzeugt werden, ohne den Saugdruck zu erhöhen. Die Spaltgröße muss nicht konstant einen Wert aufweisen, sondern kann über die Spaltlänge in diesem angegebenen Bereich variieren, wodurch die konstruktiv vorhandenen Bauteile ohne Änderung genutzt werden können.
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Die Absaugöffnung der Absaughaube ist zwischen einer ersten und einer zweiten Auflagefläche angeordnet und zur Garnitur des Abnehmers entgegen der Drehrichtung des Abnehmers ausgerichtet. Die Luftströmung wird dabei entlang der Oberfläche der Garnitur des Abnehmers geführt und im Bereich der Absaugöffnung von dieser weggerichtet, so dass die Fasern aus den Zähnen der Garnitur gesaugt werden.
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Die Absaugöffnung kann eine Öffnungsweite c von 10mm bis 20mm aufweisen. Da der größte Saugeffekt an der Kante erfolgt, an der die Luftströmung in die Absaugöffnung eintritt, wäre eine Vergrößerung der Öffnungsweite kontraproduktiv. Der in der Absaughaube anliegende Unterdruck müsste erhöht werden. Eine kleinere Öffnungsweite wird das Ergebnis ebenfalls verschlechtern, da die Luftströmung sich aufstauen kann.
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Eine erste Auflagefläche, die zwischen der Absaugöffnung und dem Zwickelprofil angeordnet ist, weist eine Kante auf, die entgegen der Drehrichtung des Abnehmers angeordnet ist. Die Kante wirkt wie ein Messer gegen die Drehrichtung des Abnehmers und kann damit effektiv die Fasern aus der Garnitur in die Absaughaube leiten.
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Die Luftströmung wird aus dem Spalt zwischen Außenkontur der Absaughaube und dem Zwickelprofil unter die erste Auflagefläche der Absaughaube in die Absaugöffnung geleitet. Der Abstand zwischen der ersten Auflagefläche und der Garnitur ist kleiner als der Spalt zwischen der Außenkontur der Absaughaube und dem Zwickelprofil. Damit wird eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit erzielt, mit der die Fasern wirkungsvoll aus der Garnitur des Abnehmers gesaugt werden.
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Dadurch, dass die erste Auflagefläche einen geringeren Abstand zur Garnitur des Abnehmers aufweist, als die zweite Auflagefläche, wird die Schleppluft, die mit dem Abnehmer mitgeführt wird, an der Kante der ersten Auflagefläche gestoppt und durch die erzeugt Luftströmung mit abgesaugt.
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Die zweite Auflagefläche ist in einem Bereich, der zur Absaugöffnung hin angeordnet ist, derart in einem spitzen Winkel geneigt ist, dass sich deren Abstand zur Garnitur des Abnehmers vergrößert. Damit wirkt auf die Garnitur bereits ein Saugzug, bevor sich der entsprechende Teil der Garnitur unterhalb der Absaugöffnung befindet. Die Absaugung funktioniert damit auch bei hohen Drehzahlen des Abnehmers.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Karde mit einer Trommel sieht vor, kardierte Fasern als Faserflor nachfolgend an einen Abnehmer zu übergeben. Im oberen Zwickel zwischen Trommel und Abnehmer ist ein Zwickelprofil angeordnet, das zusammen mit der Außenkontur einer besaugten Absaughaube einen Spalt bildet, wodurch innerhalb der Karde eine Luftströmung erzeugt wird, die entgegen der Drehrichtung des Abnehmers in eine Absaugöffnung der Absaughaube gelangt, so dass Fasern aus der Garnitur des Abnehmers gesaugt werden.
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Dadurch, dass die Luftströmung zwischen der Außenkontur der Absaughaube und dem Zwickelprofil geführt wird und nachfolgend zwischen einer ersten Auflagefläche der Absaughaube in die Absaugöffnung strömt, entsteht aufgrund der gestuften verkleinerten Spaltgröße auch eine gestuft gesteigerte Strömungsgeschwindigkeit. Dies führt innerhalb der Karde nicht zu unerwünschten Turbulenzen, ist aber für die Absaugung der Fasern aus der Garnitur des Abnehmers mehr als ausreichend.
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Die Geschwindigkeit der Luftströmung wird damit vor dem Eintritt in die Absaugöffnung stufenweise erhöht wird, wodurch fast alle Fasern aus der Garnitur des Abnehmers abgesaugt werden können.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
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Es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht einer schematisch dargestellten Karde nach dem Stand der Technik;
- 2 eine seitliche Darstellung auf den Bereich zwischen der Trommel und dem Abnehmer;
- 3 eine vergrößerte seitliche Darstellung von 2.
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1 zeigt eine Karde nach dem Stand der Technik, bei der Faserflocken über einen Schacht zu einer Speisewalze 1, einem Speisetisch 2, über mehrere Vorreißer 3a, 3b, 3c, zu der Trommel 4 oder dem Tambour geleitet werden. Auf der Trommel 4 werden die Fasern der Faserflocken mittels feststehender und umlaufender Kardierelemente parallelisiert und gereinigt. Der entstehende Faserflor wird nachfolgend über einen Abnehmer 5, eine Abnehmerwalze 6 und mehreren Quetschwalzen 8, 9, zu einem Vliesleitelement 10 gefördert, der den Faserflor mit einem Trichter 11 zu einem Faserband umformt, dass über Abzugswalzen 12, 13 an eine nachfolgende Verarbeitungsmaschine oder eine Kanne 15 übergibt. Die Abnahme der Fasern vom Abnehmer 5 wird durch ein Vliesleitprofil 7 unterstützt, das unterhalb der Abnehmerwalze 6 angeordnet ist. Oberhalb der Abnehmerwalze 6 ist eine Putzwalze 6a angeordnet, mit der Faserrückstände aus der Abnehmerwalze 6 entfernt und einer nicht weiter bezeichneten Saugvorrichtung zugeführt werden.
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Die nachfolgenden Detailzeichnungen betreffen den Übergabebereich zwischen der Trommel 4 und dem Abnehmer 5. Die Trommel 4 dreht sich in dieser Darstellung in Uhrzeigerrichtung, wohin gegen sich der Abnehmer 5 gegen die Uhrzeigerrichtung dreht und dabei den kardierten Faserflor übernimmt. Dazu ist die auf dem Abnehmer 5 aufgewickelte Garnitur 5a mit der Zahnrichtung gegen die Drehrichtung des Abnehmers 5 ausgerichtet, wie dies schematisch in 2 dargestellt ist. Aufgrund der Drehzahldifferenz und der Durchmesserdifferenz zwischen Trommel 4 und Abnehmer 5 weist der Abnehmer 5 eine viel kleinere Umfangsgeschwindigkeit auf als die Trommel 4, so dass der kardierte Faserflor in die Zähne des Abnehmers 5 hineingestaucht wird. Die nachfolgende Übergabe des Faserflors an die Abnehmerwalze 6 erfolgt damit nicht vollständig, da im Zahngrund der Garnitur 5a Fasern haften bleiben. Damit sich die Garnitur 5a des Abnehmers 5 nicht kurzzeitig zusetzt, ist im Bereich des Zwickels zwischen der Trommel 4 und dem Abnehmer 5 eine Absaughaube 25 angeordnet, die eine offene Absaugöffnung 25a gegen die Drehrichtung des Abnehmers 5 aufweist. Die Darstellung der 2 zeigt oberhalb der Absaughaube 25 ein bzw. zwei Festkardierelemente 14, deren Vorhandensein und Anordnung für die Erfindung nicht wesentlich sind. Die hier dargestellten Elemente Festkardierelement 14, Zwickelprofil 20, Absaughaube 25 und Abdeckelement 26 erstrecken sich über die vollständige Breite der Trommel 4 und des Abnehmers 5, die üblicherweise heute zwischen 1000mm bis 1500mm beträgt. Der Bereich zwischen Trommel 4 und Abnehmer 5 weist zwei Zwickel auf. Im unteren Zwickel erfolgt die Übergabe des Faserflors von der Trommel 4 auf den Abnehmer 5. Im oberen Zwickel werden aus der Garnitur 5a des Abnehmers 5 durch die nachfolgende Erfindung die restlichen Fasern entfernt. Im Nachfolgenden wird immer auf den oberen Zwickel Bezug genommen, da eine Absaughaube, die im Bereich des unteren Zwickels angeordnet ist, den Faserflor zerstören würde.
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Im Zwickel zwischen der Trommel 4 und dem Abnehmer 5 ist ein Zwickelprofil 20 angeordnet, das beispielsweise ausgebildet sein kann, einen Temperatursensor aufzunehmen. Das Zwickelprofil 20 ist keilförmig ausgebildet, um mit einem konstanten Abstand zur Trommel 4 und zum Abnehmer 5 positioniert zu werden. Das Zwickelprofil 20 weist zwei Schenkelflächen 20a, 20b auf, die keilförmig zueinander angeordnet sind und in den Zwickel zwischen Trommel 4 und Abnehmer 5 hineinragen. Die Schenkelflächen 20a, 20b weisen eine nach außen, also zu den Umfangsflächen der Walzen 4, 5 konkave Kontur auf, die in ihrem Radius dem Radius der zugehörigen Walze 4, 5 mit Garnitur entspricht, so dass ein konstanter Spalt zu den Walzen eingehalten wird. Beide Schenkelflächen 20a, 20b werden durch eine ebenfalls konkave Stützfläche 20c verbunden, die einerseits den Schenkelflächen 20a, 20b die notwendige Stabilität gibt, die andererseits in der Außenkontur mit dem gebogenen rohrförmigen Profil der Absaughaube 25 korrespondiert und mit diesem einen zumindest teilweise über den Außenumfang konstanten Spalt b bildet. Demzufolge erstreckt sich die Schenkelfläche 20a, die an der Trommel 4 anliegt, über einen größeren Umfangsbereich als die Schenkelfläche 20b, die nur bis fast zur Absaughaube 25 reicht. Die Schenkelfläche 20a des Zwickelprofils 20 kann bis über die Höhenerstreckung der Absaughaube 25 reichen und sich bis an ein ggfs. angeordnetes Festkardierelement 14 erstrecken.
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Die Absaughaube 25 ist sehr nah im Zwickel zwischen Trommel 4 und Abnehmer 5 angeordnet. Die Anordnung erfolgt dahingehend, dass ein konstanter Spalt zwischen der Außenkontur der Absaughaube 25 und dem Zwickelprofil 20 zur Bildung einer Luftströmung 27 erzeugt wird, was nachfolgend noch beschrieben wird. Bezugnehmend auf 2 erfolgt die Anordnung der Absaughaube 25 in einem Winkel α von 20° - 40°. Der Winkel α wird auf der einen Seite durch den theoretischen Übergabepunkt des Faserflors von der Trommel 4 zum Abnehmer 5 definiert, also dem Punkt, an dem sich die Verbindungslinie zwischen den Drehpunkten der Walzen 4, 5 mit dem Radius der Walzen 4, 5 schneiden. Auf der anderen Seite wird der Winkel α durch die Verbindungslinie zwischen dem Drehpunkt des Abnehmers 5 und der geometrischen Mitte der Absaughaube 25 begrenzt. Die Absaughaube 25 nutzt dabei strömungstechnisch den Spalt zumindest zwischen dem Zwickelprofil 20 und der Außenkontur der Absaughaube 25. Die Absaughaube 25 wird im Wesentlichen durch ein rohrförmiges Hohlprofil gebildet, dass zum Abnehmer 5 hin zwei fast ebene oder leicht konkave Auflageflächen 25b und 25c aufweist, die mit der Außenkontur des Abnehmers 5 mit dessen Garnituren korrespondieren. Zwischen den Auflagefläche 25b, 25c ist eine Öffnung 25a angeordnet, die gegen die Drehrichtung des Abnehmers 5 ausgerichtet ist. Mittels der Auflageflächen 25b, 25c werden einerseits unterschiedliche Abstände und damit Spalte zum Abnehmer 5 gebildet, was sich auf die Luftströmung in diesem Bereich auswirkt. Andererseits werden mit den Auflageflächen 25b, 25c Möglichkeiten zur Befestigung der Absaughaube 25 innerhalb der Karde geschaffen. Die erste Auflagefläche 25b, die zwischen der Absaugöffnung 25a und dem Zwickel bzw. dem Zwickelprofil 20 angeordnet ist, wird mit einem Übergang 25d zum rohrförmigen Querschnitt der Absaughaube 25 abgestützt. Der Übergang 25d schließt dabei tangential mit dem rohrförmigen Profil der Absaughaube 25 ab und weist zur ersten Auflagefläche 25b hin eine gerundete strömungsgünstige Kontur auf. Gleichzeitig wird durch den Übergang 25d und dem rohrförmigen Profil der Absaughaube 25 zum Zwickelprofil 20 ein fast gleichbleibender Spalt gebildet, mit dem die Luftströmung in die Absaugöffnung 25a einströmt. Die erste Auflagefläche 25b weist eine zur Absaugöffnung 25a angeordnete scharfe Kante 25e auf, die wie ein Messer gegen die Drehrichtung des Abnehmers 5 ausgebildet ist. Der Abstand zwischen der ersten Auflagefläche 25b und der Garnitur 5a des Abnehmers 5 ist mit 1mm bis 2mm kleiner als der Abstand zwischen der zweiten Auflagefläche 25c und der Garnitur 5a des Abnehmers 5, die 2mm bis 4mm beträgt. Die zweite Auflagefläche 25c ist in einem kleinen Bereich, der zur Absaugöffnung 25a angeordnet ist derart in einem spitzen Winkel geneigt, dass sich der Abstand zur Garnitur 5a des Abnehmers 5 vergrößert. Damit wird das Herauslösen der Fasern aus der Garnitur 5a des Abnehmers 5 erleichtert.
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Die Absaugöffnung 25a weist eine lichte Weite mit einem Abstand c zwischen der Kante 25e und der zweiten Auflagefläche 25c von 10mm bis 20mm auf. Die Größe oder lichte Weite der Absaugöffnung 25a kann in Abhängigkeit der Strömungsverhältnisse gestaltet werden. Die Strömungsverhältnisse hängen unter anderem vom konstruktiven Aufbau der Karde im Bereich des Abnehmers und den nachfolgenden Walzen ab, nämlich wieviel und auf welchen Wegen Frischluft angesaugt werden kann. Bei einem Unterdruck von rund 0,2 bis 0,4 bar in der Absaughaube 25 hat sich die lichte Weite mit einem Abstand c von 10mm bis 20mm der Absaugöffnung 25a als optimal erwiesen.
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Weiterhin hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass der Spalt bzw. Abstand b zwischen der Außenkontur der Absaughaube 25 und dem Zwickelprofil 20 zwischen 4mm bis 10mm zu gestalten. Bei dem zuvor genannten Unterdruck ist es besonders vorteilhaft, wenn der Spalt bzw Abstand b in einem Bereich zwischen 6mm bis 8mm variiert Sollte in diesem Bereich ein Festkardierelement 14 angeordnet sein, dass nahe an die Absaughaube 25 montiert ist, sollte vorzugsweise der Spalt zwischen diesen beiden Bauteilen ebenfalls mit einem Abstand von 4mm bis 10mm, vorzugsweise zwischen 6mm bis 8mm verlängert werden.
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Die Absaughaube 25 kann einseitig oder beidseitig angesaugt werden. Durch den Unterdruck in der Absaughaube 25 ergibt sich eine Luftströmung 27, die durch angesaugte Frischluft aus der Karde bzw. aus der Umgebung in die Karde angesaugt wird. Die Luftströmung 27 konzentriert sich erst im Spalt zwischen der Außenkontur der Absaughaube 25 und dem Zwickelprofil 20. Nachfolgend muss die Luftströmung 27 zwischen dem noch kleineren Spalt der ersten Auflagefläche 25b und der Garnitur 5a des Abnehmers 5 in die Absaugöffnung 25a einströmen, was eine stufenweise Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit erzeugt. Die Ausrichtung der Absaugöffnung 25a gegen die Drehrichtung des Abnehmers 5 bewirkt dabei ein Herauslösen der Fasern aus der Garnitur 5a des Abnehmers 5, so dass dieser wieder das vollständige Volumen an kardierten Fasern von der Trommel 4 übernehmen kann. Durch die Variation der Abstände der Auflagefläche 25b, 25c zur Garnitur 5a des Abnehmers 5 wird der Effekt der Absaugung verstärkt, indem mit der Ausrichtung der Kante 25e gegen die Drehrichtung des Abnehmers und dem verringerten Abstand der ersten Auflagefläche 25b zur Garnitur 5a eine mechanische und stömungstechnische Sperre für die in der Garnitur 5a verbliebenen Fasern geschaffen wird.
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Um fehlerhafte Strömungsrichtungen innerhalb der Karde zu vermeiden, ist ausgehend von der Absaughaube 25 entgegen der Drehrichtung des Abnehmers 5 eine Abdeckung 26 angeordnet, die mit einem definierten Abstand zur Garnitur 5a des Abnehmers 5 angeordnet ist. Damit wird eine Luftströmung vermieden, die unterhalb der zweiten Auflagefläche 25c in die Absaugöffnung 25a gelangen könnte. Zur Reinigung des Abnehmers 5 kann die Abdeckung 26 schwenkbar ausgebildet sein, also beispielsweise mit einem Gelenk an der Absaughaube 25 oder einem anderen Bauteil am Außenumfang des Abnehmers befestigt werden.
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Bezugszeichen
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- 1
- Speisewalze
- 2
- Speisetisch
- 3a, b, c
- Vorreißer
- 4
- Trommel
- 5
- Abnehmer
- 5a
- Garnitur
- 6
- Abnehmerwalze
- 6a
- Putzwalze
- 7
- Vliesleitprofil
- 8
- Quetschwalze
- 9
- Quetschwalze
- 10
- Vliesleitelement
- 11
- Trichter
- 12
- Abzugswalze
- 13
- Abzugswalze
- 14
- Festkardierelement
- 15
- Kanne
- 20
- Zwickelprofil
- 20a
- erste Schenkelfläche
- 20b
- zweite Schenkelfläche
- 20c
- Stützfläche
- 25
- Absaughaube
- 25a
- Absaugöffnung
- 25b
- erste Auflagefläche
- 25c
- zweite Auflagefläche
- 25d
- Übergang
- 25e
- Kante
- 26
- Abdeckung
- 27
- Luftströmung
- α
- Winkel
- b
- Spaltgröße
- c
- Öffnungsweite
