EP2710176A1

EP2710176A1 - Vorrichtung zum ausscheiden von schmutz und kurzfasern aus einem fasergut

Info

Publication number: EP2710176A1
Application number: EP12726340.8A
Authority: EP
Inventors: Emil Medvetchi
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2032-05-16
Also published as: CN103562448A; CN103562448B; EP2710176B1; US20140076786A1; CH704983A1; WO2012159219A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausscheiden von Schmutz und Kurzfasern aus einem Fasergut (42) in einer Spinnereivorbereitungsmaschine. Das aus einer Vielzahl von Fasern bestehende Fasergut (42) ist von einem Transportmittel (40) gehalten. Die Vorrichtung umfasst zumindest ein Elektrodenpaar (43, 44, 50, 51, 60, 61, 70, 71) und das Elektrodenpaar (43, 44, 50, 51, 60, 61, 70, 71) ist an einer Hochspannungsquelle (48) zur Erzeugung eines elektrischen Feldes mit einer Feldstärke (E) angeschlossen. Das Elektrodenpaar (43, 44, 50, 51, 60, 61, 70, 71) ist gegen das Fasergut (42) gerichtet angeordnet und das Fasergut (42) ist relativ zum Elektrodenpaar (43, 44, 50, 51, 60, 61, 70, 71) in Bewegung.

Description

Vorrichtung zum Ausscheiden von Schmutz und Kurzfasern aus einem Fasergut

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine zum Ausscheiden von Schmutz und Kurzfasern aus einem Fasergut.

Es sind aus dem Stand der Technik verschiedene Vorrichtungen bekannt, welche in der Spinnereivorbereitung der Ausscheidung von Schmutz und Kurzfasern dienen. Stellvertretend wird die Problematik in der Folge am Beispiel der Baumwollverarbeitung dargestellt. In der Baumwollverarbeitung werden die Baumwollfasern, nach deren Reinigung und Öffnung zu Faserflocken in der sogenannten Putzerei, in einer Karde aufgearbeitet und parallelisiert. Die Faserflocken werden über einen Einfüllschacht einem Vorreisser zugeführt, welcher die Fasern auf die Kardentrommel übergibt. Über mehrere Umläufe der Kardentrommel hinweg werden die Fasern kardiert, das heisst die Fasern werden parallelisiert und ausgerichtet. Für diesen Vorgang sind der Kardentrommel gegenüber sogenannte Deckel angebracht in Form von Fest- oder Wanderdeckel. Auf den Deckeln sind Garnituren vorgesehen, welche mit den auf der Kardentrommel vorhandenen Garnituren zusammenarbeiten. Diese Zusammenarbeit führt zur Längsorientierung der Fasern. Die Zusammenhänge eines Kardiervorganges nach dem Stand der Technik werden anhand der Figur 2 beispielhaft an dieser Stelle kurz erklärt:

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Kardiervorganges zwischen einer Trommelgarnitur 20 und einem Wanderdeckel 10 mit einer flexiblen Garnitur 21. Die Drehrichtung der Kardentrommel und damit die Bewegungsrichtung 25 des von der Trommelgarnitur 20 gehaltenen Fasergutes 22 ist mit dem Pfeil 25 angegeben. Der Wanderdeckel 10 wird in die Richtung 23 bewegt. Erfolgt die Bewegung 23 des Wanderdeckels 10 in die gleiche Richtung wie die Kardentrommel, so ist zu beachten, dass die Trommelgarnitur 20 viel schneller bewegt wird als die flexible Garnitur 21 , was dazu führt, dass die Bewegungsrichtung 23 des Wanderdeckels 10 für die Erklärungen nicht von Bedeutung ist. Das von der Trommelgarnitur 20 aufgenommene Fasergut 22 wird am Wanderdeckel 10, respektive der flexiblen Garnitur 21 vorbeigeführt. Durch die Reibung zwischen der Garnitur 21 und dem Fasergut 22 bleiben zunächst einzelne Fasern

BESTÄTIGUNGSKOPIE an den Nadelspitzen hängen. Sie dienen als Hilfsmittel zum Einfangen von Störpartikeln wie Blattteile 26, Staubpartikel 27, Stengelteile 28, Schalenteile 29 und Fasernissen 30. Ein Vollsetzen der Garnitur 21 wird unter anderem bestimmt durch die Ausführung der Garnitur 21.

Die Wanderdeckel erfüllen grundsätzlich vier Funktionen, sie sollen die Faserflocken bis zur Einzelfaser auflösen, Störpartikel ausscheiden, Fasernissen auflösen und die Fasern parallelisieren und orientieren. Da wie oben beschrieben eine Ausscheidung von Schmutzpartikeln erst nach Aufnahme von Einzelfasern erfolgt, ist bei gering ver- schmutztem Rohstoff auch eine reduzierte Aufnahme von Einzelfasern notwendig. Die Aufnahme von Einzelfasern wiederum hängt von der Stellung der Garnituren zueinander und von der Garniturausführung ab. Zudem wird die Längsorientierung der Fasern wesentlich beeinflusst vom Abstand zwischen den Garnituren, dem sogenannten Kar- dierspalt.

Diese Verfahrensweise der Kardierung nach dem Stand der Technik hat den Nachteil, dass eine gleichzeitige Reinigung und Längsausrichtung der Fasern für die Anforderungen an beide Prozesse ein Kompromiss darstellt. Durch eine in den letzten Jahren erreichte Verbesserung der Reinigung der Baumwolle in der Putzerei und eine Steigerung der Leistungen im gesamten Bereich der Baumwollverarbeitung sind die Anforderungen an die Qualität der Kardierung stetig gewachsen. Der Einsatz der heute zur Verfügung stehenden Hochleistungskarden und die Verbesserungen in den Putzereianlagen führen dazu, dass durch die heutigen Prozesse im Verhältnis zur erreichten Schmutzausscheidung eine zu hohe Faserschädigung in Kauf zu nehmen ist. Beispielsweise hat eine hohe Schmutzausscheidungsrate bei Wanderdeckeln den Nachteil, dass eine tiefe Kardierung erfolgen muss, das heisst es werden viele Gutfasern in die Garnitur aufgenommen und aus dem Kardierprozess entfernt um eine hohe Schmutzausscheidung zu erreichen. Die Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, welche ein Ausscheiden von Schmutz und Kurzfasern aus einem Fasergut ermöglichen ohne eine Schädigung des Fasergutes oder einen Verlust an Gutfasern zu verursachen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Ausscheiden von Schmutz und Kurzfasern in einer Spinnereivorbereitungsmaschine aus einem Fasergut, wobei das Fasergut durch ein Transportmittel in einer Transportrichtung bewegt wird. Das Fasergut wird an zumindest einem, an eine Hochspannungsquelle angeschlossenen, Elektrodenpaar vorbei bewegt, wobei zwischen den gegen das Fasergut gerichteten Elektroden des Elektrodenpaares ein elektrisches Feld aufgebaut wird, dessen Feldlinien in einer zur Oberfläche des Fasergutes gleich gerichteten Ebene verlaufen.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung zum Ausscheiden von Schmutz und Kurzfasern aus einem Fasergut in einer Spinnereivorbereitungsmaschine, wobei das aus einer Vielzahl von Fasern bestehende Fasergut von einem Transportmittel gehalten ist. Die Vorrichtung umfasst zumindest ein Elektrodenpaar und das Elektrodenpaar ist an eine Hochspannungsquelle zur Erzeugung eines elektrischen Feldes mit einer Feldstärke (E) angeschlossen, wobei das Elektrodenpaar gegen das Fasergut gerichtet angeordnet ist und das Fasergut relativ zum Elektrodenpaar in Bewegung ist.

Aus der Elektrotechnik ist es bekannt, dass in einem elektrischen Feld verschiedene Kräfte auf ein sogenanntes Dielektrikum einwirken können. Ein Dielektrikum ist ein im wesentlichen nicht elektrisch leitendes Teilchen. Schmutz und Kurzfasern in einem Fasergut verhalten sich in einem elektrischen Feld wie ein Dielektrikum. Im Besonderen sind für die Reinigung von Fasergut diejenigen Kräfte interessant, welche senkrecht zu den Feldlinien eines elektrischen Feldes auf ein Dielektrikum wirken. Ein elektrisches Feld kann beispielsweise zwischen zwei Kondensatorplatten aufgebaut werden. Ein Dielektrikum wird nach der elektrotechnischen Lehre zwischen die Kondensatorplatten ins Feld gezogen, senkrecht zum Verlauf der Feldlinien. Die senkrecht zu den elektrischen Feldlinien an einem Dielektrikum angreifende Zugspannung (Kraft pro Querschnittsfläche des Dielektrikums parallel zu den Feldlinien, welche das Dielektrikum ins elektrische Feld hineinzieht) ist dem Quadrat der Feldstärke proportional. Die Zugspannung ist umso grösser, desto höher die Feldstärke, wobei die Feldstärke dem Quotient aus der elektrischen Spannung und dem Abstand zwischen den Kondensatorplatten entspricht. Durch Erhöhen der Spannung und / oder Verkleinern des Abstandes zwischen den Kondensatorplatten kann die Feldstärke und damit die Zugspannung auf ein Dielektrikum erhöht werden. Diese elektrotechnischen Gesetzmässigkeiten macht sich die Erfindung zu nutze. Ein zu reinigendes Fasergut wird an einem entsprechenden elektrischen Feld vorbeibewegt, wobei die einzelnen Bestandteile des Fasergutes von einer bestimmten Zugspannung vom elektrischen Feld angezogen werden. Das elektrische Feld wird zwischen zwei gegen das Fasergut gerichteten Elektroden aufgebaut. Die Elektroden sind dabei mit den Kondensatorplatten aus obigem Beispiel gleichzusetzen. Die Elektroden werden an eine Hochspannungsquelle angeschlossen, um eine möglichst hohe Feldstärke im Feld zwischen den Elektroden zu erreichen. Das zu reinigende Fasergut wird durch ein geeignetes Transportmittel an den Elektroden vorbeibewegt. Das Transportmittel ist derart beschaffen, dass die sogenannten Gutfasern auf dem Transportmittel gehalten werden. Dies wird beispielsweise durch dafür geeignete Garnituren oder anderweitige Haftmittel erreicht. Die Anordnung der Elektroden erfolgt derart, dass die Feldlinien des zwischen zwei Elektroden aufgebauten elektrischen Feldes in einer zur Oberfläche des Fasergutes gleich gerichteten Ebene verlaufen. Idealerweise verlaufen die Feldlinien in einer Ebene, welche parallel zur Oberfläche des Fasergutes liegt, hierbei würde die grösstmögliche Kraft auf die einzelnen Bestandteile des Fasergutes einwirken. Ein gleich gerichteter Verlauf ist jedoch für die Entfaltung der gewünschten Wirkung ausreichend. Unter gleich gerichtet ist zu verstehen, dass eine Ebene, in welcher die Feldlinien liegen, nicht stärker als 60° gegenüber der Oberfläche des Fasergutes geneigt ist. Bei einer Neigung von 60° nimmt die orthogonal auf die Oberfläche des Fasergutes einwirkende Kraft um 50% ab. Versuche haben gezeigt, dass bereits bei 50% der maximal möglichen Krafteinwirkung eine gute Reinigungswirkung erzielt wird. Dies bedeutet, dass die Oberflächen der Elektroden selbst unter einem Winkel von +60° bis -60° bezüglich der Orthogonalen zur Oberfläche des zu reinigenden Fasergutes gegen das Fasergut gerichtet sind. Eine Ausrichtung des elektrischen Feldes gegenüber der Transportrichtung des Fasergutes hingegen ist nicht notwendig, da die massgebende Kraftwirkung des elektrischen Feldes orthogonal zu den Feldlinien auftritt. Zur besseren Verständlichkeit wird die mögliche Anordnung der Elektroden zur Erzielung der gewünschten Wirkung des zwischen zwei benachbarten Elektroden aufgebauten elektrischen Feldes nachfolgend anhand der Feldstärkevektoren erklärt. Das Fasergut wird mit einer bestimmten Geschwindigkeit an den Elektroden vorbei transportiert. Aufgrund dessen kann anstelle der Oberfläche des Fasergutes ein Geschwindigkeitsvektor definiert werden. Dieser Geschwindigkeitsvektor ist an jeder Stelle des Fasergutes anzusetzen. Bei einem Transport des Fasergutes beispielsweise mit einer Trommel ergeben sich dadurch Geschwindigkeitsvektoren welche tangential an die Hüllkurve der Trommel angelegt sind. Die Feldstärkevektoren zeigen an jeder Stelle des elektrischen Feldes in Richtung der Feldlinien. Am Punkt wo die Feldlinien die Elektrode verlassen, steht der entsprechende Feldstärkenvektor orthogonal zur Oberfläche der Elektrode. Wenn sich nun die Oberflächen der benachbarten Elektroden nicht parallel gegenüber stehen, ergibt sich der Feldstärkenvektor einer Feldlinie als Resultierende aus den an jedem Punkt auf dieser Feldlinie angesetzten Feldstärkenvektoren. Dieser resultierende Feldstärkenvektor liegt in einer Ebene, welche gegenüber der durch die Geschwindigkeitsvektoren gebildeten Ebene gleich gerichtet ist. Unter gleich gerichtet ist zu verstehen, dass die beiden Ebenen nicht mehr als 60° von einer parallelen Anordnung abweichen. Die Anordnung der Elektroden erfolgt derart, dass ein Feldstärkenvektor zu einer Ebene welche den Geschwindigkeitsvektor des Fasergutes enthält, gleich gerichtet ist.

Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Reinigung von Fasergut erfolgt eine Ablenkung der Schmutzpartikel und der Kurzfasern ohne dass das Fasergut mit den Elektroden in Berührung kommt. Nach bekannten Reinigungsverfahren wird das Fasergut geschlagen, gekämmt oder gebürstet. Alle diese Verfahren füh- ren jedoch zu einer starken Beanspruchung des Fasergutes im Reinigungsprozess. Im Gegensatz dazu ist das vorgeschlagene Verfahren praktisch berührungslos, wodurch die vom Transportmittel transportierten Fasern grösstmöglich vor Faserschädigungen durch das Reinigungsverfahren geschont werden. Zudem erfolgt eine klare prozessuale Trennung zwischen einer Reinigung und dem eigentlichen Kardieren resp. Parallelisie- ren und Transportieren des Fasergutes. Es müssen keine Gutfasern mehr aufgenommen werden um eine hohe Reinigungswirkung zu erzielen. Die Elektrodenpaare sind zur Erzeugung eines elektrischen Feldes mit einer Hochspannungsquelle verbunden. Die Hochspannung wird durch eine entsprechende Steuerung den Elektrodenpaaren über elektrische Verbindungen zugeschaltet. Als Hochspannungsquelle können Hochspannungsgeneratoren oder auch Kondensatoren ver- wendet werden. Es ist jedoch zu beachten, dass die Verbindung zwischen der Hochspannungsquelle und den Elektrodenpaaren derart gestaltet wird, dass eine Abschirmung gegenüber dem Bedienungspersonal gegeben ist. Auch ist die Hochspannungsquelle entsprechend mit einer Energiequelle zu verbinden. Wird als Hochspannungsquelle ein Hochspannungsgenerator genutzt, ist eine dauernde Energieversorgung für den Zeitraum sicherzustellen, während dem das elektrische Feld zwischen den Elektroden aufrecht gehalten werden soll. Im Gegensatz dazu hat die Verwendung eines Kondensators den Vorteil, dass dieser über eine Verbindung zu einer Energiequelle geladen werden kann und anschliessend für eine bestimmte Zeit zur Erzeugung des elektrischen Feldes die notwendige Hochspannung liefert ohne dass diese Verbindung auf- recht erhalten werden muss. Das elektrische Feld kann allein durch die gespeicherte Energie des Kondensators erzeugt werden.

Vorteilhafterweise sind die Elektroden als Platten ausgebildet sind. Die beiden Platten bei einem Elektrodenpaar stehen sich in einem bestimmten Abstand gegenüber. Die Kraftwirkung senkrecht zu den Feldlinien kann dadurch verstärkt werden, dass eine Feldstärke des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden des Elektrodenpaares mit zunehmendem Abstand vom Fasergut zunimmt. Eine mit dem Abstand zum Fasergut zunehmende Feldstärke kann beispielsweise erreicht werden durch die geometrische Form der Elektroden. Dadurch dass die Elektroden eine in Richtung zum Fasergut ab- nehmende Dicke aufweisen, ergibt sich eine Inhomogenität der Feldstärke mit dem Verlauf der Elektroden. Eine weitere Möglichkeit ist eine Schrägstellung der Elektroden gegeneinander. Die Elektroden eines Elektrodenpaares sind gegeneinander geneigt angeordnet, wobei der Abstand zwischen den Elektroden in Richtung zum Fasergut zunimmt. Auch sind Mischformen denkbar, beispielsweise kann ein erster Teil einer Elekt- rode einen konischen Querschnitt und ein zweiter Teil einen kontinuierlich verlaufenden Querschnitt aufweisen. Auch kann ein gegen das Fasergut gerichtetes Ende der Elektroden gegenüber dem weiteren Verlauf der Elektrode abgeknickt sein. Eine gezielte Inhomogenität zieht die Verunreinigungen und Kurzfasern weiter in das elektrische Feld in einen freien Raum mit der grössten Feldstärke.

Die Feldlinien eines elektrischen Feldes treten jeweils senkrecht zur Oberfläche der E- lektroden in die Elektroden ein respektive aus. Dadurch ergeben sich, angepasst an die geometrische Form der Elektroden, bei verschiedenen Ausführungsformen leicht gebogene Feldlinien. Dies ist jedoch für deren Wirkung nicht relevant. Bei symmetrischer Anordnung der Elektroden ist die für die Reinigung massgebende Kraftwirkung in die Richtung der Winkelhalbierenden aus den Ein- und Austrittswinkeln der Feldlinien ge- richtet. Die Ebene ist dadurch bestimmt, wie die Resultierende der Feldlinien verläuft. Die Ebene in welcher die theoretischen Feldlinien verlaufen steht immer senkrecht auf der Kraftwirkung, die aus der Summe aller zu den Feldlinien orthogonal wirkenden Kräften zwischen zwei Elektroden resultiert. Die absolute Feldstärke muss mit einer Hochspannung erzeugt werden, welche unter der Durchschlagspannung in der Luft ist. Die Durchschlagspannung in Luft liegt unter normalen klimatischen Bedingungen in der Grössenordnung von 3'200 Volt pro mm. Die maximale Spannung welche an die Elektrodenpaare angelegt werden kann ohne dass ein Funkenüberschlag erfolgt wird bestimmt einerseits durch den Abstand zwischen den Elektroden und andrerseits durch den Abstand der Elektroden zum Fasergut. Erfah- rungsgemäss kann mit einer Spannung von unter 3Ό00 pro mm ein Funkenüberschlag zuverlässig vermieden werden.

Die vom Transportmittel nicht gehaltenen Schmutzteilchen und Kurzfasern werden durch die Kraftwirkung orthogonal zu den Feldlinien des elektrischen Feldes zwischen die Elektroden gezogen und festgehalten. Das Festhalten der Teilchen und Kurzfasern ist gegeben durch eine Polarisierung der Teilchen im elektrischen Feld, was dazu führt, dass sie an eine der beiden Elektroden angelehnt werden und sich gegenseitig durch entsprechende Reibung verhaken. Zusätzlich hilft es, wenn die Feldstärke mit der Ent- fernung vom Fasergut zunimmt, da die Kraftwirkung orthogonal zu den Feldlinien mit zunehmender Feldstärke ebenfalls zunimmt. Durch die Polarisation werden die

Schmutzteilchen in polarisierte Dipole verwandelt. Diese Dipole werden mit deren län- geren Achse den Feldlinien des elektrischen Feldes entlang angeordnet. Da die

Schmutzteilchen als Dipole schwach leitend sind, entstehen durch deren Verkettung virtuelle Kondensatorschaltungen in Serie. Durch minimalste Abstände zwischen den Schmutzteilchen oder Teilen ihrer Oberflächen, kann dies zu lokal erhöhten Feldstärken führen. Durch diese lokal erhöhten Feldstärken bleiben die Schmutzteilchen aneinander in der gebildeten Verkettung haften.

Im Gegensatz dazu werden die Gutfasern von dazu geeigneten Vorrichtungen am Transportmittel festgehalten und widerstehen damit der Anziehungskraft des elektrischen Feldes.

Vorteilhafterweise weisen die Elektroden einen Abstand von 0.1 mm bis 5.0 mm zum Fasergut auf. Bevorzugterweise ist der Abstand in einem Bereich von 0,3 mm bis 2 mm. Die Wahl des Abstandes ist dabei abhängig vom gewünschten Reinigungseffekt und den Eigenschaften des zu reinigenden Fasergutes. Vorausgesetzt, dass der Abstand zwischen den Elektroden mindestens dem doppelten Abstand zwischen den Elektroden und dem Fasergut entspricht ergibt sich für die anzulegende Hochspannung ein Wert von 500 V bis 15Ό00 Volt.

Vorteilhafterweise werden in einer Vorrichtung zum Ausscheiden von Schmutz und Kurzfasern aus einem Fasergut in einer Spinnereivorbereitungsmaschine eine Vielzahl von Elektrodenpaaren eingesetzt. Dabei sind die Elektrodenpaare hintereinander und nebeneinander versetzt angeordnet sind, sodass alle Teile des Fasergutes an zumindest einem Elektrodenpaar vorbeigeführt werden. Dabei ist zu beachten, dass möglichst die gesamte Breite des Transportmittels quer zur Transportrichtung des Fasergutes mit Elektrodenpaaren abgedeckt ist.

Vorteilhafterweise ist das Transportmittel eine Trommel, welche eine Garnitur zur Haltung des Fasergutes aufweist. Die Gutfasern werden von der Garnitur der Trommel gehalten, währenddessen die Verunreinigungen und Kurzfasern in das elektrische Feld gezogen werden. Durch die Drehung der Trommel wird das zu reinigende Fasergut an einem radial dazu angeordneten elektrischen Feld vorbei bewegt. Als Transportmittel sind auch andere Einrichtungen denkbar, beispielsweise ein Transportband oder ein Nadellattentuch.

Durch die Sammlung von Verunreinigungen und Kurzfasern im elektrischen Feld wird der Raum zwischen den Elektroden von diesen eingenommen. Um eine Freihaltung des Raumes zwischen den Elektroden zu erreichen kann für einen zwischen den Elektroden eines Elektrodenpaares gebildeten Raum eine Reinigungsvorrichtung vorgesehen sein. Die Ausführung einer derartigen Reinigungsvorrichtung ist aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise kann der Raum kontinuierlich oder periodisch durch eine Ab- saugung von Verunreinigungen und Kurzfasern befreit werden. Oder die Elektrodenpaare werden aus der Arbeitsstellung in eine Wartungsstellung bewegt. Dies kann durch ein Herausfahren oder Schwenken der Elektrodenpaare erfolgen. Entsprechend sind die Elektrodenpaare auf einem geeigneten Träger angebracht. Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische vereinfachte Darstellung einer Wanderdeckelkarde nach dem Stand der Technik

Figur 2 eine schematische Darstellung eines Kardiervorganges nach dem Stand der

Technik zwischen einer Trommelgarnitur und einer flexiblen Garnitur Figur 3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform

Figur 4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform

Figur 5 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform

Figur 6 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform

Figur 7 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform

Figur 1 zeigt eine nach heutigem Stand der Technik übliche Anordnung einer Karde, insbesondere einer Wanderdeckelkarde 1 mit einem vorgeschalteten Einfüllschacht 2. Das Fasergut wird in Form von Faserflocken über den Einfüllschacht 2 dem Vorreisser 3 übergeben, welcher das Fasergut wiederum an die Kardentrommel 4 weitergibt.

Oberhalb der Kardentrommel 4 ist ein Wanderdeckelsatz 5 angeordnet. Dabei werden die Wanderdeckel 10 an einer Kette oder Riemen um die Umlenkrollen 6 über die Kar- dentrommeloberfläche hinwegbewegt. Die Bewegung der Wanderdeckel 10 kann je nach Ausführung entgegen der Drehrichtung oder mit der Drehrichtung der Kardentrommel 4 erfolgen. Die Kardierarbeit wird hauptsächlich durch die Wanderdeckel 10 geleistet. Die durch die Kardierung ausgerichteten Fasern werden durch den Abnehmer 7 von der Kardentrommel 4 abgenommen und einer faserbandbildenden Einrichtung 8 zugeführt. Durch die faserbandbildende Einrichtung 8 wird das abgenommene Vlies zu einem Kardenband 9 zusammengefasst und an die nächste Maschineneinheit weitergeleitet, beispielsweise an eine Bandablage oder Strecke (nicht gezeigt). Eine Karde ist eine von verschiedenen in der Spinnereivorbereitung zum Einsatz kommenden Reinigungsmaschinen. Die Vorrichtung nach der Erfindung kann nicht nur in einer Karde genutzt werden, sondern auch in sogenannten Grob- oder Feinreinigern wie auch Mischern, Kondensern oder Strecken Anwendung finden.

Am genannten Wanderdeckelsatz 5 ist eine Vielzahl von Wanderdeckeln 10 vorgesehen, wobei in der Figur 1 nur einzelne Wanderdeckel 10 schematisch abgebildet sind. Heute gebräuchliche Wanderdeckelsätze 5 umfassen eng beabstandet mehrere Wanderdeckel 10, die umlaufen. Hierzu werden die Wanderdeckel 10 in der Nähe ihrer jeweiligen Stirnseiten von Endlosbändern getragen und gegen die oder mit der Drehrichtung der Kardentrommel 4 bewegt und auf der Unterseite des Wanderdeckelsatzes 5 an der Oberfläche der Kardentrommel 4 vorbeigeführt.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Kardiervorganges nach dem Stand der Technik zwischen einer Trommelgarnitur und einer flexiblen Garnitur. Die Beschreibung der Figur 2 findet sich im Stand der Technik.

Figuren 3 und 4 zeigen eine schematische Darstellung einer ersten und zweiten Ausführungsform. Das Fasergut 42 wird von einem Transportmittel 40 in der Bewegungsrichtung 41 gefördert. Das Transportmittel 40 ist beispielhaft als Garnitur dargestellt. Über dem Fasergut 42 sind in einem Abstand B eine erste Elektrode 43 und eine zweite Elektrode 44 angeordnet. Die Elektroden 43 und 44 sind mit einem Abstand A gegeneinander gerichtet und bilden ein Elektrodenpaar. Die Elektroden 43, 44 sind als Platten dargestellt, es sind jedoch auch andere geometrische Formen wie beispielsweise Stifte denkbar. Die Elektroden 43, 44 sind mit einer Hochspannungsquelle 48 verbunden. Da- durch baut sich zwischen den Elektroden 43, 44 ein elektrisches Feld auf, welches in der Darstellung mit den Feldlinien 47 und der Feldstärke E gekennzeichnet ist. Die Feldstärke ergibt sich aus dem Quotient der von der Hochspannungsquelle angelegten Spannung und dem Abstand A der Elektroden 43, 44.

Durch das elektrische Feld wird eine Kraftwirkung 45 orthogonal zu den Feldlinien 47 auf die sich im oder in der Nähe des elektrischen Feldes befindlichen Dielektrika ausgeübt. Als Dielektrika sind die Bestandteile des Fasergutes 42 zu betrachten. In der Folge werden sämtliche Bestandteile des Fasergutes 42 vom elektrischen Feld angezogen. Da jedoch die Gutfasern, also die langen Fasern vom Transportmittel festgehalten werden (im gezeigten Beispiel von der Garnitur), werden nur die Verunreinigungen 46 und die kurzen Fasern in das elektrische Feld hineingezogen.

In Figur 3 sind die Elektroden 43, 44 orthogonal zum Fasergut 42 angeordnet. In Figur 4 hingegen sind die Elektroden 43, 44 in einem Winkel α gegenüber dem Fasergut 42 schräg gestellt. Wird das Fasergut 42 als in einer Ebene verlaufend betrachtet, so liegen die Feldlinien 47 des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden 43, 44 in einer Ebene, welche der durch die Oberfläche das Fasergutes 42 gebildeten Ebene gleich gerichtet ist. Dies trifft auf die Ausführungen in den Figuren 3 und 4 zu unter der Bedingung, dass eine Schrägstellung der Feldlinien 47 gegenüber der Oberfläche des Fasergutes 42 unter einem Winkel α von 60° oder weniger als gleichgerichtet zu betrachten ist. Eine Schrägstellung unter einem Winkel α von 60° hat zur Folge, dass die Kraftwirkung 45, welche orthogonal zu den Feldlinien 47 auftritt, eine orthogonal zum Fasergut 42 wirkende Komponente mit der theoretisch halben Grösse der Kraftwirkung 45 aufweist. Eine um die Hälfte reduzierte Krafteinwirkung auf die Verunreinigungen 46 führt bei entsprechend hohen Feldstärken nach der Erfahrung zu guten Reinigungsergebnissen. Bei einem Winkel α von mehr als 60° wären die Feldlinien 47 nicht mehr gleich, sondern gegen die Oberfläche des Fasergutes 42 gerichtet.

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform. Das Fasergut 42 wird von einem Transportmittel 40 in der Bewegungsrichtung 41 gefördert. Über dem Fasergut 42 sind in einem Abstand B eine erste Elektrode 50 und eine zweite E- lektrode 51 angeordnet. Die Elektroden 50 und 51 sind mit einem Abstand A gegenein- ander gerichtet und bilden ein Elektrodenpaar. Die Elektroden 50, 51 sind als Platten dargestellt, welche einen mit abnehmendem Abstand zum Fasergut 42 eine abnehmenden Querschnitt aufweisen. Der Abstand A zwischen den Elektroden 50, 51 ist im Abstand B vom fasergut 42 am grössten und nimmt im weiteren verlauf der Elektroden 50, 51 stetig ab. Die Elektroden 43, 44 sind mit einer Hochspannungsquelle 48 verbunden. Dadurch baut sich zwischen den Elektroden 43, 44 ein elektrisches Feld auf, welches in der Darstellung mit den Feldlinien 47 und der Feldstärke E gekennzeichnet ist. Die Feldstärke ergibt sich aus dem Quotient der von der Hochspannungsquelle angelegten Spannung und dem Abstand A der Elektroden 50, 51. Aufgrund der geometri- sehen Form der Elektroden 50, 51 nimmt die Feldstärke E mit zunehmendem Abstand vom Fasergut 42 zu.

Die Kraftwirkung 45 orthogonal zu den Feldlinien 47 nimmt mit zunehmendem Abstand vom Fasergut 42 augrund der sich verändernden Feldstärke E ebenfalls zu. Dadurch werden die Verunreinigungen 46 an die engste Stelle zwischen den Elektroden 50, 51 transportiert.

Die Feldlinien 47 treten jeweils senkrecht zur Oberfläche der Elektroden 50, 51 in die Elektroden 50, 51 ein respektive aus. Dadurch ergibt sich ein inhomogenes Feld mit angepasst an die geometrische Form der Elektroden 50, 51 leicht gebogenen Feldlinien 47. Dies ist jedoch für deren Wirkung nicht relevant. Bei symmetrischer Anordnung der Elektroden 50, 51 ist die Kraftwirkung 45 in die Richtung der Winkelhalbierenden aus den Ein- und Austrittswinkeln der Feldlinien gerichtet.

Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform. Im Unterschied zur Ausführung nach der Figur 5 wird der sich über die Länge der Elektroden 60, 61 verändernde Abstand A zwischen den Elektroden 60, 61 durch die Anordnung und nicht die geometrische Form der Elektroden 60, 61 gebildet. Wie die Darstellung der Figur 6 zeigt, ist es nicht zwingend, dass die Elektroden 60, 61 symmetrisch angeordnet sind. Auch in dieser Ausführung trifft es zu, dass die Feldlinien 47 jeweils senkrecht aus respektive in die Elektroden 60, 61 aus- respektive eintreten. Erfolgt keine Schrägstel- lung der Elektroden 60, 61 um mehr als 60° gegenüber der Oberfläche des Fasergutes 42 sind die Feldlinien 47 als in einer zur Oberfläche des Fasergutes 42 gleich gerichteten Ebene verlaufend zu betrachten. Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform. Die durch die Elektroden 70, 71 gebildeten Elektrodenpaare entsprechen der in Figur 5 beschriebenen Ausführungsform. Die dargestellte Ausführungsform der Elektroden 70, 71 ist willkürlich ausgewählt. Das von einem Transportmittel 40 an den Elektroden 70, 71 vorbei bewegte Fasergut 42 weist eine Transportrichtung auf, welche auf den Betrachter von Figur 7 gerichtet ist. Die Feldlinien 47 des durch die Elektroden 70, 71 erzeugten elektrischen Feldes stehen demnach in einem rechten Winkel zur Transportrichtung des Fasergutes 42. Es ist nicht massgebend, ob die Transportrichtung des Fasergutes 42 mit der Ausrichtung der Feldlinien 47 übereinstimmt. Die für die Reinigung des Fasergutes massgebende Kraftwirkung ist orthogonal zu den Feldlinien 47, wodurch die Ausrichtung der Feldlinien 47 gegenüber der Transportrichtung keine Rolle spielt.

Figur 7 zeigt eine Vielzahl von Elektroden 70, 71 , welche versetzt zueinander in einem Abstand B oberhalb des Fasergutes 42 angeordnet sind. Zur Verbesserung der Reini- gungswirkung ist ein Versatz der Elektrodenpaare nebeneinander und hintereinander (in Transportrichtung des Fasergutes gesehen) vorteilhaft. Es können mehrere Elektrodenpaare an dieselbe Hochspannungsquelle 72 angeschlossen sein.

Legende

1 Wanderdeckelkarde

2 Einfüllschacht

3 Vorreisser

4 Kardentrommel

5 Wanderdeckelsatz

6 Umlenkrolle

7 Abnehmer

8 Faserbandbildende Einrichtung

9 Kardenband

10 Wanderdeckel

20 Trommelgarnitur

21 Flexible Garnitur

22 Fasergut

23 Bewegungsrichtung Wanderdeckel

25 Bewegungsrichtung Fasergut

26 Blattteile

27 Staubpartikel

28 Stengelteile

29 Schalenteile

30 Fasernissen

40 Transportmittel

41 Bewegungsrichtung

42 Fasergut

43, 44 Elektroden

45 Kraftwirkung

46 Verunreinigung

47 Feldlinien

48 Hochspannungsquelle

50, 51 Elektroden

60, 61 Elektroden

70, 71 Elektroden 72 Hochspannungsquelle

A Abstand zwischen Elektroden eines Elektrodenpaares

B Abstand zwischen Elektrode und Fasergut

£ Feldstärke

α Winkel zwischen Fasergut-Ebene und Feldlinien-Ebene

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Ausscheiden von Schmutz und Kurzfasern aus einem Fasergut (42) in einer Spinnereivorbereitungsmaschine, wobei das aus einer Vielzahl von Fasern bestehende Fasergut (42) von einem Transportmittel (40) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest ein Elektrodenpaar (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) umfasst und das Elektrodenpaar (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) an einer Hochspannungsquelle (48) angeschlossen ist zur Erzeugung eines elektrischen Feldes mit einer Feldstärke (E), wobei das Elektrodenpaar (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) gegen das Fasergut (42) gerichtet angeordnet ist und das Fasergut (42) relativ zum Elektrodenpaar (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) in Bewegung ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungsquelle (48) ein Kondensator ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungsquelle (48) ein Hochspannungsgenerator ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) als Platten oder Stifte ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) eine in Richtung zum Fasergut (42) abnehmende Dicke aufweisen.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) eines Elektrodenpaares gegeneinander geneigt angeordnet sind, wobei der Abstand (A) zwischen den Elektroden in Richtung zum Fasergut (42) zunimmt.

Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Feldstärke (E) erzeugende Hochspannung eine Durchschlagspannung in der Luft nicht überschreitet.

Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannung 500 V bis 15Ό00 V beträgt.

Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) 0.1 mm bis 5.0 mm Abstand (B) zum Fasergut (42) aufweisen, wobei der Abstand (A) zwischen den Elektroden (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) mindestens dem zweifachen Abstand (B) der Elektroden (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) vom Fasergut (42) entspricht.

Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenpaare (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) hintereinander und nebeneinander versetzt angeordnet sind, sodass alle Teile des Fasergutes (42) an zumindest einem Elektrodenpaar (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) vorbeigeführt sind.

Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportmittel (40) eine Trommel ist, welche eine Garnitur zur Haltung des Fasergutes (42) aufweist.

Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für einen zwischen den Elektroden (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) eines E- lektrodenpaares gebildeten Raum eine Reinigungsvorrichtung vorgesehen ist.

Verfahren zum Ausscheiden von Schmutz und Kurzfasern in einer Spinnereivorbereitungsmaschine aus einem Fasergut (42), wobei das Fasergut (42) durch ein Transportmittel (40) in einer Transportrichtung (41) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasergut (42) an zumindest einem, an einen Hochspannungsquelle (48) angeschlossenen, Elektrodenpaar (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) vor- bei bewegt wird, wobei zwischen den gegen das Fasergut (42) gerichteten Elektroden (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) des Elektrodenpaares ein elektrisches Feld aufgebaut wird, dessen Feldlinien (47) in einer zur Oberfläche des Fasegutes (42) gleich gerichteten Ebene verlaufen.

14. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Feldstärke (E) des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) des Elektrodenpaares mit zunehmendem Abstand (B) vom Fasergut (42) zunimmt

Verfahren nach Anspruch 11 oder 12. dadurch gekennzeichnet, dass vom Transportmittel (40) nicht gehaltene Schmutzteilchen (46) und Kurzfasern durch eine Kraftwirkung (45) orthogonal zu den Feldlinien (47) des elektrischen Feldes zwischen die Elektroden (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) gezogen und festgehalten werden.

Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Raum zwischen den Elektroden (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) periodisch gereinigt wird. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (43, 44, 50, 51 , 60, 61 , 70, 71) von einer Arbeitsstellung in eine Wartungsstellung bewegt werden.