DE19608509A1 - Vorrichtung zum Öffnen von Faserflocken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Öffnen von Fa­ serflocken verschiedener Art, wie Naturfasern und syntheti­ sche Fasern. Die Öffnung von Faserflocken ist eine bekannte Technik und ist als Vorbereitung zum Kardieren oder zu an­ deren Behandlungen zur Gewährleistung einer guten Qualität des Produkts erforderlich.

Vorrichtungen zum Öffnen von Faserflocken (Öffner) sind be­ kannt und besitzen im allgemeinen Mittel, die die Flocken ansaugen oder antreiben und sie auf mit Zähnen versehene Trommeln oder Zwischenscheiben schleudern.

Die Trommelvorrichtungen, die beispielsweise in dem US-Pa­ tent 4.426.753 beschrieben werden, haben den Nachteil, daß der Bereich des Öffnungsvorgangs auf den Kontaktbereich zwischen zwei Walzen beschränkt ist, die Abfuhr der Fasern aus diesem Bereich ist jedoch erleichtert, da die durch die Drehung der Trommeln erzeugte Zentrifugalkraft senkrecht zur Achse der Trommeln wirkt und die Fasern von den Zähnen abhebt.

Die Scheiben-Öffnungsvorrichtungen, die beispielsweise in dem französischen Patent 1.303.869 beschrieben sind, besit­ zen zwei Scheiben oder Scheibenteile, eine feststehende Scheibe und eine rotierende Scheibe, wobei diese beiden Scheiben auf ihren entgegengesetzten Seiten mindestens teilweise mit Zähnen ausgerüstet sind. Der aktive Bereich einer solchen Vorrichtung ist wesentlich größer als in den Trommelvorrichtungen und hängt vor allem von dem Weg ab, den die Flocken zwischen diesen beiden Scheiben zurückzu­ legen haben. Die Zentrifugalkraft, die durch die rotierende Scheibe erzeugt wird, wirkt in den Scheibenvorrichtungen senkrecht zur Achse der Scheibe, jedoch in der Ebene der Zähne. Die Abfuhr der Fasern von den Zähnen ist deshalb we­ sentlich schwieriger als in den Trommelvorrichtungen.

Hierfür wurden bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen, die alle in Richtung der Positionierung der Zähne gehen.

Gemäß dem französischen Patent 1.303.869 nähern sich die Zähne der rotierenden Scheibe allmählich den Zähnen der feststehenden Scheibe, wenn man sich von der Achse (dem Eintritt der Flocken) des Systems entfernt. Die Kardierung ist deshalb am Anfang gering und nur auf den Austritt der Fasern zu wirksam.

Gemäß dem britischen Patent 1.009.284 ist die Anzahl der Zähne klein und die feststehenden Zähne und die beweglichen Zähne sind nicht einander gegenüber.

Gemäß der internationalen Patentanmeldung Nr. 92/14872 sind die Zähne geneigt und in einem gewissen Abstand voneinander gelegen, wodurch es möglich wird, daß die Flocken die Vor­ richtung passieren, ohne der Kardierung ausgesetzt zu sein. Außerdem ist die Verwendung von schrägen Zähnen eine kom­ plexe Technik.

Die bisher bekannten Systeme besitzen also alle Nachteile hinsichtlich der Intensität der Kardierung.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Öffnen von Faserflocken zu schaffen, die die Vorteile der Scheibenvorrichtungen mit denen der Trommelvorrichtun­ gen kombiniert.

Erfindungsgemäß werden die Faserflocken zwischen die Zähne geschleudert, die einerseits auf der konvexen Seite der Hülle eines kegelstumpfförmigen Körpers und andererseits auf der konkaven Seite der Hülle eines Körpers angeordnet sind, der eine kegelstumpfförmige Aufnahme besitzt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt deshalb einen ke­ gelstumpfförmigen rotierenden Teil, im nachstehenden Tur­ bine genannt, der auf einer Welle montiert ist und durch einen Motor angetrieben wird. Die konvexe Seite der Hülle des Kegels ist mit Zähnen, Nadeln oder jeder anderen Spitze versehen, die in der Technik der Öffnung von Faserflocken verwendet wird. Diese Zähne sind vorzugsweise im wesentli­ chen senkrecht zur konvexen Ebene der Hülle angeordnet. Die Vorrichtung besitzt einen feststehenden Teil, der eine ke­ gelstumpfförmige Aussparung besitzt und gegenüber dem ro­ tierenden Teil angeordnet ist. Auf der konkaven Seite ist ein Sektor der Hülle ebenfalls mit Zähnen versehen. Die konvexe Ebene des rotierenden Teils und die konkave Ebene des feststehenden Teils sind vorzugsweise im wesentlichen parallel und die Zähne der beiden Teile sind aufeinander zu gerichtet, wobei zwischen ihnen ein Zwischenraum besteht.

Die durch die Turbine erzeugte Zentrifugalkraft wirkt nicht mehr senkrecht in der Ebene der Zähne, sondern erzeugt eine Komponente, die die Beförderung und Abfuhr der Fasern er­ leichtert, die bei Passieren der Zähne dem Öffnungsvorgang unterzogen worden waren.

Diese beiden Teile (der feststehende Teil und der rotie­ rende Teil) befinden sich in einer Kammer, die mit dem die Turbine betätigenden Motor, mit einer Leitung zur Zufuhr und mit einer Leitung zur Abfuhr der Fasern verbunden ist.

Gemäß einer bevorzugten Form der Erfindung befindet sich der Motor auf einer der Seitenflächen der Kammer und die Zufuhrleitung mündet auf der Seitenfläche aus, die der mit dem Motor ausgerüsteten Seite entgegengesetzt ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der feststehende Teil auf einem Sektor mit Zähnen ausgerü­ stet, der 25 bis 50% seiner Oberfläche bedeckt. Ein ande­ rer Sektor ist für die Zufuhr bestimmt und ein dritter Sek­ tor für die Abfuhr der Fasern.

Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, die vermeiden sollen, daß die Flocken vom Bereich der Faserzufuhr zum Bereich der Faserabfuhr übergehen, ohne den mit Zähnen bedeckten Sektor zu passieren.

Vorteilhafterweise kann der Abstand zwischen dem festste­ henden Teil und dem rotierenden Teil verstellt werden und ist die Vorrichtung so konstruiert, daß die Zahnung in Ab­ hängigkeit von der Natur der zu öffnenden Flocken angepaßt werden kann. Der Abstand zwischen den Zähnen auf der kon­ vexen Fläche und den Zähnen auf der konkaven Fläche ist vorzugsweise gleichmäßig.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung hat die Zufuhr der Vorrichtung die Form eines ringförmigen Sektors oder elliptische Form, was einen Eintritt mit maximalen Abmes­ sungen und damit ein breites Verteilen des Materials auf die Oberfläche der Turbine gestattet. Man vermeidet so zu starke Stöße der Flocken, Beschädigungen der Fasern und Verstopfungen der Vorrichtung und erhält eine optimale Öff­ nung des Materials.

Die Fasern werden axial zwischen die Zähne der Turbine ge­ schleudert. Die Konizität der beiden Teile (des feststehen­ den und des rotierenden Teils) und die senkrechte Anordnung der Zähne bezüglich ihrer Fläche zwingt die Fasern an­ schließend, die Zähne der Turbine zu verlassen und auf ih­ rem durch die Zentrifugalkraft bewirkten radialen Weg in die Zähne des feststehenden Gegenstücks einzudringen. Dar­ aus gibt sich eine starke Kardierwirkung.

Die Erfindung wird anhand eines nicht begrenzenden Anwen­ dungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeich­ nungen ausführlicher beschrieben, in denen zeigen:

Fig. 1a eine Vorderansicht der Vorrichtung mit offener Tür;

Fig. 1b eine Draufsicht auf die Vorrichtung von Fig. 1a;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die geschlossene Vorrichtung;

Fig. 3a und 3b perspektivische Ansichten von zwei Varianten der Zufuhrrohre.

Wie die Figuren zeigen, besitzt die Öffnungsvorrichtung eine Struktur 21, die eine geschlossene Kammer bildet, die einen Rahmen 4 und eine Pendeltür 3 besitzt, die an dem Rahmen 4 mit Hilfe von Scharnieren 22 befestigt ist. An der Außenseite der Tür 3 ist ein Motor 2 angeflanscht, dessen Welle auf der Innenseite der Tür 3 eine Turbine 1 mit Ke­ gelstumpfform trägt. Senkrecht zur konvexe Seite der Turbi­ ne 1 ist diese mit mehreren Reihen von Spitzen 11 bedeckt.

Im Inneren und gegenüber der Turbine hat die Struktur 21 die Form einer kegelstumpfförmigen Aussparung, deren konka­ ver Teil auf vier Sektoren verteilt ist. Der erste Sektor 5 besitzt eine Öffnung in Form eines Ringsektors und ist mit einem Rohr 9 zur Faserflockenzufuhr verbunden. Der zweite Sektor 6 besitzt radiale Reihen von Spitzen 12 und der dritte Sektor besitzt eine tangentiale Öffnung 7, die mit dem Rohr zur Abfuhr der behandelten Flocken verbunden ist.

Zwischen dem Sektor 5, dem Eintritt der Flocken, und dem Sektor 7, dem Austritt der behandelten Flocken, befindet sich ein vierter Sektor, der eine Trennkammer 8 bildet, die im wesentlichen radial durch die Wände 13 und 14 abgegrenzt ist und verhindern soll, daß die Flocken vom Sektor 5 di­ rekt zum Sektor 7 gelangen, ohne den Behandlungssektor 6 zu passieren.

Wenn die Tür 3 geschlossen ist, nähern sich die Wände 13 und 14 in Längsrichtung so nahe wie möglich den Spitzen 11 der Turbine 1, so daß in dem Zwischenraum zwischen den Spitzen 11 und den Wänden 13 und 14 ausschließlich Luft hindurchtreten kann. In der Kammer 8 ist eine verstellbare Öffnung 15 vorgesehen, um nötigenfalls den Eintritt von von außerhalb der Kammer kommender Luft zu gestatten. Die ke­ gelstumpfförmige Aussparung besitzt im Mittelpunkt auf ih­ rer ebenen Seite eine Struktur 17. Diese Struktur kann of­ fen sein und die ebene Seite 18 der Turbine aufnehmen, wenn die Tür 3 geschlossen ist.

Der konkave Teil oder mindestens des Sektor 6 der Struktur der kegelstumpfförmigen Aussparung ist in der Kammer 21 mit Hilfe von Gleitführungen oder anderen Mitteln (nicht darge­ stellt) befestigt, so daß man den Abstand zwischen dem kon­ vexen Teil und dem konkaven Teil und insbesondere zwischen den Spitzen 11 und 12 einstellen kann. Die Spitzen 11 und 12 sind nämlich auf der konvexen und auf der konkaven Seite abnehmbar angeordnet und können in Abhängigkeit von der Na­ tur und der Struktur der zu behandelnden Flocken ausge­ tauscht werden. Es ist von Bedeutung, daß der Abstand zwi­ schen den Spitzen 11 und den Spitzen 12 sowie den Wänden 13 und 14 mit Genauigkeit eingestellt werden kann.

In Betrieb werden die Fasern durch das Rohr 9 zugeführt, treten in die Maschine über den Bereich 5 ein und werden gegen die Spitzen 11 der Turbine 1 geschleudert. Die Tur­ bine 1 dreht sich in der Richtung des Pfeils 10 und nimmt die Fasern zu dem mit feststehenden Spitzen 12 versehenen Bereich 6 mit. Die Fasern, die zentrifugiert werden, werden nun durch die Relativbewegung der beweglichen Spitzen 11 der Turbine 1 und der feststehenden Spitzen 12 des Sektors 6 kardiert.

Am Austritt des Bereichs 6 werden die Fasern durch einen Luftstrom, der durch einen hinter dem Ausgang 7 gelegenen, nicht dargestellten Lüfter erzeugt wird, von den Spitzen der Turbine 1 abgesaugt.

Die Kammer 8 gestattet zu vermeiden, daß ein Teil der in den Zufuhrbereich 5 eintretenden Luft durch den Lüfter di­ rekt zum Austrittsbereich 7 gesaugt werden kann und ggf. Fasern mitnehmen kann, die dann nicht mehr den Kardierbe­ reich 6 passieren. Die in der Kammer 8 vorgesehene, nach außen gehende Öffnung 15 gestattet infolge des durch den Lüfter erzeugten Unterdrucks, von außerhalb der Kammer kom­ mende Luft anzusaugen.

Fig. 3a zeigt die Form des Zufuhrrohrs 9, das im allgemei­ nen einen kreisförmigen Querschnitt 19 hat, da es Teil ei­ ner komplexen Faserbehandlungsanlage bildet. Das Rohr 9 weitet sich und nimmt allmählich eine Form an, deren Quer­ schnitt ein Ringsektor 16 wird. Dieser Ringsektor 16 ent­ spricht der Form des Sektors 5 der kegelstumpfförmigen Auf­ nahme. Gemäß der in Fig. 3b gezeigten Variante nimmt das Rohr 9 allmählich die Form einer Ellipse 20 an, die in den Sektor 5 eingeschrieben ist.

Es wird deutlich, daß die durch die Turbine 1 erzeugte Zentrifugalkraft nicht mehr senkrecht in der Ebene der Spitzen 11 und 12 wirkt, sondern eine Komponente erzeugt, die die Beförderung der Fasern vom Bereich 6 zum Abfuhrbe­ reich 7 erleichtert.

Bei dem betrachteten Beispiel bedeckt der aktive Kardierbe­ reich 6 ungefähr 40% des konkaven Teils der kegelstumpf­ förmigen Aussparung. Dieser Prozentsatz ist nicht kritisch, obwohl festgestellt wurde, daß es für ein gutes Fließen der Fasern schwierig ist, mehr als 50 bis 55% dieses konkaven Teils dem aktiven Bereich vorzubehalten. Verringert man da­ gegen diesen aktiven Bereich über 25% hinaus, so wird die Ausbeute der Vorrichtung gering.

Selbstverständlich begrenzt das beschriebene Beispiel in nichts den Teil der Erfindung, der durch die Ansprüche de­ finiert ist, und kann der Fachmann an ihr die Änderungen vornehmen, die er für die vorgesehene Anwendung für notwen­ dig hält.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Öffnen von Faserflocken, umfassend eine geschlossene Kammer (21), einen Motor (2), der im Inneren der Kammer einen Rotor antreibt, dessen Oberfläche Spitzen aufweist, ein ebenfalls mit Spitzen ausgerüstetes Gegen­ stück, eine Leitung zur Zufuhr der Flocken und eine Leitung zur Abfuhr der behandelten Flocken, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor aus einem kegelstumpfförmigen Körper (1) be­ steht, der auf seinem konvexen Teil mit Spitzen (11) be­ deckt ist, und daß das Gegenstück aus einem Körper mit ei­ ner kegelstumpfförmigen Aufnahme besteht, dessen konkaver Teil einen mit Spitzen (12) bedeckten Sektor (6), einen mit der Leitung (9) zur Zufuhr der Flocken verbundenen Sektor (5), einen eine tangentiale Öffnung bildenden und mit der Leitung zur Abfuhr der behandelten Flocken verbundenen Sek­ tor (7) und Mittel (9) besitzt, die gestatten, den Durch­ gang der Flocken vom Sektor (5) zum Sektor (7), ohne Pas­ sieren des Sektors (6) zu vermeiden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Ebene des Körpers (1) und die konkave Ebene der kegelstumpfförmigen Aufnahme parallel sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spitzen (11) senkrecht zur konvexen Ebene des Körpers (1) angeordnet sind und die Spitzen (12) senkrecht zur konkaven Ebene der kegelstumpfförmigen Aufnahme ange­ ordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sektor (6) der kegelstumpfförmigen Aufnahme 25 bis 50% der konkaven Flä­ che dieser Aufnahme bedeckt.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sektor (5) einer Öffnung in Ringsegmentform entspricht.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitung (9) sich ausweitet und allmählich eine Form annimmt, deren Querschnitt ein Ringsektor (16) oder eine Ellipse (20) wird.

7. Vorrichtung nach einem oder mehren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (8) aus einer Trennkammer bestehen, die einen einstellbaren Luft­ eintritt (15) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Sek­ tor (6) des konkaven Teils der kegelstumpfförmigen Aufnahme in der Kammer (21) mit Hilfe von Mittel befestigt ist, die die Einstellung des Abstands zwischen den Spitzen (11) und (12) gestatten.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (2) auf einer Seitenfläche außerhalb der Kammer (21) befestigt ist und daß diese Seitenfläche eine Pendeltür (3) besitzt, die Zugang zum kegelstumpfförmigen Körper (1) und zur kegel­ stumpfförmigen Aufnahme gestattet.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (11) und (12) abnehmbar sind.