EP1687467A1 - Anpassung der kardeelementen an wärmeausdehnungseffekten - Google Patents

Anpassung der kardeelementen an wärmeausdehnungseffekten

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EP1687467A1
EP1687467A1 EP04725869A EP04725869A EP1687467A1 EP 1687467 A1 EP1687467 A1 EP 1687467A1 EP 04725869 A EP04725869 A EP 04725869A EP 04725869 A EP04725869 A EP 04725869A EP 1687467 A1 EP1687467 A1 EP 1687467A1
Authority
EP
European Patent Office
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card
elements
carding
working
drum
Prior art date
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EP04725869A
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French (fr)
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EP1687467B2 (de
EP1687467B1 (de
Inventor
Othmar Bachmann
Martin Tobler
Hugo Biberstein
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Maschinenfabrik Rieter AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter AG
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Publication date
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Application filed by Maschinenfabrik Rieter AG filed Critical Maschinenfabrik Rieter AG
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Anticipated expiration legal-status Critical
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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G15/00—Carding machines or accessories; Card clothing; Burr-crushing or removing arrangements associated with carding or other preliminary-treatment machines
    • D01G15/02—Carding machines
    • D01G15/12—Details
    • D01G15/26—Arrangements or disposition of carding elements

Definitions

  • the invention relates to elements for a card which, after a possible warm-up period in the production of card slivers for a specific production, obtain the desired surface shape which guarantee an equal distance between the clothing of the roll and the counter element over the working width of the roll.
  • Garnished rolls are used in many places in the spinning machine sector. These rollers usually have at least two roller shields or flanges on the end face, in which the roller is rotatably mounted on the one hand and which on the other hand can include support elements for receiving and / or supporting additional working elements.
  • the working elements have in common that they are slightly longer than the working width of the roller and lie on the support elements on the left and right, for example segment arches, convertible top segments or (flexible) arches, some of which are also adjustable.
  • stationary work elements which are arranged in a fixed position, for example carding elements, formwork elements, knives, gratings, or guide elements
  • moving work elements which can be moved using an endless belt, for example a chain or a belt, pulled over the support surface of the support elements, for example the lids of a card.
  • Rolls in spinning machines are surrounded not only by shuttering segments but also by knives, grates, carding segments or guide elements.
  • These can be in the form of plates or bars, possibly provided with a set, for example saw tooth set, and they always have a side which is arranged opposite the set of the roller. The distance between this side and the roller set is set as precisely as possible.
  • this setting influences, among other things, the carding quality and / or the amount of Trash removal.
  • a narrow distance increases the carding quality of the card and reduces the number of nits in the card sliver.
  • An optimal setting is achieved when the desired distance is the same over the entire working width during operation. Since these settings are in the range of tenths of a millimeter, deviations from
  • the card When the card is started up, ie during the production of the card sliver, the card goes through a warm-up period.
  • the duration of the warm-up period and the warm-up generated is influenced by the drum speed, the production height and the selected settings of the elements to one another.
  • the warm-up time takes approximately the same time; however, the heat generated is higher with high production.
  • the various components expand due to the heat.
  • a high-performance card uses high production, which leads to additional heating. Especially tight settings between the carding element, lid or knife, and drum pose a danger because the elements can touch.
  • a desired carding gap between a carding element, formed from an aluminum profile and the drum is 0.5 mm when the setting is cold - before the card is put into operation.
  • the effective gap is only 0.2 mm.
  • This reduction of 0.3 mm is due to the thermal expansion of the drum surface and the carding surface and the thermal expansion of the working elements, as well as to the fiber / metal friction that occurs between carding elements during card sliver production.
  • WO 79/00983 a method for checking the working conditions in a card with two rotating drums is known. Among other things, the distance between the two drums is changed to compensate for heating.
  • This change takes place by means of cylinders which are designed to be variable in length such that they can change the distance between the axes of the drums in accordance with the present temperature.
  • a card with a drum and a revolving cover assembly is also shown.
  • the distance of the revolving cover assembly from the axis of the drum is changed with a cylinder.
  • the respective temperature on the drum is recorded with a sensor, which causes the cylinder to be changed via a control.
  • a disadvantage of this device is the great effort that must be made to control the system.
  • Sensors and control devices and adjusting elements are required, which must be coordinated with one another in order to effect a change in the distance of the drum from the revolving cover assembly or the distance between the two drums from one another in accordance with predetermined conditions. Failure of the control elements results in incorrect production, since the distance from the drum to the revolving cover assembly is no longer at the required distance and the fibers can no longer be carded with the required accuracy.
  • Warming up not only creates thermal expansion over the entire working width of the card, but also creates thermal gradients over the embodiments of the various components of the card. For example, a temperature of 45 ° C can occur on the drum surface. A fixed carding segment arranged on the drum will also approximately reach this temperature on the side of the drum set. On the other hand, the side of the carding segment facing away from the drum, which due to its construction (due to the working width and the accuracy of the elements) has spines several centimeters high, the temperature will reach a significantly lower value (e.g. 28 ° C) Fixed card segment can thus be a few degrees Celsius.
  • the invention has for its object to provide card elements of the type described above, which avoid the disadvantages mentioned, which in particular design the elements of the card so that the heat effects after the warm-up period are eliminated and constant carding distances are achieved in a given production.
  • the inventive solution can in principle be used on all the card elements which have a surface which are or come in contact with fiber material.
  • These are both the working elements, for example carding segments, knives, tongues or lids, as well as all rollers, for example drum roller, take-off roller, licker-in roller.
  • the element on the side that can come into contact with the fiber material, at least in one dimension of the element, is concave over the working width of the card, or in other words the element has a concave arch shape the working width of the card.
  • An example would be a hollow profile with a production of 60 kg / h and a drum speed of 850 min-1. This production is very often used for slivers intended for high quality yarns (eg combed ring spun yarns).
  • the hollow profile has a maximum difference of, for example, 0.2 mm between the center of the element and the end face, or in other words: the profile was made 0.2 mm hollow.
  • the element After the warm-up phase, the element is thermostable or, in other words, in a stationary heat state. Due to the various warming-up effects, this thermal stabilization has resulted in the element being shaped again as a straight line.
  • the hollow profile is designed over the working width in such a way that the heat effect has been balanced, preferably in the production of high quality yarns.
  • All the rollers and working elements are preferably constructed in a hollow shape in such a way that they form a straight surface after the warm-up phase (when the steady state of heat of the card is reached).
  • the drum and the associated working elements are most suitable for this inventive construction.
  • the narrowest settings on the card are selected on the drum. Due to the narrow settings and the high peripheral speed of the drum (the highest on the card), the fiber / metal friction between the drum and working elements is highest, which leads to the greatest heat development on the card. This is where the distances between the elements and the card are most influenced. The smaller this distance and the more precisely this can be set and kept over the working width of the card, the higher the quality of the card sliver or end product (e.g. yarn) produced.
  • the correction should be designed for an ideal production quantity, in particular the card as a whole can be designed for an ideal production quantity.
  • the expansions to be expected should be taken into account in such a way that no collision between them is possible and that in particular no adjustment of the distance between the individual components is necessary.
  • a card according to the invention described has shaped the individual elements so hollow that the correction of all elements results in an even working gap.
  • the invention is not only restricted to the card as such, it can in particular also be used for individual assemblies. The invention is further explained on the basis of the figures. The same reference numbers are used for all drawings.
  • Figure 1 Schematic side view of a card.
  • Figure 1 shows a revolving card, e.g. B. the Rieter card C60 with a working width of 1.5 meters, with a filling shaft 1.
  • Fiber flakes are transported through transport channels (not shown) through the various blowroom process stages and finally fed to the carding machine in the filling shaft. This then passes the fiber flakes on to the card as cotton wool.
  • the feed roller 3 and feed trough 4 together feed the fiber flakes to the lickerins 5a, 5b and 5c.
  • the licker open the fiber flakes and remove some of the dirt particles.
  • the last licker-in roller 5c transfers the fibers to the card drum 6.
  • the card drum 6 works together with the lids 7 and thereby parallelizes the fibers even further. After the fibers have, in part, carried out several revolutions on the card drum 6, they are removed from the card drum 6 by the take-off roller 8, fed to the squeeze roller 9 and finally deposited as card tape 10 in a can stick in a can (not shown).
  • Stationary working elements can basically be assigned to each roller of the card.
  • the licker-in 5a, 5b and 5c and the drum 6 are very often equipped with cleaning elements such as knives 18 or carding elements 17.
  • the exact number of work elements and their sequence can vary from card to card. Basically, however, most rollers are completely covered so that no fibers, dirt and dust can escape. At the takeover point of Roll to roll you will find guiding elements, or a tongue.
  • stationary working elements can also be arranged in the rollers in the filling shaft, for example EP 787841 discloses cleaning elements which are assigned to the opening point.
  • the drum 6 can be divided into four areas.
  • the revolving cover 11 forms the main carding zone 13, while the pre-, post- and sub-carding zones are mostly equipped with stationary working elements.
  • stationary working elements can be cover elements or formwork elements 16, carding elements 17, knives possibly with a suction device 18, or guide elements 19.
  • FIGS. 2A to 2E schematically illustrate the problem of thermal expansion and the inventive approaches.
  • a combination of a stationary working element 20 and a roller 21 was chosen as an example.
  • the inventive solution can also be used in other combinations such as two rollers or a flat bar can be applied to one roller.
  • the working gap 22 is shown evenly over the entire working width.
  • the steady state of work is the desired situation. In order to avoid a collision between the two elements, this working gap is very often set a little further in practice when the card is cold. After the card has reached its steady state of heat, the working gap is adjusted to the desired size.
  • FIG. 2B shows the situation after the card elements have been heated, the surface of the elements being cambered (or bulbous) deformed by the thermal expansion.
  • the greatest expansion effects are in the middle of the working width, indicated in the drawing as 23.
  • the working gap here has become considerably narrower than in the edge areas.
  • FIG. 2C shows the temperature differences over the outside and center 24. Depending on the nature and position of the elements, this can take place either in the direction of the working width, as shown for the roller or radially, as shown for the working element. With working elements such as flat bars or stationary working elements, for example, this can lead to an overall curvature of the entire element.
  • FIG. 2D An inventive approach is shown in Figure 2D.
  • the working side is machined or straightened sufficiently so that after the warm-up phase the carding gap is again uniform across the entire working width.
  • the dimension of the hollow machining 25 corresponds to the thermal expansion to be expected in the desired production.
  • Opposing elements are preferably corrected in such a way that together they achieve the desired working gap after the thermal expansion, without the need to readjust.
  • Figure 2E shows a further inventive variant. With this variant, only one of the two elements is corrected, e.g. in the drawing the working element while the opposite roller is not corrected. After heat stabilization, a working gap is created which is constant over the entire working width, although the shape of the gap itself is not straight, as described in FIG. 2A. This approach has the advantage that only part of the card elements have to be adjusted.
  • the elements can either only be edited on the desktop or the element as a whole can be straightened.
  • the processing can take place during the production of the element and / or in the post-processing. For example, turning, bending, milling or grinding are suitable as working methods.
  • the correction is generally greater than the manufacturing tolerance that is normally stopped during the production of card elements.
  • the inventive solution can be used regardless of the choice of material for the individual components.
  • Carding segment 18. Knife with possibly a suction device 19.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft Elemente für eine Karde, die nach einer allfälligen Aufwärmperiode beim Herstellen von Kardenbändern bei einen bestimmte Produktion, die gewünschte Oberflächeform erhalten, die ein über die Arbeitsbreite der Walze gleiche Distanz zwischen der Garnitur der Walze und das Gegenelement garantieren.

Description

Anpassung der Kardeelementen an Wärmeausdehnungseffekten
Die Erfindung betrifft Elemente für eine Karde, die nach einer allfälligen Aufwärmperiode beim Herstellen von Kardenbändern bei einen bestimmte Produktion, die gewünschte Oberflächeform erhalten, die eine über die Arbeitsbreite der Walze gleiche Distanz zwischen der Garnitur der Walze und das Gegenelement garantieren.
Garnierte Walzen werden im Bereich Spinnereimaschinen an vielen Stellen eingesetzt. Diese Walzen weisen meistens an der Stirnfläche mindestens zwei Walzeschilde oder Flanschen auf, in welchen einerseits die Walze drehbar gelagert ist und welchen anderseits Auflageelemente zur Aufnahme und/oder Abstützung von zusätzlichen Arbeitselementen umfassen können. Die Arbeitselementen haben gemeinsam, dass sie etwas länger als die Arbeitsbreite der Walze sind, und links und rechts auf den Auflageelementen aufliegen, zum Beispiel Segmentbogen, Verdecksegmente oder (flexible-) Bögen, die zum Teil auch einstellbar sind.
Diese Arbeitselemente kann man in zwei Hauptgruppen einteilen: stationäre Arbeitselemente, die ortsfest angeordnet werden, zum Beispiel Kardierelemente, Verschalungselemente, Messer, Roste, oder Leitlelemente, und bewegte Arbeitselemente, die mit Hilfe eines endlos umlaufenden Bandes, zum Beispiel einer Kette oder einem Riemen, über die Auflagefläche der Auflageelemente gezogen werden, zum Beispiel die Deckel einer Karde.
Walzen in Spinnereimaschinen, insbesondere Putzereimaschinen, zum Beispiel Reiniger oder Karden, werden neben Verschalungssegmenten auch umgeben von Messern, Rosten, Kardiersegmenten oder Leitlelementen. Diese können die Form von Platten oder Stäben, eventuell versehen mit einer Garnitur z.B. Sägezahngarnitur, haben und sie haben immer eine Seite, die gegenüber der Garnitur der Walze angeordnet ist. Die Distanz zwischen dieser Seite und der Garnitur der Walze wird möglichst präzise eingestellt. Diese Einstellung beeinflusst, abhängig von der Funktion des Elements unter anderem die Kardierqualität und/ oder die Menge der Schmutzausscheidung. Vor allem bei den Kardiersegmenten erhöht eine enge Distanz die Kardierqualität der Karde und verringert die Nissenzahl im Kardenband. Eine optimale Einstellung ist dann erreicht, wenn die gewünschte Distanz während des Betriebs über der ganzen Arbeitsbreite gleich ist. Da diese Einstellungen im Bereich von Zehntelmillimeter liegen, können Abweichungen von
Hundertstelmillimeter schon einen erhebliche Effekt auf die Funktion der einzelnen Segmente haben. Ausserdem wird durch die homogene Belastung der Elemente über die gesamte Arbeitsbreite die Verschleissdauer verlängert.
Allerdings ist diese gewünschte, feine Einstellung über der gesamte Breite der Karde schwierig zu erreichen. Die Wärmeausdehnung und ihr Einfluss auf die verschiedenen Elemente der Karde wird im einzelnen nachfolgend näher erläutert.
Bei der Inbetriebnahme der Karde, d.h. bei der Produktion vom Kardenband, durchläuft die Karde eine Aufwärmperiode. Die Dauer der Aufwärmperiode und die erzeugte Aufwärmung wird durch die Trommeldrehzahl, durch die Produktionshöhe und durch die gewählten Einstellungen der Elemente zueinander beeinflusst. Bei niedrigerer und bei hoher Produktion dauert die Aufwärmzeit in etwa gleich lang; die erzeugte Wärme ist jedoch bei hoher Produktion höher. Während diese Aufwärmperiode dehnen sich die verschiedenen Komponenten wärmebedingt aus. Bei einer Hochleistungskarde wird mit hoher Produktion gearbeitet, was zu einer zusätzlichen Erwärmung führt. Vor allem enge Einstellungen zwischen Kardierelement, Deckel oder Messer, und Trommel stellen eine Gefahr dar, weil sich die Elemente berühren können. Zum Beispiel: ein gewünschter Kardierspalt zwischen einem Kardierelement, gebildet aus einem Aluminiumprofil und der Trommel ist bei kalter Einstellung - vor der Inbetriebnahme der Karde - 0,5 mm. Bei einer Produktion von 150 kg/h ist nach der Aufwärmzeit der Karde der effektive Spalt nur noch 0,2 mm gross. Diese Verringerung von 0,3 mm ist zurückzuführen auf die Wärmeausdehnung der Trommeloberfläche und der Kardier-Oberfläche und der Wärmeausdehnung der Arbeitselemente, sowie auf die Faser/Metall Reibung, die bei der Kardenbandproduktion zwischen den Kardierelementen auftritt. Aus WO 79/00983 ist ein Verfahren zum Kontrollieren der Arbeitsbedingungen in einer Karde mit zwei rotierenden Trommeln bekannt. Unter anderem wird zum Ausgleich von Erwärmungen der Abstand zwischen den beiden Trommeln verändert. Diese Veränderung erfolgt mittels Zylindern, welche derart längenveränderlich ausgebildet sind, dass sie entsprechend der vorliegenden Temperatur den Abstand der Achsen der Trommeln verändern können. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist anstelle von zwei Trommeln auch eine Karde mit einer Trommel und einem Wanderdeckelaggregat dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel (Figur 3) wird der Abstand des Wanderdeckelaggregats von der Achse der Trommel mit einem Zylinder verändert. Die Erfassung der jeweiligen Temperatur an der Trommel erfolgt mit einem Sensor, welcher die Veränderung der Zylinder über eine Steuerung veranlasst. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist der große Aufwand, welcher betrieben werden muss, um das System zu steuern. Es sind Sensoren sowie Steuereinrichtungen und Stellelemente erforderlich, welche aufeinander abgestimmt sein müssen, um entsprechend vorher festgelegter Bedingungen eine Veränderung des Abstandes der Trommel von dem Wanderdeckelaggregat bzw. den Abstand der beiden Trommeln voneinander zu bewirken. Ein Ausfall der Steuerelemente bewirkt eine Fehlproduktion, da der Abstand von Trommel zu Wanderdeckelaggregat nicht mehr in dem erforderlichen Abstand vorliegt und die Fasern nicht mehr mit der erforderlichen Genauigkeit kardiert werden können.
Aus EP 0 071 166 A1 sind Vorrichtungen zum Kühlen der Trommel einer Karde bekannt. Gemäss der Offenbarung dieser Schrift wird versucht, die Trommel durch Flüssigkeitskanäle, welche innerhalb der Trommel angeordnet sind, auf einer bestimmten Oberflächentemperatur zu halten. Damit soll bewirkt werden, dass die Temperatur des Zylinders während des Betriebs der Karde im wesentlichen konstant gehalten wird und somit die Ausdehnung der Trommel in Bezug auf ein Wanderdeckelaggregat gering ist oder vermieden werden kann. Nachteilig bei einer derartigen Ausbildung ist es, dass es sehr aufwendig ist, Flüssigkeit in das Trommelinnere einzuführen. Es ist hierzu eine Hohlwelle erforderlich, um die Flüssigkeit in das Trommelinnere zu bringen und wieder daraus zu entfernen. Ausserdem ist die Temperatur der Flüssigkeit und/oder der Trommel zu überwachen, um auf die entsprechende Betriebstemperatur reagieren zu können. Die dargestellte Lösung des Problems ist somit ebenfalls sehr kostenintensiv in der Herstellung sowie im Unterhalt. Aus EP 0431 485 B1 und EP 1 031 650 sind Karden bekannt, bei denen auch eine Lösung der Wärmeabfuhr gesucht wird.
Oben genannte Lösungen haben den Nachteil, dass sie entweder nur eine Lösung über die Gesamtbreite anbieten oder die Wärmeeffekte nur lindern, wie es beim Kühlen der Fall ist.
Durch das Aufwärmen entsteht aber nicht nur eine Wärmeausdehnung über der gesamten Arbeitsbreite der Karde, sondern es entstehen auch Wärmegradienten über die Ausführungsformen der verschiedenen Bauteile der Karde. Zum Beispiel kann an der Trommeloberfläche ein Temperatur von 45°C entstehen. Ein an der Trommel angeordnetes Festkardiersegment wird auf der Seite der Trommelgarnitur auch diese Temperatur in etwa erreichen. Dagegen wird an die Trommel abgewandte Seite des Kardiersegments, die konstruktionsbedingt (aufgrund der Arbeitsbreite und der Genauigkeit der Elemente) mehrere Zentimeter hohe Rücken haben, die Temperatur einen deutlich tieferen Wert erreichen (z. B. 28°C) Die Unterschied in Temperatur über ein Festkardiersegment kann somit einige Grade Celsius betragen. Wie gross dieser Temperaturunterschied ist, ist abhängig von der Beschaffenheit des Segments (Konstruktion, Material), der geleisteten Kardierarbeit (Drehzahl, Produktion), der Abstands des Elements zu der Walze, und wie die Wärme, die entsteht, abgeleitet werden kann. In EP 1 031 650 wird ein Beispiel gegeben für eine Kardenkonstruktion, die die entstehende Wärme besser ableitet. Dieser Wärmegradient verursacht ein Durchbiegen der Elemente über der Breite der Karde. Durch diese Durchbiegung entsteht in der Mitte ein engerer Kardierspalt als aussen. Hierdurch entsteht ein ungleichmässiger Kardierspalt, der sich nach aussen verbreitet. Dies führt zu einer verringerten Kardierqualität und/ oder einer schlechteren Schmutzausscheidung und / oder einer schlechteren Nissenauflösung. Ebenfalls kann dies zu „Seitenflug" der Fasern führen. Das heisst, dass Fasern sich in der
Randregionen ansammeln, und/ oder sich sogar absetzen, insbesondere ausserhalb der Arbeitsbreite. Diese Effekte kommen bei einer handelsüblichen Karde mit einer Arbeitsbreite von 1 Meter weniger zum Ausdruck. Bei der neuen Generation von Hochleistungskarden ist die Arbeitsbreite aber grösser als 1 Meter, zum Beispiel 1 ,5 Meter. Die Abweichung, die durch die obengenannte Effekte entstehen, können hier nicht vernachlässigt werden, sondern sind ein Problem für die gesamte Kardierqualität der Karde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kardenelemente der Eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeiden, die insbesondere die Elemente der Karde so gestalten, dass die Wärmeeffekte nach der Aufwärmperiode eliminiert sind und konstante Kardierabstände bei einen vorgegebenen Produktion erreicht werden.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Durch die Gestaltung der Elemente über die Arbeitsbreite der Karde als Hohlprofile wird nach der Aufwärmphase durch der Temperatureinfluss, bei einer vorgegebenen Produktion, eine Profilform erreicht, die einem gerade gefertigten Profil entspricht. Die Elemente die dafür geeignet sind, sind insbesondere die Walzen, die Deckel der Wanderdeckel und die stationären Arbeitselemente, zum Beispiel Messer, Kardiersegmente oder Leitelemente.
Die erfinderische Lösung ist grundsätzlich an alle die Kardeelemente einsetzbar, die eine Oberfläche aufweisen, die mit Fasermaterial in Kontakt sind oder kommen. Dies sind sowohl die Arbeitselementen, zum Beispiel Kardiersegmenten, Messer, Zunge oder Deckel, wie auch alle Walzen, zum Beispiel Trommelwalze, Abnehmerwalze, Vorreisserwalze.
Mit dem Begriff „hohl" ist gemeint, dass das Element an der Seite die mit dem Fasermaterial in Kontakt kommen kann, mindestens in einer Dimension des Elements, über die Arbeitsbreite der Karde konkav geformt ist, oder anders gesagt das Element hat einen konkave Bogenform über die Arbeitsbreite der Karde. Ein Beispiel wäre ein Hohlprofil bei einer Produktion von 60 kg/h und einer Trommeldrehzahl von 850 min-1. Diese Produktion wird sehr oft eingesetzt für Faserbänder die für qualitative hochwertige Garnen bestimmt sind, (z.B. gekämmte Ringspinngarne). Das Hohlprofil hat in kaltem Zustand einem maximalen Unterschied zwischen Mitte des Elements und der Stirnseite von beispielsweise 0,2 mm oder anders gesagt: Das Profil wurde 0,2mm hohl gefertigt. Nach der Aufwärmphase ist das Element thermostabil oder anders gesagt in ein stationäre Wärmezustand. Durch die verschiedenen Aufwärmeffekte hat diese Thermostabilisierung dazu geführt, dass das Element wieder als eine Gerade geformt ist. Das Hohlprofil ist über die Arbeitsbreite derart gestaltet, dass der Wärmeeffekt ausgeglichen wurde, vorzugsweise bei der Produktion von qualitativ hochwertige Garne.
Vorzugsweise sind alle Walzen und Arbeitselemente derart hohlformig konstruiert, dass sie nach der Aufwärmphase (wenn der stationäre Wärmezustand der Karde erreicht ist) eine gerade Fläche formen. Insbesondere die Trommel und denen zugeordnete Arbeitselemente sind am meisten geeignet für diese erfinderische Konstruktion. An der Trommel werden die engsten Einstellungen an der Karde gewählt. Aufgrund der engen Einstellungen und der hohen Umfangsgeschwindigkeit der Trommel (die höchste an den Karde) ist dort die Faser/Metall Reibung zwischen Trommel und Arbeitselementen am höchsten, was zu der grössten Wärmeentwicklung an der Karde führt. Somit werden dort die Abstände der Elemente zur Karde am meisten beeinflusst. Je kleiner dieser Abstand und je präzise dieser eingestellt und über der Arbeitsbreite der Karde gehalten werden kann, desto höher ist die Qualität des produzierten Kardenbandes bzw. Endprodukt (z.B. Garn).
Da Elementen wie Walzen oder Arbeitselementen verschiedene Ausdehnungsformen und somit verschiede Wärmeausdehnungen haben, sollte die Korrektur auf eine ideale Produktionsmenge ausgelegt werden, insbesondere kann die Karde gesamthaft auf eine ideale Produktionsmenge ausgelegt werden. Insbesondere sollen die zu erwartenden Ausdehnungen so berücksichtigt werden, dass keine Kollision zwischen ihnen möglich und dass insbesondere kein Nachstellen des Abstandes der einzelnen Komponenten zueinander notwendig ist. Ein Karde nach der beschriebenen Erfindung hat die einzelnen Elemente derart hohl geformt, dass die Korrektur aller Elemente ein gleichmässiger Arbeitsspalt zu Folge hat. Die Erfindung ist aber nicht nur auf die Karde als solches eingeschränkt, sie kann insbesondere auch für einzelne Baugruppen eingesetzt werden. An Hand von den Figuren wird die Erfindung weiter erläutert. Für alle Zeichnungen werden die gleiche Bezugszeichen verwendet.
Figur 1 Schematische Seitenansicht eine Karde.
Figur 2A bis 2E Schematische Darstellung der Wärmeeffekte und die erfinderischen Lösungsansätze, über die Arbeitsbreite der Karde.
Figur 1 zeigt eine Wanderdeckelkarde, z. B. die Rieter Karde C60 mit einer Arbeitsbreite von 1 ,5 Meter, mit einem Füllschacht 1. Faserflocken werden durch Transportkanäle (nicht gezeigt) durch die verschiedenen Putzereiprozessstufen transportiert und schlussendlich in dem Füllschacht der Karde zugeführt. Diese gibt die Faserflocken dann als Watte an die Karde weiter. Die Speisewalze 3 und Speisemulde 4 zusammen speisen die Faserflocken zu den Vorreissern 5a, 5b und 5c. Die Vorreisser öffnen die Faserflocken und entfernen einen Teil der Schmutzpartikel. Die letzte Vorreisserwalze 5c übergibt die Fasern an die Kardentrommel 6. Die Kardentrommel 6 arbeitet mit den Deckeln 7 zusammen und parallelisiert hierbei die Fasern noch weiter. Nachdem die Fasern zum Teil mehrere Umläufe auf der Kardentrommel 6 durchgeführt haben, werden sie von der Abnehmerwalze 8 von der Kardentrommel 6 abgenommen, der Quetschwalze 9 zugeführt und schliesslich als Kardenband 10 in einem Kannenstock in einer Kanne abgelegt (nicht gezeigt).
Stationäre Arbeitselemente kann man grundsätzlich jeder Walze der Karde zuordnen. Insbesondere die Vorreisser 5a, 5b und 5c und die Trommel 6 sind sehr oft mit Reinigungselementen wie Messer 18, oder Kardierelemente 17 ausgestattet. Die genaue Anzahl der Arbeitselemente und deren Folge kann von Karde zu Karde variieren. Grundsätzlich jedoch sind die meisten Walzen vollständig abgedeckt, damit keine Fasern, Schmutz und Staub austreten kann. Bei der Übernahmestelle von Walze zu Walze findet man eher Leitelemente, oder eine Zunge. Aber auch bei den Walzen im Füllschacht können stationäre Arbeitselemente angeordnet sein, zum Beispiel offenbart EP 787841 Reinigungselemente, die der Auflösestelle zugeordnet sind.
Die Trommel 6 kann in vier Teilgebiete eingeteilt werden. Die Vorkardierzone 12, die Hauptkardierzone 13, die Nachkardierzone 14 und die Unterkardierzone 15. Bei einer Wanderdeckelkarde formen die Wanderdeckel 11 die Hauptkardierzone 13, während die Vor-, Nach-, und Unterkardierzone meistens mit stationären Arbeitselementen ausgestattet sind. Allerdings gibt es auch Karden, die keinen Wanderdeckel haben, statt dessen befinden sich dann stationäre Arbeitselemente in der Hauptkardierzone. Diese stationären Arbeitselemente können Abdeckelemente oder Verschalungselemente 16, Kardierelemente 17, Messer eventuell mit einer Absaugungsvorrichtung 18, oder Leitelemente 19 sein.
Figur 2A bis 2E stellt die Problematik der Wärmeausdehnung und die erfinderische Lösungsansätze schematisch dar. Als Beispiel wurde eine Kombination von einem stationären Arbeitselement 20 und eine Walze 21 gewählt. Die erfinderische Lösung kann aber auch bei anderen Kombinationen wie z.B. zwei Walze oder ein Deckelstab gegenüber einer Walze angewendet werden.
In Figur 2A ist der Arbeitsspalt 22 gleichmässig über die gesamte Arbeitsbreite dargestellt. Die stationäre Arbeitszustand ist die gewünschte Situation. Um eine Kollision zwischen den beiden Elementen zu vermeiden, wird dieser Arbeitsspalt sehr oft in der Praxis bei kalter Karde etwas weiter eingestellt. Nachdem die Karde ihren stationäre Wärmezustand erreicht hat, wird der Arbeitsspalt auf das gewünschte Mass nachgestellt.
Figur 2B zeigt die Situation nach der Erwärmung der Kardenelementen, wobei die Oberfläche der Elementen durch die Wärmeausdehnung bombiert (oder bauchig) verformt sind. Die grössten Ausdehnungseffekten befinden sich in der Mitte der Arbeitsbreite, in der Zeichnung angegeben mit 23. Dadurch ist hier der Arbeitsspalt erheblich enger als in der Randbereichen geworden. Figur 2C zeigt zusätzlich zu diesen Erwärmungseffekten die Temperaturunterschiede über Aussen und Mitte 24. Dies kann, abhängig von der Beschaffenheit und der Lage der Elemente, sowohl in Richtung der Arbeitsbreite, wie gezeigt bei der Walze oder radial, wie gezeigt bei dem Arbeitselement, verlaufen. Bei Arbeitselemente wie Deckelstab oder stationäre Arbeitselementen zum Beispiel, kann dies zu einer gesamten Krümmung des gesamten Elementes führen.
Ein erfinderischer Lösungsansatz ist in Figur 2D wiedergegeben. Die Arbeitsseite wird genügend hohl bearbeitet oder gerichtet, so dass nach den Aufwärmphase der Kardierspalt wieder gleichmässig über die gesamte Arbeitsbreite ist. Das mass der hohle Bearbeitung 25 entspricht der zu erwartenden Wärmeausdehnung bei der angestrebte Produktion. Vorzugsweise werden gegenüberliegende Elemente derart korrigiert, dass sie gemeinsam den gewünschten Arbeitsspalt nach der Wärmeausdehnung erzielen, ohne das eine Notwendigkeit besteht nachzustellen. Figur 2E zeigt ein weitere erfinderische Variante. Bei diese Variante wird nur einer der beiden Elemente korrigiert, in Zeichnung z.B. das Arbeitselement, während die gegenüberliegende Walze nicht korrigiert wird. Nach der Wärmestabilisierung entsteht so ein Arbeitsspalt, der über die ganzen Arbeitsbreite konstant ist, obwohl die Form der Spalt selber nicht gerade ist, wie beschrieben in Figur 2A. Dieser Lösungsansatz hat als den Vorteil, dass nur ein Teil der Kardenelementen angepasst werden müssen.
Die Elementen könne entweder nur auf der Arbeitsoberfläche bearbeitet werden oder das Element als Ganzes kann gerichtet werden. Die Bearbeitung kann während der Produktion des Elements und/oder in der Nachbearbeitung stattfinden. Als Arbeitsverfahren eigenen sich zum Beispiel Drehen, Biegen, Fräsen oder Schleifen. Die Korrektur ist im Allgemeiner grösser als die Fertigungstoleranz, die bei der Produktion von Kardenelementen normal angehalten werden. Die erfinderische Lösung ist unabhängig von der Materialwahl der einzelne Komponenten einsetzbar. Legende:
1. Füllschacht
2. Auflösestelle 3. Speisemulde
4. Speisewalze
5. a, b, c, Vorreisser
6. Trommel
7. Deckelstab 8. Abnehmerwalze
9. Quetschwalze
10. Faserband
11. Wanderdeckelvorrichtung
12. Vorkardierzone 13. Hauptkardierzone
14. Nachkardierzone
15. Unterkardierzone
16. Abdeckelement oder Verschalungselement
17. Kardiersegment 18. Messer mit eventuell eine Absaugungsvorrichtung 19. Leitelement 20.Arbeitselement
21. Walze
22. Kardierspalt oder Arbeitsspalt 23. Wärmeausdehnung
24. Temperaturgradient
25. Korrektur
26. Form in kalte Zustand
27. Form nach Aufwärmphase

Claims

Patentansprüche
1. Element für eine Karde, das mit mindestens eine Seite mit dem Fasermaterial in Kontakt kommen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Element an dieser Seite über der Arbeitsbreite der Karde einen konkaven Bogen aufweist.
2. Element nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenkrümmung des Elements so gewählt ist, dass die thermische Durchbiegung des Elements korrigiert wird.
3. Element nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass diese Seite eine Kardierfunktion und/ oder Reinigungsfunktion und/oder Abnahmefunktion und /oder Abdeckfunktion hat.
4. Element nach Anspruch 1 , 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Element ein Arbeitselement ist, insbesondere ein Kardiersegment, ein Deckel, ein Messer, ein Leitelement, ein Verdecksegment oder ein Zunge.
5. Element nach Anspruch 1 , 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Element ein Walze ist, insbesondere ein Trommel, oder ein Abnehmerwalze.
6. Karde mit Elementen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenkrümmung des Elements so gewählt ist, dass nur die thermische Durchbiegung des Elements korrigiert wird.
Karde mit Elementen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenkrümmung des Elements so gewählt ist, dass die thermische Durchbiegung des Elements und des Gegenelements korrigiert wird.
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