EP3430186A1 - Arbeitselement - Google Patents

Arbeitselement

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Publication number
EP3430186A1
EP3430186A1 EP17710057.5A EP17710057A EP3430186A1 EP 3430186 A1 EP3430186 A1 EP 3430186A1 EP 17710057 A EP17710057 A EP 17710057A EP 3430186 A1 EP3430186 A1 EP 3430186A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
working
peltier
flat bar
working element
peltier element
Prior art date
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Granted
Application number
EP17710057.5A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP3430186B1 (de
Inventor
Christian Sauter
Rolf JACXSENS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Rieter AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Rieter AG filed Critical Maschinenfabrik Rieter AG
Publication of EP3430186A1 publication Critical patent/EP3430186A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3430186B1 publication Critical patent/EP3430186B1/de
Active legal-status Critical Current
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
    • 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
    • D01G15/14—Constructional features of carding elements, e.g. for facilitating attachment of card clothing
    • D01G15/24—Flats or like members

Definitions

  • the present invention relates to a working element for a card or card, in particular a flat bar with a garnish.
  • the lid area together with the drum forms the main carding zone and, as a function, has the dissolution of the flakes into individual fibers, removal of impurities and dust, elimination of very short fibers, the dissolution of nits and the parallelization of the fibers.
  • the lid area together with the drum forms the main carding zone and, as a function, has the dissolution of the flakes into individual fibers, removal of impurities and dust, elimination of very short fibers, the dissolution of nits and the parallelization of the fibers.
  • a working element consists of a flat bar and a clothing element.
  • the flat bar has a back part and a foot part with a foot surface. On the foot surface extending in the longitudinal direction, the clothing element is attached.
  • the flat bar is attached to its outer ends and 30 cantilevered over its entire length.
  • Carding machines have a working width of 1, 0 or more meters, resulting in a self-supporting length of more than 1.0 meter for a flat bar.
  • CH 702 908 A2 discloses a solution by inserting a tensioning element into the flat bar.
  • the flat rod is now pretensioned so far, so changed in its geometry that after the expected deformation by the carding
  • the carding heat can be achieved.
  • the energy is generated by an external device, such as induction heating elements. Due to the external energy supply, the carding distance can be made smaller and can be increased by throttling the energy supply.
  • a disadvantage of the proposed solution is the inertia of the system. Furthermore, an increasing energy in the direction of the edge regions of the components
  • the proposed embodiments have the disadvantage that at high or high change in the stress on the trimmings in the carding process, a change in the heat accumulation and thus the deformation of the work elements may result, what the proposed versions can not react or delayed.
  • the invention of the present application has for its object to provide a working element which avoids the disadvantages mentioned and can be created by a targeted control of the geometry of the working element an ideal carding even under changing operating conditions.
  • a Peltier element is an electrothermal transducer that generates a temperature difference based on the Peltier effect when current flows through, or a current flow (Seebeck effect) when there is a temperature difference.
  • Peltier elements can be used both for cooling and - in the case of reverse current direction - for heating.
  • a Peltier element consists of two or more small cuboids, each made of p- and n-doped semiconductor material, which are alternately connected at the top and bottom by metal bridges.
  • the metal bridges also form the thermal contact surfaces and are insulated by an overlaying foil or a ceramic plate. Always two different cuboids are connected to each other in such a way that they
  • the supplied electric current flows through all blocks in succession. Depending on current and direction, the upper junctions cool while the lower ones heat up. The current thus pumps heat from one side of the peiting element to the other and creates a temperature difference between the plates.
  • a reaction time of approximately 0.02 mm / sec can be achieved with a possible travel distance of 0.3 to 0.5 mm .
  • the clothing in the center of the flat bar rises or falls by 0.3 to 0.5 mm relative to the stationary contact points of the flat bar due to its deflection.
  • an accuracy of 0.005 mm can be achieved. This results in the possibility of even slight temperature fluctuations in the operation of the card (due to load changes, product change or climatic influences) to respond.
  • the flat bar is provided with a back part opposite the clothing element and a foot part carrying the clothing element.
  • the at least one Peltier element is attached to the back part of the flat bar or to the foot part.
  • the flat bar is designed as a hollow profile, which comprises the back part and the foot part.
  • the at least one Peltier element advantageously arranged in the interior of the hollow profile.
  • At least two Peltier elements are provided, wherein compared to the clothing element a first Peltier element has the smallest possible distance and a second Peltier element has the largest possible distance. Now, the two Peltier elements are switched so that the first Peltier element OBJ-3394P
  • each Peltier element is connected to a power supply attached to the working element. This can be made possible, for example, with the aid of a battery or another power source which has to be charged periodically. As a result, a continuous adaptation of the geometry 10 to the prevailing operating conditions can be ensured even with a movable working element such as a revolving lid.
  • each Peltier element or all Peltier elements of the same working element is connected at least temporarily to an energy supply arranged outside the respective working element.
  • the flat bar is provided with heat distribution elements in a region of the Peltier element.
  • These heat distribution elements can be used, for example, in
  • the heat energy pumped by the Peltier element can be more quickly dissipated or redistributed.
  • two or more spaced-apart Peltier elements can be connected to each other, for example, by a ribbing. This makes it possible, for example, for the heat which is extracted by the Peltier elements from the flat rod to be removed via this
  • the effect of the Peltier elements can be enhanced by the fact that the flat bar has insulation at least in the region of a Peltier element.
  • a method for supplying or removing heat energy is provided in a working element of a card.
  • a method for supplying or removing heat energy is provided in a working element of a card.
  • at least one Peltier element by means of at least one Peltier element
  • a control which determines the size of the amount of heat to be shifted and calculates therefrom a power requirement and a running time for the Peltier element. For the calculation of the electricity demand and the duration, and thus the
  • a moving work element such as a revolving lid, which changes its position in the process during operation, comes to adjust the geometry with respect to the working width in addition to the possibility of adjusting the
  • the traveling lid runs in at one end of the traveling lid arrangement, is guided along the drum surface with the aid of the flexible arch, and runs out again at the other end of the traveling lid arrangement.
  • operating conditions change (for example,
  • the Peltier element is driven from outside the working element for the displacement of heat.
  • a radio control for a continuous control or a contact control in the case of a discontinuous correction of the geometry of the working element can be provided here.
  • Figure 1 Schematic representation of a side view of a revolving flat card according to the prior art
  • FIG. 2 Schematic representation of a working element in the form of a traveling lid according to the prior art
  • FIG. 1 schematically shows a known revolving flat card 1.
  • Fiber flakes 3 are fed from a filling shaft 2 of a fiber feeding device 4 to a subsequent drum 6 via a pre-rapier.
  • the revolving flat card 1 comprises a single drum 6 (master cylinder or so-called drum), which is rotatably supported in a frame.
  • the drum 6 operates in a known manner with a
  • 30 tem 9 can be provided in the carding zones 12, 13, 14 stationary working elements of various designs such as carding, separation elements or fiber guiding elements. The various work items are not shown here.
  • a plurality of working elements in the form of revolving lids 15 are provided on the said revolving cover arrangement 7, wherein only individual revolving lids 15 are shown schematically in FIG.
  • Today conventional turret assemblies 5 7 include closely spaced a plurality of decklids 15 that revolve.
  • the moving lid 15 are supported near their respective end faces of endless belts and moved against or with the direction of rotation of the drum 6 and guided on flexible sheet 8.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a working element in the form of a traveling lid 15 according to the prior art.
  • the revolving lid 15 comprises a flat bar 20 with a clothing element 23 fastened thereto.
  • the flat bar 20 itself has a back part 21 and a foot part 22. At the foot part 22 of the flat bar 20 as garnish element 23 is attached.
  • the back part 21 of the flat bar 20 is attached to the foot part 22 on the side opposite the clothing element 23.
  • the flat bar 20 is designed as a hollow profile and thus the back part 21 is integrally connected to the foot part 22.
  • the clothing element 23 is located on the back part 21 opposite
  • the drum 6 is arranged opposite the working element.
  • the drum 6 is provided with a drum set 25 in the form of a sawtooth wire.
  • FIGs 3 and 4 show a schematic representation of a first embodiment of the invention using the example of a traveling lid.
  • the revolving lid 15 is shown in cooperation with the drum 6.
  • the revolving lid consisting of the flat bar with a back part 21, a foot part 22 and a fastening element 23 attached to the foot part 22 extends over the entire working width B of the drum 6.
  • the drum 6 with the drum axis 26 is only partially shown.
  • the revolving lid 15 is mounted on the flexible sheet 8 outside the working width B on both sides. Between the needles 27 of the clothing element 23 and the drum set 25 of the carding A is formed.
  • On the outer contour of the back part 21 is a Peltier
  • FIG. 4 shows a perspective view of the flat bar 20 with a foot part 20 22 and a back part 21.
  • the back portion 21 is exemplified as a simple attached to the foot part 22 rib.
  • a Peltier element 30 is attached to the back part 21.
  • Figures 5 and 6 show a schematic representation of a further embodiment according to the invention using the example of a revolving lid 15.
  • the revolving lid 15 in conjunction with the drum 6 is shown.
  • the revolving lid 30 consisting of the flat bar with a back part 21, a foot part 22 and a clothing element 23 fastened to the foot part 22 extends over the entire working width B of the drum 6.
  • the drum 6 with the drum axis 26 is only partially shown.
  • OBJ-3394P the OBJ-3394P
  • Travel lid 15 is mounted on the flexible sheet 8 outside the working width B on both sides. Between the needles 27 of the clothing element 23 and the drum set 25 of the carding A is formed. Within the back portion 21, a Peltier element 30 is inserted. For better heat radiation, the Peltier element 30 is connected to 5 heat distribution elements 31.
  • FIG. 6 shows a perspective illustration of the flat bar 20 with a foot part 22 and a back part 21.
  • the flat bar 20 is designed as a hollow profile, wherein the hollow profile comprises the back part 21 and the foot part 22.
  • a first Peltier element 30 is attached to the back part 21 in the interior thereof.
  • this Peltier element 30 is connected to heat distribution elements 31, which protrude into the interior of the hollow profile.
  • a second Peltier element 30 is provided in its interior.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)

Abstract

Arbeitselement für eine Karde (1) mit einem Deckelstab (20) und einem am Deckelstab (20) befestigten Garniturelement (23), wobei an dem Deckelstab (20) zumindest ein Peltier-Element (30) vorgesehen ist. Mittels des Peltier-Elementes (30) wird Wärme in zumindest eine bestimmte Zone des Deckelstabes (20) eingebracht oder aus zumindest einer bestimmten Zone des Deckelstabes (20) entzogen.

Description

OBJ-3394P
1
Arbeitselement
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitselement für eine Karde oder Krempel, insbesondere einen Deckelstab mit einer Garnitur.
5
In einer Karde bildet der Deckelbereich zusammen mit der Trommel die Hauptkardier- zone und hat als Funktion die Auflösung der Flocken zu Einzelfasern, Ausscheidung von Verunreinigungen und Staub, Eliminierung von sehr kurzen Fasern, die Auflösung von Nissen und die Parallelisierung der Fasern. Je nach Anwendung einer Karde wer-
10 den dabei Festdeckel, Wanderdeckel oder eine Mischung aus Fest- und Wanderdeckel eingesetzt. Bei einem Einsatz von Wanderdeckeln oder einer Mischung von Festdeckeln und Wanderdeckeln spricht man von einer Wanderdeckelkarde. Zwischen den Garnituren der Deckel und der Garnitur der Trommel formt sich ein enger Spalt, der Kardierspalt genannt wird. Er ergibt sich beim Einsatz von Wanderdeckeln indem die
15 Wanderdeckel, geführt durch bogenförmige Leisten - sogenannte Flexibelbogen, Regulierbogen, Flexbogen oder Gleitbogen -, in einem durch diese Leisten bestimmten Abstand, in Umfangsrichtung der Trommel entlang geführt werden. Die Grösse des Kardierspaltes liegt bei einer Wanderdeckelkarde zwischen 0.10 bis 0.30 mm für Baumwolle oder bis 0.40 mm für Chemiefasern. Ein derartiger Wanderdeckel hat eine Genauigkeit
20 von 0,05 mm in Höhe und Ebenheit in Bezug auf die Garniturfläche welche durch die Spitzen des Garniturelementes gebildet werden. Eine bereits geringfügige Änderung der Geometrie des Wanderdeckels aufgrund sich verändernder Betriebsbedingungen wirkt sich auf die Ausbildung des Kardierspaltes und damit auf die Leistung einer Karde aus.
25
Bei einer bekannten Vorrichtung besteht ein Arbeitselement aus einem Deckelstab und einem Garniturelement. Der Deckelstab weist dabei ein Rückenteil und ein Fussteil mit einer Fussfläche auf. An der Fussfläche ist in deren Längsrichtung sich erstreckend das Garniturelement befestigt. Der Deckelstab ist an seinen äusseren Enden befestigt und 30 über seine gesamte Länge freitragend. Karden weisen eine Arbeitsbreite von 1 ,0 oder mehr Metern auf, wodurch sich für einen Deckelstab eine freitragende Länge von über 1 ,0 Meter ergibt. Während eines Kardierprozesses entsteht zwischen den Deckeln und OBJ-3394P
der Trommel Wärme, diese wird zu einem grossen Teil über die Deckel nach aussen abgeführt. Abhängig von der Geometrie des Deckelstabes ergibt sich dabei eine Verformung des Deckelstabes, was sich negativ auf die Gleichmässigkeit des Kardierab- standes über die Arbeitsbreite und somit auch auf die Qualität des verarbeiteten Faser- 5 gutes auswirkt.
Die CH 702 908 A2 offenbart einen Lösungsansatz durch das Einfügen eines Spannelementes in den Deckelstab. Der Deckelstab wird nun soweit vorgespannt, also in seiner Geometrie verändert, dass nach der erwarteten Verformung durch die Kardierwär-
10 me der Idealzustand eintritt. Die durch die Vorspannung erzwungene Krümmung des Deckelstabes wird demnach durch die thermisch bedingte Verformung aufgrund des Kardierprozesses wieder aufgehoben. Der Nachteil dieser Lösung ist, dass die Vorspannung vor dem Einsetzen des Deckelstabes aufgrund von Erfahrungen gemacht werden muss. Eine exakte an den Betriebszustand der Deckelstäbe angepasste Ein-
15 Stellung ist daher schwierig.
Einen weiteren Lösungsansatz offenbart die DE 10 2006 014 419 A1 , welche vorschlägt dass Energie in Form von Wärme in den Deckelstab eingebracht wird und dadurch eine gezielte Verformung des Deckelstabes respektive eine Minderung der Einflüsse durch
20 die Kardierwärme erreicht werden kann. Die Energie wird dabei durch eine Fremdeinrichtung erzeugt, beispielsweise Induktions-Heizelemente. Durch die externe Energiezufuhr wird der Kardierabstand verkleinerbar und durch die Drosselung der Energiezufuhr vergrösserbar. Nachteilig an der vorgeschlagenen Lösung ist die Trägheit des Systems. Weiter ist eine in Richtung der Randbereiche der Bauteile zunehmende Energie-
25 zufuhr notwendig.
Die vorgeschlagenen Ausführungen haben den Nachteil, dass bei hoher oder starker Änderung der Beanspruchung der Garnituren im Kardierprozess sich eine Veränderung des Wärmeanfalls und damit auch der Verformung der Arbeitselemente ergeben kann, 30 worauf die vorgeschlagenen Ausführungen nicht oder verzögert reagieren können. OBJ-3394P
3
Der Erfindung der vorliegenden Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Arbeitselement zu schaffen, welches die genannten Nachteile vermeidet und durch eine gezielte Steuerung der Geometrie des Arbeitselementes ein idealer Kardierabstand auch bei sich verändernder Betriebsbedingungen geschaffen werden kann.
5
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil der unabhängigen Ansprüche. Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen ein Arbeitselement mit einem Deckelstab und einem am Deckelstab befestigten Garniturstreifen zu schaffen wobei an dem Deckelstab zumindest ein Peltier-Element vorgesehen ist. Ein Peltier- 10 Element ist ein elektrothermischer Wandler, der basierend auf dem Peltier-Effekt bei Stromdurchfluss eine Temperaturdifferenz oder bei Temperaturdifferenz einen Strom- fluss (Seebeck-Effekt) erzeugt. Peltier-Elemente können sowohl zur Kühlung als auch - bei Stromrichtungsumkehr - zum Heizen verwendet werden.
15 Ein Peltier-Element besteht aus zwei oder mehr kleinen Quadern je aus p- und n- dotiertem Halbleitermaterial, die abwechselnd oben und unten durch Metallbrücken miteinander verbunden sind. Die Metallbrücken bilden zugleich die thermischen Kontaktflächen und sind durch eine aufliegende Folie oder eine Keramikplatte isoliert. Immer zwei unterschiedliche Quader sind so miteinander verbunden, dass sie eine Reihen-
20 Schaltung ergeben. Der zugeführte elektrische Strom durchfließt alle Quader nacheinander. Abhängig von Stromstärke und -richtung kühlen sich die oberen Verbindungsstellen ab, während die unteren sich erwärmen. Der Strom pumpt somit Wärme von einer Seite des Peitier-Elementes auf die Andere und erzeugt eine Temperaturdifferenz zwischen den Platten.
25
Durch das an einer bestimmten Stelle am Deckelstab angebrachte Peltier-Element wird es möglich dem Deckelstab an genau dieser Stelle des Deckelstabes Wärme zuzuführen oder zu entziehen. Die dadurch entstehenden Temperaturunterschiede im Material des Deckelstabes führen zu einer Verformung des Deckelstabes. Wird beispielsweise 30 dem Deckelstab auf der zur Garnitur abgewandten Seite Wärme entzogen ergibt sich eine Verformung des Deckelstabes derart, dass die Garnitur in Richtung der Längsachse eine konvexe Form annimmt. Wird nun durch ein zweites Peltier-Element auf der, OBJ-3394P
4 der Garnitur zugewandten Seite des Deckelstabes zusätzlich Wärme zugeführt kann dieser Effekt noch verstärkt werden.
Wird das Peltier-Element in der Mitte des Deckelstabes, in Bezug auf seine beiden an 5 den äusseren Enden des Deckelstabes angeordneten Befestigungspunkte, angebracht, kann eine Reaktionszeit von etwa 0.02 mm/sec bei einem möglichen Verfahr- weg von 0.3 bis 0.5 mm erreicht werden. Das heisst durch die Kühlung respektive Heizung des Peltier-Elements hebt respektive senkt sich die Garnitur in der Mitte des Deckelstabes aufgrund dessen Durchbiegung um 0.3 bis 0.5 mm gegenüber den ortsfes- 10 ten Auflagepunkten des Deckelstabes. Versuche haben gezeigt, dass bei entsprechender Ansteuerung der Peltier-Elemente eine Genauigkeit von 0.005 mm erreicht werden kann. Hiermit ergibt sich die Möglichkeit auch geringfügige Temperaturschwankungen im Betrieb der Karde (bedingt durch Lastwechsel, Produktwechsel oder klimatische Einflüsse) zu reagieren.
15
Bei entsprechender Anordnung der Peltier-Elemente wird es ermöglicht einen über die gesamte Arbeitsbreite konstanten sowie auf das zu verarbeitende Produkt abgestimmten Kardierabstand einzuhalten.
20 In einer ersten Ausführungsform ist der Deckelstab mit einem dem Garniturelement gegenüberliegenden Rückenteil und einem das Garniturelement tragenden Fussteil versehen. Dabei ist das zumindest eine Peltier-Element am Rückenteil des Deckelstabes oder am Fussteil befestigt.
25 In einer weiteren Ausführungsform ist der Deckelstab als ein Hohlprofil ausgeführt, welches den Rückenteil und den Fussteil umfasst. Dabei das zumindest eine Peltier- Element vorteilhafterweise im Innenraum des Hohlprofils angeordnet.
Vorteilhafterweise sind zumindest zwei Peltier-Elemente vorgesehen sind, wobei ge- 30 genüber dem Garniturelement ein erstes Peltier-Element einen möglichst geringen Abstand und ein zweites Peltier-Element einen möglichst grossen Abstand aufweist. Werden nun die beiden Peltier-Elemente so geschalten, dass das erste Peltier-Element OBJ-3394P
5 dem Deckelstab Wärme entzieht und das zweite Peltier-Element dem Deckelstab Wärme zuführt, kann eine maximale Verformung des Deckelstabes in einer Richtung bei einer kürzest möglichen Reaktionszeit erreicht werden.
5 Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn jedes Peltier-Element mit einer an dem Arbeitselement befestigten Energieversorgung verbunden ist. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer Batterie oder einer anderen Stromquelle ermöglicht werden, welche periodisch aufgeladen werden muss. Dadurch kann auch bei einem beweglichen Arbeitselement wie beispielsweise einem Wanderdeckel eine kontinuierliche Anpassung der Geometrie 10 an die herrschenden Betriebszustände gewährleistet werden.
Im Gegensatz dazu ist es jedoch auch möglich jedes Peltier-Element oder alle Peltier- Elemente desselben Arbeitselementes mit einer ausserhalb des jeweiligen Arbeitselementes angeordneten Energieversorgung zumindest zeitweise in Verbindung zu brin-
15 gen. Dabei ist beispielsweise in einer Betriebsphase während der keine Veränderungen im Betriebszustand des Arbeitselementes zu erwarten sind, keine Anpassung des Arbeitselementes und damit auch keine Energieversorgung notwendig. Beispielsweise wird ein Wanderdeckel in einer Wanderdeckelkarde nachdem er entlang der Trommeloberfläche geführt wurde, über entsprechende Transportwege an den Ausgangspunkt
20 zurückgeführt. Während dieser Rückführung ist keine spezifische Geometrie des Wanderdeckels aufrecht zu erhalten und damit auch keine Energieversorgung notwendig.
Vorteilhafterweise ist der Deckelstab in einem Bereich des Peltier-Elementes mit Wärmeverteil-Elementen versehen. Diese Wärmeverteil-Elemente können beispielsweise in
25 Form von Rippen ausgebildet sein. Dies führt dazu, dass die durch das Peltier-Element gepumpte Wärmeenergie schneller abgeführt oder umverteilt werden kann. Dabei können zwei oder mehrere auseinanderliegende Peltier-Elemente beispielsweise durch eine Verrippung miteinander verbunden werden. Damit wird es beispielsweise möglich, die Wärme welche durch die Peltier-Elemente dem Deckelstab entzogen wird über die-
30 se Verrippung dem Deckelstab an anderer Stelle wieder zuzuführen. OBJ-3394P
6
Die Anzahl und die Anordnung sowie die Betriebsweise der Peltier-Elemente innerhalb eines Arbeitselementes sind vielfältig und wird an dieser Stelle nicht für jeden denkbaren Fall im Einzelnen aufgeführt.
5 Weiterhin kann die Wirkung der Peltier-Elemente dadurch verstärkt werden, dass der Deckelstab zumindest im Bereich eines Peltier-Elements eine Isolierung aufweist.
Weiterhin ist ein Verfahren zur Zu- oder Abführung von Wärmeenergie in ein Arbeitselement einer Karde vorgesehen. Dabei wird mittels zumindest eines Peltier-Elementes
10 Wärme in zumindest eine bestimmte Zone des Deckelstabes eingebracht oder aus zumindest einer bestimmten Zone des Deckelstabes entzogen. Es ist dazu eine Steuerung vorgesehen, welche die Grösse der zu verschiebenden Wärmemenge bestimmt und daraus einen Strombedarf und eine Laufzeit für das Peltier-Element errechnet. Zur Berechnung des Strombedarfs und der Laufzeit, und damit der zu erreichenden Verfor-
15 mung des Arbeitselementes, können Erfahrungswerte wie auch Messdaten des aktuellen Betriebszustandes herangezogen werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass der Kardierabstand an verschiedenen Stellen über die Arbeitsbreite des Arbeitselementes gemessen wird und die Steuerung bei einer Abweichung der Messung gegenüber einem vorgegebenen Sollwert entsprechend die notwendigen Korrekturen über die An-
20 Steuerung der Peltier-Elemente vornimmt.
Bei einem bewegten Arbeitselement, wie beispielsweise einem Wanderdeckel, welches während des Betriebes seine Stellung im Prozess verändert, kommt zur Anpassung der Geometrie bezüglich der Arbeitsbreite zusätzlich die Möglichkeit der Anpassung der
25 Geometrie bezüglich der aktuellen Stellung des Arbeitselementes hinzu. Der Wanderdeckel läuft an einem Ende der Wanderdeckelanordnung ein, wird mit Hilfe des Flexibelbogens der Trommeloberfläche entlang geführt und läuft am anderen Ende der Wanderdeckelanordnung wieder aus. Während der Wanderdeckel der Trommeloberfläche entlang bewegt wird ändern sich einerseits die Betriebsbedingungen (beispielswei-
30 se durch zunehmende Erwärmung aufgrund der geleisteten Kardierarbeit) und andrerseits die Umgebungsbedingungen (beispielsweise durch Änderungen des Schwerkrafteinflusses aufgrund der Lage des Wanderdeckels). Durch den Einsatz von Peltier- OBJ-3394P
Elementen wird es möglich derart rasch auf die Veränderung der Position und der damit verbundenen Anforderungen an die Geometrie des Arbeitselementes zu reagieren, dass auch in Bezug auf die Bewegung des Wanderdeckels eine Optimierung des Kar- dierspaltes erfolgen kann.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Peltier-Element von ausserhalb des Arbeitselements zur Verschiebung von Wärme angesteuert wird. Beispielsweise kann hier eine Funksteuerung für eine kontinuierliche Regelung oder eine Kontakt-Steuerung im Falle einer diskontinuierlichen Korrektur der Geometrie des Arbeitselementes vorgesehen werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von beispielhaften Ausführungsformen erklärt und durch Zeichnungen näher erläutert.
Figur 1 Schematische Darstellung einer Seitenansicht einer Wanderdeckelkarde nach dem Stand der Technik
Figur 2 Schematische Darstellung eines Arbeitselementes in Form eines Wanderdeckels nach dem Stand der Technik
Figur 3 und 4 Schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform
Figur 5 und 6 Schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
20 In der Figur 1 ist eine bekannte Wanderdeckelkarde 1 schematisch dargestellt, wobei Faserflocken 3 von einem Füllschacht 2 einer Faserspeisevorrichtung 4 über einen Vor- reisser einer nachfolgenden Trommel 6 zugeführt werden. Die Wanderdeckelkarde 1 umfasst eine einzige Trommel 6 (Hauptzylinder oder sogenannter Tambour), die drehbar in einem Gestell getragen wird. Die Trommel 6 arbeitet in bekannter Weise mit einer
25 Wanderdeckelanordnung 7 sowie mit weiteren Arbeitselementen in einer Vorkardierzo- ne 12, einer Nachkardierzone 13 und einer Unterkardierzone 14 zusammen. Anschliessend werden die bearbeiteten Fasern von einem Faserabnehmersystem 9 übernommen, zu einem Faserband 10 geformt und in eine Faserbandablage 1 1 geführt. Zwischen der Wanderdeckelanordnung 7, dem Vorreisser 5 und dem Faserabnehmersys-
30 tem 9 können in den Kardierzonen 12, 13, 14 ortsfeste Arbeitselemente verschiedenster Bauart vorgesehen sein wie Kardierelemente, Abscheideelemente oder Faserleitelemente. Die verschiedenen Arbeitselemente sind hier nicht näher gezeigt. OBJ-3394P
An der genannten Wanderdeckelanordnung 7 ist eine Vielzahl von Arbeitselementen in Form von Wanderdeckeln 15 vorgesehen, wobei in der Figur 1 nur einzelne Wanderdeckel 15 schematisch abgebildet sind. Heute gebräuchliche Wanderdeckelanordnungen 5 7 umfassen eng beabstandet mehrere Wanderdeckel 15, die umlaufen. Hierzu werden die Wanderdeckel 15 in der Nähe ihrer jeweiligen Stirnseiten von Endlosbändern getragen und gegen oder mit der Drehrichtung der Trommel 6 bewegt und auf Flexibelbogen 8 geführt.
10 Figur 2 zeigt eine schematische eine Darstellung eines Arbeitselementes in Form eines Wanderdeckels 15 nach dem Stand der Technik. Der Wanderdeckel 15 umfasst einen Deckelstab 20 mit einem daran befestigten Garniturelement 23. Der Deckelstab 20 selbst weist einen Rückenteil 21 und einen Fussteil 22 auf. Am Fussteil 22 des Deckelstabes 20 ist da Garniturelement 23 befestigt. Die Befestigung im vorliegenden Beispiel
15 ist mit beidseits des Fussteils 22 angebrachten Befestigungsclips 24 vorgesehen. Der Rückenteil 21 des Deckelstabes 20 ist am Fussteil 22 auf der dem Garniturelement 23 gegenüberliegenden Seite angebracht. Im gezeigten Beispiel ist der Deckelstab 20 als ein Hohlprofil ausgeführt und damit der Rückenteil 21 mit dem Fussteil 22 einstückig zusammengeführt. Das Garniturelement 23 ist auf der dem Rückenteil 21 entgegenge-
20 setzten Seite mit Zähnen respektive Nadeln 27 bestückt. Die Spitzen dieser Nadeln 27 bilden die sogenannte Garniturfläche.
Dem Arbeitselement gegenüber angeordnet ist die Trommel 6. Die Trommel 6 ist mit einer Trommelgarnitur 25 in Form eines Sägezahndrahtes versehen. Zur Bearbeitung
25 der Fasern werden diese durch die drehende Trommel 6 und gehalten durch die Trommelgarnitur 25 an der Garniturfläche des Garniturelementes 23 des Arbeitselementes vorbeigeführt. Der Abstand zwischen den Spitzen der Trommelgarnitur 25 und der Garniturfläche des Garniturelementes stellt den Kardierabstand A dar. Dieser Kardierab- stand A ist über die gesamte Arbeitsbreite B konstant zu halten, wobei die Arbeitsbreite
30 B sich entlang der Trommelachse 26 über die gesamte Länge der Trommel 6 erstreckt (siehe Figur 3). OBJ-3394P
9
Figur 3 und 4 zeigen eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung am Beispiel eines Wanderdeckels. In Figur 3 ist der Wanderdeckel 15 im Zusammenspiel mit der Trommel 6 gezeigt. Der Wanderdeckel bestehend aus dem Deckelstab mit einem Rückenteil 21 , einem Fussteil 22 und einem am Fussteil 22 befestig- 5 ten Garniturelement 23 erstreckt sich über die gesamte Arbeitsbreite B der Trommel 6.
Die Trommel 6 mit der Trommelachse 26 ist nur teilweise dargestellt. Der Wanderdeckel 15 ist auf den Flexibelbogen 8 ausserhalb der Arbeitsbreite B beidseitig gelagert. Zwischen den Nadeln 27 des Garniturelementes 23 und der Trommelgarnitur 25 wird der Kardierabstand A gebildet. Auf der Aussenkontur des Rückenteils 21 ist ein Peltier-
10 Element 30 angeordnet. Durch eine Veränderung der örtlichen Temperaturverhältnisse an der Stelle des Peltier-Elements 30 durch Kühlung oder Heizung wird die Geometrie des Deckelstabes 20 und damit des Arbeitselementes mit seinem Garniturelement 23 verändert. Beispielsweise kann durch Erhöhen der Temperatur mit Hilfe des Peltier- Elementes 30 in der Mitte des Rückenteils (in Richtung der Trommelachse 26 gesehen)
15 eine Ausdehnung des Materials erreicht werden. Dies führt dazu, dass das Garniturelement eine konkave Form annimmt. Damit gelingt es eine temperaturbedingte konvexe Form der Trommel 6 auszugleichen und den Kardierabstand konstant zu halten.
In Figur 4 ist in einer perspektivischen Darstellung der Deckelstab 20 mit einem Fussteil 20 22 und einem Rückenteil 21 dargestellt. Der Rückenteil 21 ist beispielhaft als eine einfache auf dem Fussteil 22 angebrachte Rippe dargestellt. An einer vom Fussteil 22 möglichst weit entfernten Stelle ist ein Peltier-Element 30 am Rückenteil 21 angebracht. Durch Wärme-Entzug oder -Zuführung vom oder zum Rückenteil 22 über das Peltier- Element 30 gelingt es den oben beschriebenen Effekt einer Verformung des Deckelsta- 25 bes 20 zu erreichen.
Figur 5 und 6 zeigen eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung am Beispiel eines Wanderdeckels 15. In Figur 5 ist der Wanderdeckel 15 im Zusammenspiel mit der Trommel 6 gezeigt. Der Wanderdeckel bestehend 30 aus dem Deckelstab mit einem Rückenteil 21 , einem Fussteil 22 und einem am Fussteil 22 befestigten Garniturelement 23 erstreckt sich über die gesamte Arbeitsbreite B der Trommel 6. Die Trommel 6 mit der Trommelachse 26 ist nur teilweise dargestellt. Der OBJ-3394P
10
Wanderdeckel 15 ist auf den Flexibelbogen 8 ausserhalb der Arbeitsbreite B beidseitig gelagert. Zwischen den Nadeln 27 des Garniturelementes 23 und der Trommelgarnitur 25 wird der Kardierabstand A gebildet. Innerhalb des Rückenteils 21 ist ein Peltier- Element 30 eingesetzt. Zur besseren Wärmeabstrahlung ist das Peltier-Element 30 mit 5 Wärmeverteilelementen 31 verbunden.
In Figur 6 ist in einer perspektivischen Darstellung der Deckelstab 20 mit einem Fussteil 22 und einem Rückenteil 21 dargestellt. Der Deckelstab 20 ist als ein Hohlprofil ausgeführt, wobei das Hohlprofil den Rückenteil 21 und den Fussteil 22 umfasst. An einer
10 vom Fussteil 22 möglichst weit entfernten Stelle ist ein erstes Peltier-Element 30 am Rückenteil 21 in dessen Innenraum angebracht. Zur besseren Wärmeabstrahlung ist dieses Peltier-Element 30 mit Wärmeverteilelementen 31 verbunden, welche in den Innenraum des Hohlprofils ragen. Im Bereich des Fussteils 22 ist in dessen Innenraum ein zweites Peltier-Element 30 vorgesehen. Durch Wärmeentzug vom Fussteil 22 durch
15 das zweite Peltier-Element 30 sowie gleichzeitiger Wärmezufuhr zum Rückenteil 21 über das erste Peltier-Element 30 gelingt es den oben beschriebenen Effekt einer Verformung des Deckelstabes 20 zu verstärken.
. .
OBJ-3394P
1 1
Legende
1 Wanderdeckelkarde
2 Füllschacht
3 Faserflocken
5 4 Faserspeisevorrichtung
5 Vorreisser
6 Trommel
7 Wanderdeckelanordnung
8 Flexibelbogen
10 9 Faserabnehmersystem
10 Faserband
1 1 Faserbandablage
12 Vorkardierzone
13 Nachkardierzone
15 14 Unterkardierzone
15 Wanderdeckel
20 Deckelstab
21 Rückenteil
22 Fussteil
20 23 Garniturelement
24 Befestigungsclip
25 Trommelgarnitur
26 Trommelachse
27 Nadeln
25 30 Peltier-Element
31 Wärmeverteilelemente
A Kardierabstand
B Arbeitsbreite
30

Claims

OBJ-3394P 12 Patentansprüche
1 . Arbeitselement für eine Karde (1 ) mit einem Deckelstab (20) und einem am Deckelstab (20) befestigten Garniturelement (23), dadurch gekennzeichnet, dass an dem
5 Deckelstab (20) zumindest ein Peltier-Element (30) vorgesehen ist.
2. Arbeitselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelstab (20) mit einer dem Garniturelement (23) gegenüberliegenden Rückenteil (21 ) und einem das Garniturelement (23) tragenden Fussteil (22) versehen ist, wobei das
10 zumindest eine Peltier-Element (30) an dem Rückenteil (21 ) befestigt ist.
3. Arbeitselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Peltier-Element (30) an dem Fussteil (22) befestigt ist.
15 4. Arbeitselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelstab
(20) als ein Hohlprofil ausgebildet ist und das zumindest eine Peltier-Element (30) im Innenraum des Hohlprofils angeordnet ist.
5. Arbeitselement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- 20 zeichnet, dass zumindest zwei Peltier-Elemente (30) vorgesehen sind, wobei gegenüber dem Garniturelement (23) ein erstes Peltier-Element (30) einen möglichst geringen Abstand und ein zweites Peltier-Element (30) einen möglichst grossen Abstand aufweisen.
25 6. Arbeitselement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Peltier-Element (30) mit einer an dem Arbeitselement befestigten Energieversorgung verbunden ist.
7. Arbeitselement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- 30 zeichnet, dass das zumindest eine Peltier-Element (30) mit einer ausserhalb des
Arbeitselementes angeordneten Energieversorgung zumindest zeitweise verbunden ist. OBJ-3394P
13
8. Arbeitselement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelstab (20) in einem Bereich des Peltier-Elementes (30) mit Wärmeverteil-Elementen (31 ) versehen ist.
5 9. Arbeitselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeverteil- Elemente (31 ) in Form von Rippen ausgebildet sind.
10. Arbeitselement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelstab (20) zumindest im Bereich des Peltier-Elements (30)
10 eine Isolierung aufweist.
1 1 . Arbeitselement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitselement ein Wanderdeckel (15) ist.
15 12. Verfahren zur Zu- oder Abführung von Wärmeenergie in ein Arbeitselement einer
Karde (1 ), wobei das Arbeitselement einen Deckelstab (20) und einen Garniturelement (23) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest eines Peltier- Elementes (30) Wärme in zumindest eine bestimmte Zone des Deckelstabes (20) eingebracht oder aus zumindest einer bestimmten Zone des Deckelstabes (20) ent-
20 zogen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorgesehen ist, welche die Grösse der zu verschiebenden Wärmemenge bestimmt und daraus einen Strombedarf und eine Laufzeit für das Peltier-Element (30) errechnet.
25
14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltier-Element (30) von ausserhalb des Arbeitselements zur Verschiebung von Wärme angesteuert wird.
30 15. Karde (1 ) mit einer Trommel (6), die mit einer Trommelgarnitur (25) versehen ist, und mit einer Vielzahl von Arbeitselementen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Arbeitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ausgebildet ist.
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