Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Reinigerschacht für Spinnereimaschinen, zum Beispiel Karden, Krempel.
Die Materialzufuhr der Karde hat einen Einfluss auf dem Endprodukt der Karde: Das Kardenband. Unregelmässigkeiten in der Speisung sind in dem Band feststellbar, da sie für die Bildung von Dick- oder Dünnstellen zuständig sind, c. q. die Bildung von dick- oder Dünnstellen verursachen. Diese Fehlstellen können im Lauf der restlichen Prozesse, um ein Garn zu produzieren, kaum korrigiert werden und haben daher einen direkten Einfluss auf die endgültige Garnqualität. Um zu gleichmässigen Vorlagen zu kommen, muss die Watte, die in dem Speiseschacht geformt wird, über die Breite gleich verteilt und von gleicher Dichte sein. Ein Problem dabei ist die pneumatische Flockenzufuhr, die die einzelne Karde mit Flocken ungleichmässig anspeist. Dieses Problem wurde gelöst durch einen Schacht, der durch eine Speisevorrichtung in zwei Teilen geteilt wurde, wodurch die tatsächliche Wattevorlage zu der Karde nur noch lokal von dieser Speisevorrichtung beeinflusst wird.
Eine weitere Forderung an die Vorlage, insbesondere für Hochleistungskarden, ist ein hoher Auflösegrad, da ein Teil der Leistungssteigerung dieser Karden gegenüber konventionellen Karden durch eine grössere Garniturbeaufschlagung zustande kommt und man dadurch entsprechend feiner geöffnetes Material benötigt. Daher wurde direkt nach der Speisevorrichtung eine Auflösewalze angeordnet, die die Flocken weitgehend auflöst. Obwohl die Schächte mittels einer Verbesserung des Lufthaushalts und konstruktiven Verbesserungen optimiert wurden, ist das Grundprinzip des zweiteiligen Schachtes geblieben und wird heute grundsätzlich eingesetzt.
Die heutige Generation von Hochleistungskarden haben eine Produktion von bis zu 180 Kg pro Stunde. Bei diesen hohen Produktionen sind die Forderungen an die Vorlage gestiegen. Für die Vorreinigung dieser Vorlage sind im Putzereiprozess hauptsächlich die Reinigungsmaschinen, wie Grobreiniger oder Feinreiniger, zuständig.
Der Grobreiniger ist meistens am Anfang des Prozesses direkt nach dem Ballenöffner, die die Baumwolle von den Ballen abträgt und in den pneumatischen Transport einspeist, angeordnet. Den Grobreiniger gibt es in sehr verschiedenen Modellen, allerdings haben sie einige gemeinsame Merkmale. Das Material wird meistens im freien Flug unter Benutzung von grobbestückten Arbeitswalzen bearbeitet. Die Öffnungswirkung ist daher gering und vor allem grober Schmutz, der an der Aussenseite der Flocken vorhanden ist, wird entfernt. Grobreiniger entfernen zusätzlich freie Schmutzpartikel, wie Schalenteile oder andere Fremdkörper.
Der Feinreiniger kommt viel später im Verfahren und ist meistens unmittelbar den Karden vorgeordnet. Der Feinreiniger ist mehr auf die Entfernung von Schmutz aus dem Inneren der Flocken gerichtet. Daher soll dieser Reinigungsschritt nach einem zusätzlichen Öffnungsschritt stattfinden. Der Feinreiniger arbeitet fast immer mit geklemmter Speisung und einer feineren Bestückung der der Speisung nachgeordneten Walze. Für eine intensivere Reinigung wird die Auflösewalze als Reinigungswalze ausgestattet, zum Beispiel mit Rostmessem und eine Sägezahngarnitur auf der Walze.
Reinigerschächte, eine Füllschacht mit einer Reinigerfunktion, sind in der Praxis noch keine vorhanden.
Die offenbarten Anordnungen haben hauptsächlich den Nachteil, dass sie aufwendig in der Konstruktion und dadurch teuer werden. Zusätzlich würden sie aus technologische Gesichtpunkt nicht zuverlässig Funktionieren können. Die Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, die insbesondere die Feinreinigungsfunktion in den Füllschacht integriert, ohne die aufwendige Konstruktion der Feinreiniger zu übernehmen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Durch das Messer, direkt der Übergabestelle nachzuordnen, werden nicht nur die Schmutzteilchen, die durch die Zentrifugalkraft der Auflösewalze nach aussen geschleudert werden, entfernt, sondern auch die Teilchen, die durch die "kämmende Wirkung" der Übergabestelle freigesetzt werden. Ein Leitelement, angeordnet vor dem Messer direkt nach der Übergabestelle, würden diese freigesetzten Teilchen auf die Walze zurückdrücken und dadurch die Entfernung benachteiligen. Direkt bedeutet hier dann auch ohne dazwischen angeordnete Elemente, die eine Einfluss auf die Ausscheidebewegung der Schmutzpartikel ausüben könnten.
Der Abwurf von Teilchen auf einer Walze, wie z.B. Schmutzpartikel oder Fasern, wird bewirkt durch die Zentrifugalkraft erzeugt durch die Auflösewalze (2), die tangential zur Walzeoberfläche (1) in Drehrichtung verläuft (siehe schematische Darstellung in
Allerdings ist es unerwünscht, dass sowohl der Schmutz als auch die Fasern auf dem gleichen Punkt abgeworfen werden. Daher braucht es zwei Abwerfstellen: die Schmutzabwerfstelle und die Faserabwerfstelle. Obwohl in einem Idealfall für ein Teilchen einen genauen Abwurfpunkt festgelegt werden kann, handelt es in der Praxis nicht um einen genauen Punkt, sondern bei Schmutz oder Fasern um ein Abwurfgebiet.
Um eine konstante Reinigung im Reinigungsschacht gemäss Erfindung zu erzielen, sind die beide Abwurfstelle vorzugsweise derart angeordnet, dass eine störungsfreie Abgangentsorgung gewährleistet wird, und eventuelle Beeinträchtigungen des Lufthaushaltes ausgeschlossen werden.
Die Schmutzabwurfstelle, nachher Ausscheidungsstelle genannt, wird definiert durch den Ausscheid-Spalt zwischen der Übergabestelle und der Messerkante. Wobei die Übergabestelle definiert wird als der Punkt, wo die kleinste Distanz zwischen der Garnitur der Speisevorrichtung und die der Auflösewalze ist. Diese Stelle wird auch manchmal Kämmpunkt genannt, hier werden die Fasern von der Auflösewalze übernommen. Die Distanz zwischen der Übergabestelle und der Messerkante ausgedrückt in den Winkel (β) zwischen der Übergabestelle und der Messerkante, gemessen von der Übergabestelle durch die Drehachse der Öffnerwalze in Drehrichtung, ist zwischen 10° und 65°, vorzugsweise zwischen 10° und 45°, insbesondere zwischen 20° und 32°. Diese Distanz beeinflusst die Öffnung der Ausscheid-Spalt und dadurch die Abgangsmenge und Abgangszusammenstellung.
Da der Reinigerschacht in erster Instanz gedacht ist für die Reinigung von Baumwolle, ist die Einstellung der Winkel (β) abhängig von unter anderem der Länge der einzelnen Fasern und dem Grad der Verschmutzung. Der Füllschacht kann aber auch durch das Messer auf einen minimalen Stand zu stellen, für die Auflösung von Chemiefasern benutzt werden. Das Messer wird dann als ein normales Leitelement" funktionieren. Oder das Messer kann durch ein Leitblech ersetzt werden und die Reinigerschacht würde wie eine normale Füllschacht arbeiten können.
Durch die Auflösung bereits freigelegte Schmutzteile werden nach dem Übergabepunkt aus dem Schlagkreis gemäss der auf sie wirkender Zentrifugalkraft in den Abgangkanal herausgeschleudert. Deswegen ist vorzugsweise die Speisewalze gegenüber der Auflösewalze in einen Winkel (α) von 25° bis 90° geneigt (gemessen durch die Drehachse der Speisewalze und der Auflösewalze gegenüber der Vertikalebene durch die Drehachse der Auflösewalze in Drehrichtung der Auflösewalze.) .
Die Faserabwurfstelle soll vorzugsweise derart angeordnet werden, dass einen technologisch sinnvollen Abwurf der Gutfasern erfolgt. Da die Auflösung der Faserflocken an der Übergabestelle stattfindet, ist eine lange Verweilzeit der Fasern auf die Auflösewalze nicht technologisch sinnvoll, daher wirkt einen schnellen Abwurf speditiv auf den gesamten Prozess. Zwischen der Messerkante und der Abwurfstelle ist eine Leitfläche angeordnet, die eine klare Trennung zwischen der Ausscheidungsstelle und der Faserabwurfstelle ermöglicht. Diese Leitfläche kann als separates Leitelement oder zusammen mit dem Messer gebildet werden. Vorzugsweise wird das Messer nach hinten verlängert, wie später näher erklärt wird.
Die Leitfläche kann parallel zu dem Radius der Walzeoberfläche verlaufen, wobei der Abstand zur Walzenoberfläche gleich bleiben kann oder sich öffnet. Sich öffnen heisst, dass der Abstand der beiden Flächen zueinander sich in Drehrichtung vergrössert. Sobald sich der Abstand öffnet, sind die Fasern geneigt sich nach aussen auf der Garnitur zu bewegen, damit sie abgeworfen werden können. Diese Bewegung der Fasern ist derart, dass die Abwurfstelle vorzugsweise in einen Winkel (γ) von 40° bis 55° (gemessen von der Anfang der Öffnung durch die Achse der Auflösewalze in Drehrichtung) angeordnet ist. Mit Anfang der Öffnung ist die Stelle gemeint, wo der Abstand von dem Leitelement gegenüber der Walzeoberfläche sich beginnt zu vergrössern. Vorzugsweise findet diese Öffnung direkt nach der Messerkante statt, die Abwurfstelle ist dann in einen Winkel (γ) von 40° bis 55°, gemessen von der Messerkante durch die Achse der Auflösewalze in Drehrichtung angeordnet.
Das Messer wird vorzugsweise mit dem Leitelement, das nachgeordnet ist, zusammengelegt. Die Messerkante wird durch das Schmutzpartikel und die Fasern, die über den Kanten streichen ein hohes Potenzial an Verschleiss haben. Dafür kann man entweder ein Verschleissfestes Material wählen und/ oder die Messerkante austauschbar machen.
Eine alternative Lösung ist die Anfertigung von dem Messer und Leitelement aus einem Stück. Hiervor wird erst ein Stück Blech in die gewünschte Dicke angefertigt, die Messerkante geschliffen und dann das Blech in die gewünschte Krümmung gebogen. Hierdurch entsteht eine feinere. Messerkante, die keine zusätzlichen Befestigungen oder Rillen aufweist, wo Schmutz oder Faserfetzen anhangen können. Diese Fertigungstechnik hat als Vorteil, dass ein stabiles, kostengünstiges Messer gefertigt werden kann, das austauschbar ist. Vorzugsweise werden daher an die Seite dieses Messer die Befestigungselemente angeordnet, insbesondere Befestigungselementen, die eine Änderung der Einstellung der Distanz übergabestelle/Messerkante, während das Messer eingebaut ist, zulassen.
Beeinflusst wird der Reinigungsgrad die erzielt werden kann durch der Reinigerschacht nach der Erfindung vom Abstand der Messerkante zu den Nadelspitzen und vom Abstand der Messerkante zur Übergabestelle. Diese letzte Messereinstellung kann manuell verstellt werden oder mit Hilfe von einem Antrieb.
Dabei kann die Einstellung mit vorgegebenen Abständen oder stufenlos stattfinden. Zusätzlich kann die Einstellung kombiniert werden mit einer Steuerung, welche die Einstellung vornimmt oder anpasst, vorzugsweise in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad, Faserlänge oder Provenienz. Diese Einstellung kann auch in Abhängigkeit sein von Parameter, die sonst auf der Karde gemessen werden, zum Beispiel die Nissenzahl im ausgehendem Produkt. Neben der Einstellung des Messers hat auch die Geschwindigkeit der Auflösewalze ein Effekt auf den Reinigungsgrad. Dieses Parameter kann mit in den Steuerung integriert werden.
Beispielen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der Figuren erklärt. Die Referenznummern sind in alle Figuren gleich gehalten worden.
Die Winkel α, β und γ zusammen übersteigen vorzugsweise die 180 - 200° nicht, damit die Faser-, Abwurfstelle auch noch an einer technologisch sinnvollen Stelle angeordnet ist. Es ist nicht notwendig die Speisewalze gegenüber der Auflösewalze in Drehrichtung zu neigen, allerdings wirkt schon eine geringe Neigung vorteilhaft auf die Schmutzentfernung aus. Ein Beispiel einer Reinigerschachtanordnung könnte daher sein ein α von 45°, ein β einstellbar zwischen 20° und 35° und γ von 45°. Die Schmutzausscheidestelle würde dann zwischen Winkel α und β, oder zwischen 45° und 80° liegen und die Auswurfstelle würde dann nach einem Gesamtwinkel von α, β und γ von maximal 125° liegen. Wobei nochmals bemerkt werden soll, dass es sich hier nicht um absolute Abwurfpunkte handelt, sondern um Bereiche. Bei diesem Beispiel der Reinigeranordnung sind die Schmutzausscheidestelle und die Faserabwurfstelle rundum des jeweiligen optimalen Abwurfpunkts angeordnet. Sowohl die Schmutzausscheidestelle als auch die Faserabwurfstelle haben noch dem Vorteil dass die Schwerkraft dem Abwurf der Teilchen unterstutzt und brauchen unter Umstände keine zusätzliche Absaugung für die Entfernung der abgeworfenen Teilchen.
Es kann vorteilhaft sein ein zusätzliches Leitelement oder Prallblech (28) derart anzuordnen, dass die abgeworfenen Faerflocken in dem untersten Schachtteil umgelenkt werden. Vor allem, wenn die Gesamtwinkel in der Nähe von 180° bis 200° kommt.
Die Flocken werden weitertransportiert zwischen den beiden Walzen bis sie die kleinste Distanz zwischen den beiden Walzen erreichen. Dieser Punkt wird Übergabestelle (17) genannt - ist aber auch als Kämmstelle oder Kämmpunkt bekannt. Die Baumwollfasern werden hier der Auflösewalze übergeben. Durch die Auflösung bereits freigelegte Schmutzteilchen werden nach der Übergabestelle aus dem Schlagkreis gemäss der auf sie wirkenden Zentrifugalkraft in den Abgangkanal (12) herausgeschleudert. Dieser Abgangkanal kann zum Beispiel in Form eines abgesaugten Kanals sein, oder in Form eines Kanals, der direkt nach unten gerichtet ist, wodurch die Schwerkraft hilft mit dem Abtransport.
Die auf der Garnitur der Auflösewalze haftenden Faserflocken werden direkt nach dem Kämmpunkt an einer Messerkante (3) vorbeigeführt, an der weiterer Grobschmutz und nicht aufgelöste Faserverknotungen ausgeschieden werden. Der Abstand der Messerkante von der Übergabestelle ist einstellbar, wodurch die Höhe der Abgangmenge und damit auch die Reinigungseffizienz beeinflusst werden können.
Die Gutfasern werden weiter auf die Auflösewalze transportiert, einem Leitelement entlang, das dem Messer direkt nachgeordnet ist. Das Fasermaterial wird dann tangential von der Auflösewalze in den unteren Schachtteil (8) abgeworfen. Dort kann es durch, über einen Verdichtungsventilator, eingebrachte Luft (13) weiter verdichtet werden. Auch ein Luftstrom direkt auf der Auflösewalze gerichtet um das Abwerfen der Flocken und oder Fasern zu unterstützen, kann eine Option sein. Über eine Siebwand an der Rückseite des Unterschachtes (14) wird diese Luft wieder abgeführt. Durch die Auslaufwalzen 15 im Unterschacht wird die Watte auf dem Einlaufblech 16 der Speisewalze der Karde vorgelegt.
In
Die Produktion so ein Messer kann zum Beispiel erfolgen durch in einen ersten Produktionsschritt ein gerades Messerblech mit Messerkante zu fertigen. In einem zweiten Produktionsschritt kann man dann das verlängerte Messer über die Breite in den gewünschten Radius biegen. Vorzugsweise derart, dass der Radius in Laufrichtung der Auflösewalze grösser wird. Dadurch öffnet sich der Spalt zwischen das Element und der Walze, was der Abwurf der Fasern bewirkt.
Die Produktionsschritte könnten auch umgekehrt stattfinden. Aber um eine genaue Messerkante zu erreichen ist dieses nicht vorteilhaft.
Die Messerkante kann insbesondere durch mechanische Bearbeitung des Blechs in Gerade Form geformt werden, zum Beispiel durch fräsen oder schleifen. Vorzugsweise ist die Messerkante nur einseitig geschliffen, insbesondere die Seite abgewendet von der Walze. Dadurch formt die Seite, die der Walze zugekehrt ist, eine glatte Oberfläche und verhindert Faserhaftung. Alternativ kann das verlängerte Messer gemäss Erfindung auch aus zwei Teilen gebildet werden.
Um das verlängerte Messer zu befestigen sind Befestigungselementen (5) angeordnet, zum Beispiel eine Schlitz und eine Befestigungsschraube, vorzugsweise nur an den Stirnseiten des Messers (In
Der Reinigerschacht könnte mit einer autonomen eigener Steuerung ausgestattet werden, oder an ein übergeordnetes Steuersystem zum Beispiel die der Karde oder die der Gesamtanlage angeschlossen werden. Für ein gutes Funktionieren des Reinigerschachtes sind die Reinigungsgrad, die Faserbelastung im Form von Faserschädigung und /oder Nisse,nanstieg und der Gutfaserverlust im Abgang, wichtige Parameter, die teilweise miteinander zusammenhängen. Zum Beispiel geht eine hohe Reinigungsgrad, auch meistens gepaart mit einer erhöhten Faserbelastung. Diese Parameter können verbunden werden mit Maschineparameter, wie die Geschwindigkeit der Auflösewalze, die Distanz Übergabestelle-Messerkante, oder die Distanz Klemmpunkt-Übergabepunkt. Um die Einstellung zu vereinfachen können diese Einstellungen in ein Bedienerfeld integriert werden, wie zum Beispiel in
Auch Kombinationen mit Parameter an der Karde gemessen sind möglich zum Beispiel eine Verstellung der Einstellungen anhand von einem gemessenen Parameter an der Karde zum Beispiel Nissen, Dunn- oder Dickstelle. Diese können gemessen worden z. B. am Vlies im Abnahmebereich oder am Band.
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