Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen und Ausscheiden
von Fremdstoffen an einem durch eine Karde gebildeten
Faservlies gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Mit der Ausscheidung
der Fremdstoffe aus dem Faservlies an der Karde soll
verhindert werden, dass diese im Kardenband verbleiben, wo sie
später nur schwer entfernbar sind und zu Qualitätseinbussen und
Produktionsunterbrüchen in der Spinnerei führen. Am Faservlies
der Karde sind die Fremdstoffe von der Bewegungsführung her gut
kontrollierbar und in eine relativ dünne Faserschicht eingebettet.
Durch die EP-B 606 626 ist bereits eine gattungsmässig vergleichbare
Vorrichtung bekanntgeworden, bei der störende Partikel
wie z.B. Nissen, Schalenteile usw. an der Abnehmervorrichtung
durch einen quer zum Faservlies gerichteten Luftstrom herausgerissen
werden. Zu diesem Zweck ist über die gesamte Breite
verteilt eine Reihe von Luftdüsen angeordnet, die über einzelne
Ventile mit Druckluft beaufschlagbar sind.
Eine ähnliche Vorrichtung ist auch in der CH-A 689 600 beschrieben.
Als Alternative wird hier auch noch vorgeschlagen, die
Fremdstoffe bereits an der Oberfläche der Abnehmerwalze über eine
Reihe von Düsen abzusaugen. Die Detektion der Fremdstoffe erfolgt
dabei ebenfalls bereits an der Abnehmerwalze.
Ein Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass das
Herausreissen der Fremdstoffe aus dem Faservlies mit einem erheblichen
konstruktiven Aufwand verbunden ist und dass dabei das
Faservlies bezüglich Gleichmässigkeit, Ebenheit usw. negativ beeinflusst
wird. Auch das anisotrope Verhalten des Faservlieses
wegen der teilweisen Gleichrichtung der Fasern in Transportrichtung
bereitet Probleme, indem das Vlies auf einer Linie parallel
zur Transportrichtung schneller reisst als quer zur Transportrichtung.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine
effiziente Steuerung des Luftstroms mit einfacheren Mitteln
erzielt werden kann, wobei insbesondere auch die engen räumlichen
Verhältnisse an der Karde berücksichtigt werden sollen.
Gemäss einer ersten Ausgestaltung der Erfindung kann die Aufgabe
mit einer Vorrichtung gelöst werden, welche die Merkmale im Anspruch
1 enthält. Wesentliches Element ist hier die Leitwand, in
der über die ganze Breite wenigstens eine Reihe von mehrere Ausscheidequerschnitte
definierende Saugöffnungen angeordnet ist.
Jede Saugöffnung grenzt an einen Strömungskanal mit einer Venturi-Düse
zur Erzeugung einer Saugwirkung. Auf diese Weise kann
die Saugwirkung mit einem Druckluftstoss erzeugt werden, wobei
dieser Druckluftstoss gleichzeitig dem Weitertransport der
Fremdstoffe dient. Die Ausscheidequerschnitte könnten dabei mit
Hilfe der nachstehend beschriebenen Strömungsblenden definiert
werden. In bestimmten Fällen wäre es aber auch denkbar, die
Strömungsblenden ganz wegzulassen, so dass die Öffnungen an der
Leitwand permanent freigelegt sind.
Um eine Rückführung der Fremdstoffe zu verhindern, kann im Strömungskanal
nach der Venturi-Düse und nach der Saugöffnung wenigstens
eine Schikane angeordnet sein. Die Leitwand kann an einer
geeigneten Stelle an der Abnehmerwalze oder an der Abnehmervorrichtung
das Faservlies begrenzen. Besonders vorteilhaft wird
die Leitwand durch eine Vliesbrücke an der Abnehmervorrichtung
gebildet. Die Leitwand kann aber auch durch einen konzentrisch
zur Abnehmerwalze gekrümmten Abschnitt über der Abnehmerwalze
gebildet werden.
Aus Platzgründen und um eine örtlich möglichst fein abgestufte
Ausscheidemöglichkeit zu schaffen, können mehrere Reihen von
Saugöffnungen hintereinander angeordnet sein, wobei die Saugöffnungen
der einzelnen Reihen bezogen auf die Breite der Leitwand
versetzt zueinander angeordnet sind. In Vorschubrichtung können
sich dabei die Saugöffnungen der einzelnen Reihen seitlich
leicht überlappen.
Gemäss einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung wird die Aufgabe
auch mit einer Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale im
Anspruch 6 aufweist. Die wenigstens zwei relativ zueinander verschiebbaren
Strömungsblenden mit je einer Öffnung ermöglichen
es, unmittelbar am Faservlies einen Ausscheidequerschnitt freizulegen.
Je nach Anzahl und Anordnung der Öffnungen und je nach
der Bewegungsführung können rasch wechselnd Ausscheidequerschnitte
über die gesamte Breite des Faservlieses verteilt freigelegt
werden. Zu diesem Zweck bilden die beiden Öffnungen in
wenigstens einer ersten Relativlage einen ersten Ausscheidequerschnitt,
wobei in wenigstens einer zweiten Relativlage ein zweiter
Ausscheidequerschnitt freilegbar ist, der quer zur Vorschubrichtung
versetzt zum ersten Ausscheidequerschnitt angeordnet
ist. Die Leitwand, welche eine der beiden Strömungsblenden
enthält, bewirkt eine Abstützung und Führung des Faservlieses,
womit das gezielte Herausreissen der Fremdstoffe erheblich erleichtert
wird.
Die Öffnungen können sich kreuzende Schlitze sein, deren relative
Verschiebung zueinander zu einer Verschiebung des Ausscheidequerschnitts
quer zur Vorschubrichtung führt. Der Ausscheidequerschnitt
wird dabei durch den Kreuzungsbereich gebildet. Alternativ
kann es sich aber auch um Einzelöffnungen handeln, die
je nach Relativlage abgedeckt oder freigelegt werden.
Die Strömungsblenden können über der Abnehmerwalze angeordnet
sein und dabei gegebenenfalls der Walzenkrümmung angepasst sein.
Es ist aber auch denkbar, die Strömungsblenden an der Abnehmervorrichtung,
insbesondere an einer Vliesbrücke anzuordnen. Wenigstens
eine der Strömungsblenden ist dabei in Vorschubrichtung
und/oder quer zur Vorschubrichtung verschiebbar. Es ist aber
auch denkbar, beide Strömungsblenden beweglich zu lagern und gegebenenfalls
simultan zu bewegen.
Eine erhebliche konstruktive Vereinfachung kann erreicht werden,
wenn jeder Ausscheidequerschnitt über die gesamte Breite des Faservlieses
an einen gemeinsamen Strömungskanal angeschlossen
ist. Es ist aber auch denkbar, mehrere Ausscheidequerschnitte zu
einer Gruppe zusammenzufassen, wobei jede Gruppe an einen gemeinsamen
Strömungskanal angeschlossen ist. Dabei müssen zwar
mehrere Strömungskanäle geführt werden, doch bedienen diese mehrere
Ausscheidequerschnitte innerhalb einer Gruppe.
Die Sensoreinrichtung kann die Oberfläche des Faservlieses direkt
beaufschlagen. Dabei kann es sich um Sensoren handeln, die
auf unterschiedliche physikalische Parameter reagieren. Vorzugsweise
wird es sich dabei jedoch um lichtempfindliche Sensoren
handeln, die auf bestimmte Wellenlängen des Lichts reagieren. Um
auch schwer zugängliche Stellen für die Detektion zu erschliessen,
ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn die Signalübertragung
von einem sich über die Breite des Faservlieses erstrekkenden
Erkennungsfeld zum eigentlichen Sensor über mehrere
Lichtwellenleiter erfolgt. Dies ermöglicht den Einsatz eines
nicht abbildenden Sensorsystems, das ohne aufwendige Linsensysteme
auskommt. Die Enden der Lichtwellenleiter können sehr nahe
an das Faservlies herangeführt werden und sie sind relativ unempfindlich
gegen Verschmutzung.
Die Beleuchtung des Vlieses kann im Auflicht oder im Durchlicht
erfolgen. Dabei ist es denkbar, dass das Vlies bzw. das Erkennungsfeld
ebenfalls über Lichtwellenleiter beleuchtet wird.
Das Erkennungsfeld könnte dabei ohne weiteres auch im Bereich
der Abnehmerwalze angeordnet sein.
Weitere Einzelmerkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und
aus den Zeichnungen. Es zeigen:
- Figur 1:
- eine schematische Seitenansicht einer Karde,
- Figur 2:
- die Abnehmerwalze einer Karde mit Sensoreinrichtung und
Ausscheidevorrichtung mit Strömungsblenden,
- Figur 3:
- eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel von
Strömungsblenden,
- Figur 4:
- eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel von
Strömungsblenden,
- Figur 5:
- eine perspektivische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels
von Strömungsblenden,
- Figur 6:
- eine schematische Seitendarstellung einer Abnehmervorrichtung
mit Vliesbrücke,
- Figur 7:
- eine Draufsicht auf die Vliesbrücke gemäss Figur 6,
- Figur 8:
- eine perspektivische Darstellung einer Sensoreinrichtung
mit Lichtwellenleitern an einem frei gespannten
Faservlies,
- Figur 9:
- eine perspektivische Darstellung einer Sensoreinrichtung
mit Lichtwellenleitern auf einer Abnehmerwalze,
und
- Figur 10:
- die Abnehmerwalze einer Karde mit Sensoreinrichtung und
Ausscheidevorrichtung mit Venturi-Düsen und
- Figur 11:
- eine Draufsicht auf eine Leitwand mit versetzt angeordneten
Saugöffnungen.
In Figur 1 ist ein Teil einer Karde 1 dargestellt, bei der auf
an sich bekannte Weise in Vorschubrichtung a) Baumwollfasern einer
Speiseeinrichtung 12 zugeführt werden. Die Fasern gelangen
von dort auf den Tambour 13, wo sie an festen Kardierelementen,
sowie an den Wanderdeckeln 14 gleichgerichtet werden. An der gegenüber
dem Tambour langsamer laufenden Abnehmerwalze 3 wird das
Faservlies 2 abgenommen und an der Abnehmervorrichtung 4 von der
Abnehmerwalze gelöst. Zu diesem Zweck ist im Ausführungsbeispiel
eine Abstreichwalze 15 vorgesehen, welche das Faservlies auf eine
Vliesbrücke 17 führt. Für den Abtransport ist ein Zugwalzenpaar
16 vorgesehen.
Die Sensoreinrichtung 5 und die Ausscheidevorrichtung 6 können
wahlweise im Umfangsbereich der Abnehmerwalze 3 oder im Bereich
der Abnehmervorrichtung 4 angeordnet sein. Auch eine mehrfache
Anordnung von Sensoreinrichtung und Ausscheidevorrichtung an
verschiedenen Abschnitten der Vorschubbahn wäre denkbar.
Gemäss Figur 2 besteht die Ausscheidevorrichtung 6 aus zwei relativ
zueinander verschiebbaren Strömungsblenden 8 und 9. Die
Blenden sind konzentrisch zur Abnehmerwalze 3 gekrümmt und sie
weisen je eine Öffnung auf, die in einer Relativlage einen Ausscheidquerschnitt
7 freilegt. Die erste Blende 8 ist fest angeordnet,
während die auf ihr liegende zweite Blende 9 in Umfangsrichtung
b) verschiebbar ist. Die erste Blende 8 bildet ausserdem
eine Leitwand für das Faservlies, bzw. ist Bestandteil einer
solchen.
Wie nachstehend noch genauer erläutert wird, können durch Relativverschiebung
der beiden Blenden zueinander über die Breite
des Faservlieses verteilt verschiedene Ausscheidquerschnitte
freigelegt werden, von denen wenigstens einzelne Gruppen in einen
gemeinsamen Strömungskanal 18 münden. Über diesen Strömungskanal
werden die Fremdstoffe aus dem Faservlies herausgerissen
und abtransportiert.
Gemäss Figur 3 sind in der ersten Strömungsblende 8 in einem
Winkel von ca. 45° zur Vorschubrichtung zwei Reihen von je drei
ersten Öffnungen 10a, 10b, 10c und 10d, 10e, 10f versetzt zueinander
angeordnet. In der zweiten Strömungsblende 9 sind in einem
Winkel von ca. 90° zur Vorschubrichtung ebenfalls zwei parallele
Reihen von zweiten Öffnungen 11a, 11b, 11c und 11d, 11e, 11f angeordnet.
In der dargestellten Relativlage zueinander sind sämtliche
Öffnungen 10a bis 10f verdeckt, so dass kein Ausschneidequerschnitt
freigelegt ist.
Wird die zweite Strömungsblende 9 in Pfeilrichtung c um die Wegstrecke
e verschoben, korrespondiert die Öffnung 11a mit der
darunter liegenden Öffnung 10a, wobei der entsprechende Ausscheidequerschnitt
freigelegt wird. Alle übrigen Öffnungen in
der ersten Strömungsblende 8 bleiben jedoch verdeckt. Bei einer
Bewegung in Pfeilrichtung c um die Wegstrecke f korrespondiert
die Öffnung 11b mit der darunterliegenden Öffnung 10b, während
ebenfalls alle übrigen Öffnungen verdeckt bleiben. Bei einer
Verschiebung in die Gegenrichtung d um die entsprechenden Wegstrecken
können auf die gleiche Weise die Öffnungen 10d, 10e
oder 10f freigelegt werden.
Die Verschiebung der Strömungsblenden zueinander zur selektiven
Freilegung des gewünschten Ausscheidequerschnitts erfolgt über
eine hier nicht näher dargestellte Antriebsvorrichtung, z.B.
über einen Elektromotor. Die Steuerung dieser Antriebsvorrichtung
erfolgt über eine Steuervorrichtung in Abhängigkeit von der
Lage und der Vorschubgeschwindigkeit des durch die Sensoreinrichtung
ermittelten Fremdstoffes.
Die Verschiebung muss nicht zwingend in der Vorschubrichtung erfolgen.
Auch Bewegungen quer zur Vorschubrichtung sind denkbar.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 4 ist in der ersten Strömungsblende
8 und in der zweiten Strömungsblende 9 nur je eine
einzige Öffnung 10 bzw. 11 angeordnet. Die Öffnungen haben jedoch
die Form sich kreuzender Schlitze, wobei im Kreuzungsbereich
ein rautenartiger Ausscheidequerschnitt 7 freigelegt wird.
Wird die zweite Strömungsblende 9 in Pfeilrichtung c verschoben
bis zur strichpunktiert dargestellten neuen Position 11' verschiebt
sich ersichtlicherweise auch der Ausscheidequerschnitt
7' entlang der Achse der ersten Öffnung 10 um die seitliche Wegstrecke
g. Auf diese Weise ist eine praktisch stufenlose Verschiebung
des Ausscheidequerschnitts 7 möglich.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Figur 5 unterscheidet sich von
demjenigen gemäss Figur 4 darin, dass die schlitzförmige Öffnung
10 in der ersten Strömungsblende 8 sich parallel zur Mittelachse
der Abnehmerwalze 3 erstreckt. Die schlitzförmige Öffnung 11 in
der zweiten Strömungsblende 9 verläuft dagegen in einem bestimmten
Winkel zur Mittelachse bzw. zur Öffnung 10. Bei dieser Anordnung
bewirkt eine Verschiebung der beiden Strömungsblenden
zueinander auch eine Verschiebung des Ausscheidequerschnitts 7
parallel zur Mittelachse der Abnehmerwalze 3.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 6 wird das Faservlies 2
von einer Abstreichwalze 15 von der Abnehmerwalze 3 abgenommen
und einer Vliesbrücke übergeben, die durch eine Leitwand 19 gebildet
wird. Wie aus Figur 7 ersichtlich ist, sind in der Leitwand
mehrere Saugöffnungen 20 angeordnet, von denen jede in einen
darunterliegenden Strömungskanal 18 mündet. Durch diesen
Strömungskanal kann in Strömungsrichtung h ein Druckluftstoss
geleitet werden. Bezogen auf die Strömungsrichtung unmittelbar
vor jeder Öffnung 20 ist ein Venturi-Rohr bzw. eine Venturi-Düse
21 angeordnet. Dies bewirkt ersichtlicherweise eine Erhöhung der
Strömungsgeschwindigkeit und einen Druckabfall am engsten Querschnitt,
der mittels der Bernoullischen Gleichung ermittelt werden
kann. Durch diese Saugwirkung wird die detektierte Stelle
des Kardenvlieses in den Strömungskanal 18 eingesaugt und einem
Auffangbehälter 27 zugeführt. Schikanen 22 verhindern eine Rückführung
der Fremdstoffe. Die Druckluftstösse werden über eine
hier nicht dargestellte Sensoreinrichtung gesteuert, welche im
Bereich der Abnehmerwalze oder im Bereich der Vliesbrücke angeordnet
sein kann.
Die Figuren 8 und 9 zeigen Möglichkeiten einer optischen Detektion
am Faservlies 2 im gestreckten Zustand oder auch an der Abnehmerwalze
3 mit Hilfe von Lichtwellenleitern 25. Die einzelnen
Leiter werden dabei sehr nahe an die Oberfläche des zu detektierenden
Vlieses herangeführt. Dies ermöglicht es, den Sensor 23
bzw. die einzelnen Sensoren relativ weit entfernt vom Erkennungsfeld
24 anzuordnen. Wie in Figur 9 dargestellt, kann die
Beleuchtung ebenfalls über die einzelnen Lichtwellenleiter bzw.
über parallel geführte Lichtwellenleiter erfolgen. Eine Beleuchtung
des Erkennungsfeldes ist aber auch im Durchlicht möglich,
wie in Figur 8 dargestellt. Der Einsatz von Lichtwellenleitern
bei gattungsmässig vergleichbaren Vorrichtungen ist bereits bekanntgeworden
durch Uhlmann Jürg, "Fremdstofferkennung in der
Rohbaumwolle", Diss. ETH Zürich, 1996.
Figur 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Erfindung mit ähnlicher
Funktion wie dasjenige gemäss Figur 6. Die Leitwand 19
ist hier als konzentrisch zum Zentrum der Abnehmerwalze 3 gekrümmter
Abschnitt ausgebildet. Selbstverständlich könnte die
Leitwand sich auch über einen grösseren Sektor der Abnehmerwalze
erstrecken und die Saugöffnungen 20 könnten auch an anderer
Stelle angeordnet sein, z.B. nahe der Vliesbrücke 17. Auch hier
sind die Venturi-Düsen 21 im Strömungskanal 18 unmittelbar vor
den Saugöffnungen 20 angeordnet, wobei die Schikanen 22 ein
Rückführen der Fremdstoffe verhindern.
Wie in Figur 11 dargestellt, könnten mehrere Reihen von Saugöffnungen
20a, 20b und 20c nacheinander angeordnet sein, wobei die
Saugöffnungen der einzelnen Reihen jeweils bezogen auf die Breite
der Leitwand 19 versetzt zueinander angeordnet sind. Je nach
den gegebenen Druckverhältnissen wäre es durchaus möglich, dass
eine Gruppe von Saugöffnungen im Einflussbereich einer gemeinsamen
Venturi-Düse angeordnet sind, das heisst, das ein einziger
Strömungskanal 18 eine Gruppe von Saugöffnungen bedient.