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Die vorliegende Erfindung betrifft
die Zuführung
zu Karden, wobei fasriges Flockenmaterial durch eine Reihe von Oberflächen bearbeitet
wird, welche mit einer Vielzahl von Spitzen versehen sind, wodurch
das fasrige Material in die Form einzelner Fasern geöffnet wird,
Schmutzpartikel eliminiert werden, die Fasern untereinander vermengt
werden und ein Streifen nicht verdrillter Fasern ausgebildet wird, der
den abfolgenden Verarbeitungsstufen zugeführt wird. Eine Vorrichtung
für einen
solchen Zweck ist aus der GB 2104560 bekannt, welche den relevantesten
Stand der Technik bildet.
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In ihrer allgemeinsten Form wird
die Versorgung von Karden vom Baumwollindustrie-Typ gemäß den signifikanten Aspekten
der Darstellung durchgeführt,
die in 1 gezeigt ist.
Die hellen Pfeile zeigen den Strom der Faserflocken, während die
dunklen Pfeile den Strom der Förderungs-
und Steuerungsluft anzeigen.
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Das unbehandelte Material 1 wird
im allgemeinen aus einem Öffner
erhalten, der in der Figur nicht gezeigt ist und es besteht aus
Faserflocken. Die Zuführungsvorrichtung
besteht aus einem vertikalen Silo, der in zwei Kammern unterteilt
ist, eine über
der anderen, zwischen denen ein Satz Walzen (Rollen) eingesetzt
ist, welche den Abwärtsstrom
einregeln und ein anfängliches
Aufbrechen und Trennen des Materials durchführen. Dieses fasrige Material
wird mittels eines pneumatischen Transports in einem Luftstrom gefördert und
sammelt sich im Endteil 2 der Abwärtsleitung oder in der oberen
Kammer 3 zum Einbringen der Fasern an. Die Transportluft
wird aus den Öffnungen 4 abgelassen;
während
das fasrige Material im Endteil 2 abgelagert wird, bedeckt
es diese Löcher
und erhöht
den Druck in der Leitung 1. Eine Überwachung des Differentialdruckwertes
oder des Lastverlustes in der oberen Leitung macht es möglich, die
Füllhöhe der oberen
Kammer im Endteil 2 zu erfassen. Auf der Basis der Füllhöhe der Kammer
findet eine Regulierung der Förderung
der Faserflocken von dem voranstehenden Satz der Öffner statt.
Wenn die Kardierungseinheit aus mehreren parallelen Karden besteht, wird
der Faserstrom, der durch die stromaufwärtige Öffnereinheit zur stromabwertigen
Karde gefördert
wird, vorzugsweise zu den Karden verteilt, welche Leitungen 3 mit
der geringsten Füllung
aufweisen und welche somit einen geringeren Lastverlust gegenüber dem
Faserstrom bereitstellen.
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Stromabwärts vom Endteil 2 ist
der Versorgungszylinder oder die Walze 5 angeordnet, welche die
Faserflocken zum Brecherzylinder oder zur Walze 6 zuführt, welche
das Brechen des Materials durchführt.
Die beiden Zylinder arbeiten mit simultaner Drehung, um das Material
in die darunter liegende Leitung 7 zu überführen.
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Gemäß der bekannten Technik wird
die Zuführungswalze 5 bei
einer variablen Drehzahl betätigt,
und sie wird mit Nasen hergestellt oder mit einer Ummantelung versehen,
die Sägezähne aufweist.
Im Allgemeinen wird die Sägezahn-Ummantelung mit einer
positiven Winkelung hergestellt, d. h. die steilste Kante ist der
Zuführungsrichtung
zugewandt, was den Effekt hat, dass die Faserflocken zu den Spitzen des
Brecherzylinders 6 geschoben werden.
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Die Zuführungswalze 5 arbeitet
so, dass sie der Wand 2' des
Endteils 2 der Leitung 3 zugewandt ist, um die
Fasern 1 einzubringen, damit zwischen der Walze und der
Wand ein Spalt 2" für den Durchgang
der Fasern erzeugt wird.
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Die Brecherwalze 6 arbeitet
mit konstanter Lineargeschwindigkeit und ist mit einer Reihe von Spitzen
oder Nadeln 8 versehen, welche voneinander beabstandet
sind. Die Brecherwalze 6 arbeitet so, dass sie der gekrümmten Wand 9 zugewandt
ist, welche sie umgibt, damit ein zweiter Spalt 9 für den Durchgang
der Faser erzeugt wird.
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Der Luftstrom zum Aufrechterhalten
des Drucks in der unteren Kammer 10 am Ende der Leitung 7 wird
durch ein Gebläse 11 bereitgestellt,
welches eine Luftströmung 7 zur
Verfügung
stellt, die gegenüber
dem Ausgang der Fasern vom Brecherzylinder 6 tangential
ist, und er wird dann aus den Löchern 12 abgelassen.
In der Leitung 7 ist ein Druckschalter installiert, welcher
die Drehzahl der Walze 5 steuert bzw. regelt, um so die
Dichte der Fasern einzustellen, welche in der unteren Kammer 10 enthalten
sind, und um die Matte auszubilden, die der Karde zugeführt wird.
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Die Basis der zweiten Abwärtsleitung 7 ist äquivalent
zur herkömmlichen
Lagerung von Fasern in einem Silo, wobei die Dichte der Fasern durch pneumatische
Wirkung gesteuert und eingeregelt wird. Der Satz der Ausgabezylinder
oder mit Nasen versehenen Walzen 13, welche sich mit gesteuerter Drehzahl
drehen, um die Faserströmung
einzuregeln, gibt die Faser auf eine Rutsche 14 ab, welche die
Fasern in der Form einer Matte 15 zur Karde zuführen.
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Die Querabmessung der zugeführten Matte hängt von
derjenigen der Verarbeitungszylinder der Karde ab; für Karden
vom Baumwollindustrie-Typ liegt die Querabmessung im Allgemeinen
zwischen 0,7 und 1,5 m, abhängig
von den Modellen.
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Das Zuführungssystem gemäß der bekannten
Technik, wie es bisher beschrieben wurde, weist einige Probleme
auf. Ein Wesentliches dieser Probleme ist die uneffiziente Öffnungswirkung
durch das System auf das zugeführte
fasrige Flockenmaterial, speziell wenn der Betrieb mit einer hohen
stündlichen Produktion
der Karde stattfindet. Diese reduzierte Effizienz bei der Öffnung der
Fasern wird durch eine schwache Penetrationswirkung der Spitzen
der Brecherrolle bewirkt, die nur an den Fasern stattfindet, welche
zwischen der Walze und der umgebenen Wand gehalten werden, welche
als ein Zuführungstisch
für den
Silo arbeitet. Außerdem
nutzen sich die Spitzen der Brecherrolle vorzeitig ab, und sie müssen in
kurzen Intervallen ersetzt werden.
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Ein weiterer Nachteil besteht in
der Ausbildung von Knoten oder Nestern von Fasern, bewirkt durch
das Aufrollen der Fasern als Resultat des Gleitens an der Wand 2 gegenüber der
Walze 5.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
spezieller eine Vorrichtung zur Aufbereitung der Faserflockenzuführung zu
einer Karde, welche eine erhöhte
Produktion gestattet und gleichzeitig offenere und homogenere Fasern
bereitstellt, die ebenfalls weniger aggressiv bearbeitet sind.
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Die wesentlichen Eigenschaften der
Vorrichtung gemäß der Erfindung
sind im ersten Anspruch definiert, und ihre bevorzugten Ausführungsformen sind
in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Um die Eigenschaften und Vorteile
der vorliegenden Erfindung klarer darzustellen, wird sie unter Bezugnahme
auf eine typische Ausführungsform
beschrieben, die anhand eines nicht einschränkenden Beispiels in den 1 bis 3 gezeigt ist. Es zeigen schematisch:
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1 den
Stand der Technik und das allgemeine technische Problem bei der
Zuführung
zur Karde;
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2 eine
schematische Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung; und
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3 ein
Diagramm für
die Regelung der Vorrichtung in 2.
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Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform ist die Einheit
aus Zuführungswalze
und Brecherwalze in einem Maßstab
gezeigt, der gegenüber der
vorhergehenden Figur vergrößert ist.
Die Zuführungswalze 25 ist
an und stromaufwärts
von der Brecherwalze 26 angeordnet und diese beiden Einheiten sind
in der Form eines Dreiecks zusammen mit einer zusätzlichen
Zuführungswalze 27 angeordnet,
welche mit einer Abdeckung bzw. Ummantelung versehen ist, die beispielsweise
aus Sägezähnen besteht.
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Das Dreieck, das durch die drei Walzen
gebildet wird, ist in Führungswänden untergebracht,
die aus einer Wand bestehen, welche an dem Keil 30 endet,
der die Zuführungswalze 25 und
die Zusatzwalze 27 trennt, und einem Keil 31,
welcher die Brecherwalze 26 und die Zusatzwalze 27 trennt,
während
auf der gegenüberliegenden
Seite die Abgrenzungswände 32 und 33 im
Wesentlichen dieselbe Ausbildung und Funktion haben wie in 1.
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Zum äußeren Teil des Dreiecks hin
ist die Oberfläche
der Zusatzwalze 27 gegenüber derjenigen, welche tangential
relativ zur Walze 25 verläuft und frei zwischen den beiden
Keilen 30 und 31 liegt, freiliegend zur Luftströmung angeordnet,
die aus dem Gebläse 11 mit
der Leitung 28 erhalten wird, und sie verläuft nach
unten zusammen mit den Fasern, die durch die Brecherrolle 26 verarbeitet
werden.
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Die Funktion der Zuführungseinheit
ist so ausgelegt, dass das Material aufgebrochen wird, was kleinere
und besser geöffnete
Faserflocken bereitstellt, und zur Zuführung in die Kammer 10 unterhalb einer
Fasersäule,
welche über
die Breite der Kammer homogen ist, um eine Matte mit einer regelmäßigen Garnnummer
zu erhalten. Die zwei Walzen 25 und 27 werden
simultan gedreht, um so die Phasen zusammen in den Durchgang 40 zu
pressen und sie von der oberen Kammer 3 durch den Durchgang
in das Dreieck einzuschieben, das durch die drei Walzen gebildet
wird.
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Im Allgemeinen arbeiten die Zuführungswalze 25 und
die Zusatzwalze 27 mit Lineargeschwindigkeiten, die im
Wesentlichen gleich sind und in einem Bereich von 1 bis 6 m pro
Minute liegen. Der Abstand d40 zwischen
den Spitzen der Zähne
der Walzen 25 und 27 liegt zwischen 3 und 10 mm,
und bevorzugt zwischen 4 und 7 mm.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung haben die Ummantelungen der Walze 25 und 27 Sägezähne mit
einer negativen Winkelung, wie in 2 gezeigt
ist, d. h. mit den steilsten Kanten gegenüber der Vorbringrichtung, was
den Effekt hat, dass die Faserflocken weiter in Richtung der Spitzen
des Brecherzylinders oder der Brecherwalze 26 gefördert werden,
jedoch ebenfalls zwischen dem weniger geneigten Kanten der Verzahnung
gehalten werden, so dass die Brechwirkung auf die Flocken durch
die Nadeln 8 der Walze effizienter ist.
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Die meisten der Fasern, welche in
das Dreieck der Walzen eintreten, gehen direkt zum Durchgang 41 zwischen
der Brecherwalze 26 und der Zusatzwalze 27, die
eine Breite d41 hat. Dieser Abstand d41 zwischen den Spitzen der Zähne der
Walze 27 und den Nadeln der Walze 26 liegt in
einem Intervall von 0,5 bis 3 mm. Die Brecherwalze 26 arbeitet
mit konstanter Geschwindigkeit, im Allgemeinen zwischen 800 und
1600 m/min, und sie entfernt die Fasern aus dem Durchgang 41 zur
unteren Kammer 10 hin, wobei sie simultan mit der Zusatzwalze 27 rotiert, welche
eine Lineargeschwindigkeit aufweist, die im Wesentlichen geringer
ist, und von dort aus werden die Fasern dann durch die Walze 26 entfernt.
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Als Resultat der bevorzugten Verwendung einer
Ummantelung mit Sägezähnen mit
negativer Winkelung für
die Zusatzwalze 27 gibt es im Durchgang 31 ebenfalls
einen speziellen weiteren Rückhalteeffekt
an den Fasern, und zwar im Gegensatz zu der Wirkung der Nadeln 8,
um so in diesem Durchgang 41 einen weiteren Aufbrucheffekt
an den Flocken zu erzielen. Als Konsequenz dieser Rückhaltewirkung
kann eine kleine aber wesentliche Menge an Fasern an der Ummantelung
der Zusatzwalze 26 stromabwärts und Durchgang 41 verbleiben.
Die Luftströmung,
welche durch die Leitung 28 strömt, macht es möglich, verbleibende
Fasern, welche stromabwärts
von dem Durchgang 41 gehalten werden, im Wesentlichen von
der Ummantelung der Walze 27 zu lösen, und diese Wirkung wird
ebenfalls durch die negative Winkelung der Sägezähne der Ummantelung unterstützt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird die Zusatzwalze 27 so hergestellt
und angebracht, dass sie im Wesentlichen von den beiden Keilen 30 und 31 vorsteht,
so dass in dem Bereich 42 der Leitung 28, in welchem dieser
Kontakt zwischen der Luftströmung
vom Gebläse 11 und
der Ummantelung der Walze 27 vorhanden ist, eine Einschränkung des
Durchgangs vorhanden ist, und somit ein verengter Luftstrom, welche deshalb
effizienter die Fasern entfernt. Als eine Alternative kann diese
Verengung des Durchgangs dadurch erzielt werden, dass ein Ablenkelement
an der gegenüberliegenden
Wand der Leitung 28 angeordnet wird.
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Andererseits werden die Fasern, welche
sich im oberen Teil des Dreiecks in den Walzen befinden, in den
Durchgang 43 zwischen der Zuführungswalze 25 und
der Brecherwalze 26 hinein entfernt, welche sich diskordant
zueinander drehen. In diesem Durchgang entfernen die Nadeln 8 die
Fasern von der Walze 25 und fördern sie zum Durchgang 31 hin
zur unteren Kammer 7. Der Abstand d43 zwischen
den Spitzen der Zähne
der Walze 25 und den Nadeln der Walze 26 liegt
zwischen 0,5 und 1 mm.
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Die 3 zeigt
die Darstellung zur Einregelung des Zylindersatzes 25, 26, 27.
Im Allgemeinen wird der Brecherzylinder oder die Brecherwalze 26 mit
konstanter, vorbestimmter Geschwindigkeit betätigt. Andererseits werden die
beiden ummantelten Zuführungswalzen 25 und 27 mit
einer Geschwindigkeit betätigt,
welche variabel gemäß der Füllhöhe der unteren
Kammer 10 des Silos insgesamt ist, gemessen als ein Lastverlust
in den Kammern. Für
jeden durchgeführten
Verarbeitungsbetrieb gibt es eine Einregelung der reziprokalen Abstände zwischen den
Spitzen der jeweiligen Ummantelungen d40,
d41 und d43 des
Satzes der drei Walzen. Die Position der Drehachse der Brecherwalzen
wird im Allgemeinen nicht verändert,
während
die Position der beiden horizontalen Achsen der beiden Zuführungswalzen 25 und 27 verändert werden
kann, um die Abstände
zwischen den Walzen einzuregeln. Speziell wird die Zuführungswalze 25 durch
eine Veränderung
ihres Abstandes am Treffpunkt zwischen den Mitten der Walzen 25 und 27 eingeregelt,
gemäß dem Doppelpfeil 50,
wodurch der Abstand d40 eingeregelt wird.
Andererseits wird die Zusatz-Zuführungswalze 27 durch die
Veränderung
ihres Abstandes im Treffpunkt zwischen den Mitten der Walzen 26 und 27 eingeregelt, gemäß dem Doppelpfeil 51,
wodurch der Abstand d41 eingeregelt wird.
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Beispielsweise kann die Position
der Drehachsen der Versorgungszuführungswalzen 25 und 27 dadurch
geändert
werden, dass die horizontalen Wellen der Walzen auf Lagern befestigt
werden, welche mit Durchgangsschlitzen versehen sind, die länglich in
Richtung der Pfeile 50 und 51 sind, und durch
das Verriegeln der Wellen in ihrem Schlitz in der benötigen Position
durch bekannte Mittel, beispielsweise durch das Versehen der Enden
der Wellen mit Gewinden und ihre Verriegelung durch Scheiben, Muttern
und Kontermuttern.
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Im Allgemeinen findet der Betrieb
für die
Verarbeitung mit höherer
Produktivität
und mit Fasern, die weniger verflachst und sauberer sind, mit größeren Abständen d40, d41 und d43 statt, und folglich mit größeren Faserströmen, und
im Allgemeinen mit geringeren Unterschieden zwischen den linearen
Geschwindigkeiten der Zuführungswalzen 25, 27 und der
Brecherwalze 26.
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Bei diesem Betrieb gibt es schon
eine Ablösung
einer merklichen Menge an Staub aus den Faserflocken, welcher zusammen
mit den Luftströmungen
durch die Schlitze
12 abgegeben wird und die darauffolgende
Karde nicht erreicht. Diese Eigenschaft bringt der vorliegenden
Erfindung einen wesentlichen Vorteil.
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Ferner macht es die Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung möglich,
die vorher beschriebenen Nachteile zu eliminieren. Soweit die Tätigkeit des Öffnens des
zugeführten
Faserflockenmaterials betroffen ist, ist, sogar wenn der Betrieb
einer hohen stündlichen
Produktion an der Karde stattfindet, der Vorgang des Eindringens
der Spitzen der Brecherwalze, welcher zwischen der Brecherwalze 26 und den
beiden ummantelten Zuführungswalzen
stattfindet, sehr viel effizienter als derjenige, der gegenüber einer
umgebenden, festen, glatten Wand stattfinden kann, welche die Bewegung
der Fasern bremst und sie nicht begleitet. Ebenfalls wird die Abnutzung
der Spitzen 8 der Brecherwalze verringert, welche dann nach
längeren
Intervallen ersetzt werden können.
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Wie schon angesprochen, werden die
Fasern weniger aggressiv behandelt, und somit gibt es weniger gebrochene
Fasern, obwohl die Fasern gut separiert und sauberer sind.