DE102009042367A1

DE102009042367A1 - Vorrichtung an einer Karde oder Krempel, bei der mindestens ein Festkardierelement vorhanden ist

Info

Publication number: DE102009042367A1
Application number: DE102009042367A
Authority: DE
Inventors: Joachim Breuer; Christoph Leinders
Original assignee: Truetzschler GmbH and Co KG
Current assignee: Truetzschler Group SE
Priority date: 2009-09-23
Filing date: 2009-09-23
Publication date: 2011-03-24
Also published as: BRPI1003723B8; CN102021680B; BRPI1003723A2; BRPI1003723B1; CN102021680A; ITMI20101691A1; GB2473932B; CH701851A2; GB201015665D0; IT1400781B1; GB2473932A; CH701851B1

Abstract

Bei einer Vorrichtung an einer Karde oder Krempel, bei der mindestens ein Festkardierelement vorhanden ist, mit Endbereichen, die je zur Befestigung am Gestell der Karde gebildet sind, und einem länglichen Körper zwischen den Endbereichen zum Abdecken der Trommel, umfasst der Körper zwei plattenförmige Teile, wovon ein Teil mit einer im Betrieb nach innen (in den Arbeitsbereich der Karde) gerichteten Befestigungsfläche für eine Garniturleiste versehen ist, der andere Teil als Versteifung dient und die beiden Teile miteinander verbunden sind. Um eine Vorrichtung zu schaffen, bei der das Tragelement im Betrieb auch bei Wärmewirkung formstabil ist, ermöglicht der Materialquerschnitt des einen Teils (Träger) eine weitgehend homogene Temperaturverteilung mit einem geringen Wärmegefälle und wirkt der andere Teil (Versteifung) einer Durchbiegung des einen Teils (Träger) entgegen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Karde oder Krempel, bei der mindestens ein Festkardierelement vorhanden ist, mit Endbereichen, die je zur Befestigung am Gestell der Karde gebildet sind, und einem länglichen Körper (Tragelement) zwischen den Endbereichen zum Abdecken der Trommel, bei der der Körper mindestens zwei plattenförmige Teile umfasst, wobei ein Teil mit einer im Betrieb nach innen (in den Arbeitsbereich der Karde) gerichteten Befestigungsfläche für eine Garniturleiste versehen ist, der andere Teil auf dem einen Teil angeordnet als Versteifung dient und die beiden Teile miteinander verbunden sind.
An Karden aktueller Bauform werden für den Kardierprozess neben dem Deckel mit flexiblen Garnituren auch s. g. Festkardierelemente mit Ganzstahlgarnituren benutzt. Die eigentlichen Garnituren werden dabei durch hochpräzise Trägerbauteile aufgenommen, welche dann an die Maschine montiert werden. Üblicherweise verwendet man heute als Trägerbauteil Aluminiumstrangpressprofile. Diese haben neben zahlreichen Vorteilen, wie z. B. geringes Gewicht, hohe Steifigkeit etc. jedoch den Nachteil, dass sie sich bei einseitiger Erwärmung, was beim Kardieren der Fall ist, zu der erwärmten Seite hin verformen. Je höher das Bauteil ist, umso größer ist die Steifigkeit, aber auch die Verformung unter Wärmeeinfluss. Diese Verformung führt zu einem nicht konstanten Kardierspalt, was wiederum ein nicht optimales technologisches Kardierergebnis zur Folge hat.
Die in Karden und Krempeln vermehrt zum Einsatz kommenden Festkardierelemente bestehen im Regelfall aus einem Trägerprofil und daran befestigten Garniturleisten (1–3 Stück pro Trägerprofil). Die Trägerprofile für Festkardierelemente werden heute als rundum geschlossene Aluminiumstrangpressprofile ausgeführt. Bei einer bekannten Vorrichtung ( EP 0 687 754 A ) ist das Tragelement ein Hohlprofil, dessen Querschnittsform geschlossene Hohlräume einschließt. Hohlräume sind – abgesehen von den beiden Stirnseiten – über die Länge vollständig von geschlossenen Wandflächen umgeben. Die während des Kardierprozesses entstehende Wärme wird zu einem großen Teil über die Festkardierelemente nach außen abgeführt. Das dazu notwendige Temperaturgefälle innerhalb des Profilquerschnittes führt zur Verformung des Festkardierelements. Je größer dieses Gefälle ist, umso größer ist auch die Verformung. Bei rundum geschlossenen Profilquerschnitten kommt es zu relativ großen Temperaturgefällen, die unerwünscht große Verformungen hervorrufen. Nachteilig bei diesen Profilen wirken sich zudem die eingeschlossenen Luftkammern aus. Die Profile wirken dadurch wie eine Wärmedämmung und heben das Temperaturniveau der Trommel und angrenzender Bauteile an.
Durch das Aufwärmen entsteht aber nicht nur eine Wärmeausdehnung über der gesamten Arbeitsbreite der Karde, sondern es entstehen auch Wärmegradienten über die Ausführungsformen der verschiedenen Bauteile der Karde. Zum Beispiel kann an der Trommeloberfläche eine Temperatur von 45°C entstehen. Ein an der Trommel angeordnetes Festkardiersegment wird auf der Seite der Trommelgarnitur auch diese Temperatur in etwa erreichen. Dagegen wird an der der Trommel abgewandten Seite des Kardiersegments, die konstruktionsbedingt (aufgrund der Arbeitsbreite und der Genauigkeit der Elemente) mehrere Zentimeter hohe Rücken haben ( EP 0 383 479 ), die Temperatur einen deutlich tieferen Wert erreichen (z. B. 28°C). Der Unterschied in Temperatur über ein Festkardiersegment kann somit einige Grade Celsius betragen. Wie groß dieser Temperaturunterschied ist, ist abhängig von der Beschaffenheit des Segments (Konstruktion, Material), der geleisteten Kardierarbeit (Drehzahl, Produktion), des Abstandes des Elements zu der Walze und wie die Wärme, die entsteht, abgeleitet werden kann.
Dieser Wärmegradient verursacht ein Durchbiegen der Elemente über der Breite der Karde. Durch diese Durchbiegung entsteht in der Mitte ein engerer Kardierspalt als außen. Hierdurch entsteht ein ungleichmäßiger Kardierspalt, der sich nach außen verbreitet. Dies führt zu einer verringerten Kardierqualität und/oder einer schlechteren Nissenauflösung. Ebenfalls kann dies zu „Seitenflug” der Fasern führen. Das heißt, dass Fasern sich in der Randregion ansammeln und sich sogar absetzen, insbesondere außerhalb der Arbeitsbreite. Diese Effekte kommen bei einer Karde mit einer Arbeitsbreite von 1 Meter zum Ausdruck, nehmen jedoch mit zunehmender Arbeitsbreite zu, z. B. wenn die Arbeitsbreite größer als 1 Meter, zum Beispiel 1,2 Meter und mehr beträgt. Die Abweichung, die durch die oben genannten Effekt entstehen, können hier nicht vernachlässigt werden, sondern sind ein Problem für die gesamte Kardierqualität der Karde. Das Problem der thermischen Durchbiegung kommt zu der mechanischen Durchbiegung hinzu, die mit zunehmender Arbeitsbreite ansteigt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, bei der insbesondere das Tragelement im Betrieb auch bei Wärmeeinwirkung formstabil ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird ein erheblicher Teil der Wärme nach außen abgeführt, so dass das Tragelement im Betrieb auch bei Wärmeeinwirkung formstabil bleibt. Ein Vorteil besteht darin, dass der Körper (Tragelement) aus zwei Teilen zusammengesetzt ist, die jedes für sich die Funktionen Erwärmung bzw. Wärmeabführung einerseits und Versteifung andererseits erfüllen. Auf diese Weise wird ein maximal paralleler. Kardierspalt verwirklicht. Die Wärme wird nicht oder minimal von dem Träger auf das Versteifungselement übertragen. Der Träger ist homogen erwärmt und führt die Wärme gleichmäßig nach außen ab.
Das erfindungsgemäße Trägerelement für Garnituren weist keine oder eine möglichst geringe Verformung durch Wärmeeinfluss auf. Die Biegesteifigkeit in seiner Längsrichtung ist wesentlich erhöht. Hier ist das Trägerelement zweiteilig ausgeführt, wovon Teil 1 zur schnellen Wärmeableitung geeignet ist und Teil 2 die Steifigkeit und Präzision des Bauteils sicher stellt. Insbesondere Teil 2 unterliegt keiner Verformung durch Wärmeeinfluss. Dies kann durch Auswahl geeigneter Werkstoffe, wie z. B. CFK oder GFK erfolgen, oder aber dadurch realisiert werden, das der Teil 1 des Kardierelementes zum Trägerteil Teil 2 thermisch isoliert angebracht ist.
Durch die abwesende oder reduzierte Verformung wird ein, über die Arbeitsbreite der Maschine, konstanter Kardierspalt sichergestellt. Daraus resultiert eine bessere Kardenband- und Garnqualität.
Die Ansprüche 2 bis 71 haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt:
1 schematisch Seitenansicht einer Karde mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 ein Kardiersegment, Ausschnitt aus einem Seitenschild mit Abstand zwischen Kardiersegmentgarnitur und Trommelgarnitur,
2a das Kardierelement gemäß 2 im Detail,
3 Seitenansicht des erfindungsgemäßen Festkardierelements mit Steg, Träger, Garniturleiste und Garnitur, wobei der Träger im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet ist,
3a Explosivansicht teilweise des Trägers, des Garniturrückens und der Garnitur,
4 eine Ausführungsform, bei der der Steg und der Träger aus unterschiedlichem Material bestehen,
5 eine Ausbildung, bei der der Steg und der Träger aus gleichem Material bestehen und der Steg gegen den Träger thermisch isoliert angebracht ist,
5a eine Teilansicht gemäß 5, wobei der Träger mit einer Isolierschicht versehen ist,
6 in Seitenansicht Seitenschild der Karde mit zwei Einstellbögen (Verlängerungsbögen) für ortsfeste Festkardierelemente im Vor- bzw. Nachkardierbereich,
7 schematisch Schnitt I-I durch einen Einstellbogen (Verlängerungsbogen) mit Festkardierelement auf einem Seitenschild auf der einen Seite sowie entsprechende Darstellung auf der anderen Seite,
8 Vorderansicht des Garniturrückens, der an der der Trommel zugewandten Seite einen konkaven Bogen aufweist,
9 Vorderansicht in Explosivdarstellung des Trägers und des Garniturrückens mit jeweils einem konkaven Bogen auf der der Trommel zugewandten Seite und mit jeweils einem konvexen Bogen auf der der Trommel abgewandten Seite,
10a bis 10c Seiten-, Vorder- und Draufsicht auf eine Ausführungsform, bei der dem Steg stützende Spanten zugeordnet sind,
11 eine Ausbildung, bei der der Steg am Träger mit Clipsen befestigt ist und
12 eine formschlüssige Verbindung zwischen Steg und Träger.
1 zeigt eine Karde, z. B. Trützschler Karde TC, mit Speisewalze 1, Speisetisch 2, Vorreißern 3a, 3b, 3c, Trommel 4, Abnehmer 5, Abstreichwalze 6, Quetschwalzen 7, 8, Vliesleitelement 9, Flortrichter 10, Abzugswalzen 11, 12, Wanderdeckel 13 mit Deckelumlenkrollen 13a, 13b und Deckelstäben 14, Kanne 15 und Kannenstock 16. Mit M ist der Mittelpunkt (Achse) der Trommel 4 bezeichnet. 4a gibt die Garnitur und 4b gibt die Drehrichtung der Trommel 4 an. Der Pfeil A bezeichnet die Arbeitsrichtung. Die in den Walzen eingezeichneten gebogenen Pfeile bezeichnen die Drehrichtungen der Walzen.
In der Vorkardierzone (zwischen Vorreißer 3c und hinterer Deckelumlenkrolle 13a) liegen der Trommel 4 eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Festkardierelementen 23' und in der Nachkardierzone (zwischen vorderer Deckelumlenkrolle 13b und Abnehmer 5) liegen der Trommel 4 eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Festkardierelementen 23'' gegenüber, die jeweils – in Umfangsrichtung der Trommel 4 gesehen – nebeneinander angeordnet sind.
Nach 2 ist auf jeder Seite der Karde seitlich am (nicht dargestellten) Maschinengestell ein etwa halbkreisförmiges starres Seitenschild 18 befestigt, an dessen Außenseite im Bereich der Peripherie konzentrisch ein bogenförmiges starres Auflageelement 19 angebracht ist, das als Unterlagefläche eine konvexe Außenfläche 19' sowie eine Unterseite 19'' aufweist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst jeweils mindestens ein Festkardierelement 23, das an seinen beiden Enden Auflageflächen aufweist, die auf der konvexen Außenfläche 19' des Auflageelements 19 (z. B. Verlängerungsbogen) aufliegen (sh. 7). An der Unterfläche des Trägers 24 (Trägerplatte) des Festkardierelements 23 sind Garniturrücken 251, 252 jeweils mit Garnituren 261, 262 (Kardiergarnituren) angebracht. Mit 21 ist der Spitzenkreis der Garnituren 261, 262 bezeichnet. Die Trommel 4 weist an ihrem Umfang eine Trommelgarnitur 4a, z. B. Sägezahngarnitur, auf. Mit 22 ist der Spitzenkreis der Trommelgarnitur 4a bezeichnet. Der Abstand zwischen dem Spitzenkreis 21 und dem Spitzenkreis 22 ist mit a bezeichnet und beträgt z. B. 0,20 mm. Der Abstand zwischen der konvexen Außenfläche 19' und dem Spitzenkreis 22 ist mit b bezeichnet. Der Radius der konvexen Außenfläche 19' ist mit r₅ und der Radius des Spitzenkreises 22 ist mit r₂ bezeichnet. Die Radien r₅ und r₂ schneiden sich im Mittelpunkt M der Trommel 4. Das Kardiersegment 23 nach 2 besteht aus einem Träger 24 (Trägerplatte) und zwei Garniturleisten 271, 272, die jeweils einen Garniturrücken 251 bzw. 252 mit jeweiligen Garnituren 261 bzw. 262 umfassen. Die Garniturleisten 271, 272 (Kardierelemente) sind in Rotationsrichtung (Pfeil 4b) der Trommel 4 hintereinander angeordnet, wobei die Garnituren 261, 262 (Sägezahndrahtabschnitte) und die Garnitur 4a der Trommel 4 einander gegenüberliegen. Der Träger 24 besteht aus einer Aluminiumlegierung und ist stranggepresst. Die Garniturrücken 251, 252 sind über Schrauben 31a bzw. 31b am Träger 24 befestigt. Die Masse des Trägers 24 ist – in Richtung der Breite b gesehen – tangential zur Trommel 4 angebracht.
Die Oberfläche der Garniturspitzen kann – in Seitenansicht gesehen – konkav gebogen sein. Der Spitzenkreis 21 der Garnituren 261, 262 ist in diesem Fall konzentrisch oder exzentrisch zum Spitzenkreis 22 der Trommelgarnitur 4a angeordnet. Die Oberfläche der Garniturspitzen kann in Seitenansicht gesehen – gerade ausgebildet sein. Bei dieser Ausführung liegt ein angenäherter Spitzenkreis der Garnituren 261, 262 vor.
Nach 3 weist das erfindungsgemäße Festkardierelement 23 einen plattenförmigen Träger 24 (Trägerplatte) auf, an dessen im Betrieb nach innen (in Richtung der Trommel 4) gerichteter Befestigungsfläche 24b eine Garniturleiste 27 (Kardierelement) angebracht ist. Die Garniturleiste 27 besteht aus einem Garniturrücken 25, an dem zwei Garnituren 261 und 262 befestigt sind. Der Garniturrücken 25 ist in der in 2 gezeigten Weise durch Schrauben 31a, 31b am Träger 24 befestigt. Der Träger 24 ist als flache Trägerplatte ausgebildet, die eine Höhe h₁, eine Breite b und eine Länge l (die der Längsrichtung L in 7 entspricht) aufweist. Die Höhe des Trägers 24 und des Garniturrückens 25 ist mit h₂ und die Höhe des Trägers 24, des Garniturrückens 25 und der Garnitur 26 ist mit h₃ bezeichnet. Nach der Explosivdarstellung in 3a weist der Träger 24 eine obere Fläche 24a und eine untere Fläche 24b und der Garniturrücken 25 eine obere Fläche 25a und eine untere Fläche 25b auf. Der Träger 24 weist beispielsweise folgende Maße auf: h₁ = 24 mm, b = 72 mm, l = 1300 mm.
Das Festkardierelement 23 umfasst ein Tragelement 29, das aus zwei plattenförmigen Teilen besteht, dem Träger 24 und einer Versteifung 28 (Versteifungselement). Das Versteifungselement 28 ist als Steg ausgebildet und auf der oberen Fläche 24a des Trägers 24 befestigt. Die Breite des Versteifungselements 28 ist mit b₁ und die Höhe ist mit h₄ bezeichnet. Beispielsweise beträgt die Breite b₁ = 20 mm und die Höhe h₄ = 60 mm.
Entsprechend 4 besteht die Trägerplatte 24 aus einer Aluminiumlegierung und das Versteifungselement 281 (Steg) aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Hierdurch sind die beiden Teile unterschiedlich aufgebaut und erfüllen unterschiedliche Funktionen. Die Trägerplatte 24 bildet eine Wärmezone, in der die Erwärmung und Wärmeabführung erfolgt. Das Versteifungselement 281 bildet eine Steifigkeitszone, in der die Struktur nur die Steifigkeit sicher stellt, dank der geringen Wärmeleitfähigkeit aber nicht an der Erwärmung/Wärmeabfuhr beteiligt ist. Das zweistückige Trägerelement 29 bildet im Querschnitt einen T-Träger. Der Steg 281 ist über eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Träger 24 verbunden.
Nach 5 bestehen die Trägerplatte 24 und das Versteifungselement 282 (Steg) aus einer Aluminiumlegierung. An der Verbindungsstelle der beiden Teile ist zwischen der Trägerplatte 24 und dem Versteifungselement 282 eine wärmeisolierende Schicht 30 vorhanden, die verhindert, dass Wärme von der Trägerplatte 24 in das Versteifungselement 282 übertritt. Auch bei dieser Ausführungsform bildet der Querschnitt des Trägerelements 29 einen T-Träger.
Gemäß 5a ist die Trägerplatte 24 an ihrer oberen Fläche 24a sowie an ihren seitlichen Längsflächen 24c und 24d mit einer wärmeisolierenden Schicht 31 versehen.
Bei den in 4 und 5 dargestellten Ausbildungen kann das Versteifungselement 28 mit der Trägerplatte 24 über eine Klebeschicht durch Schweißen, Nietungen, Verschraubungen o. dgl. verbunden sein.
Nach 6 ist ein Seitenschild 18a (das Seitenschild 18b auf der anderen Seite ist in 7 dargestellt) mit einem Einstellbogen 17a (Flexibelbogen) für die Wanderdeckelstäbe 14 und zwei Einstellbögen 19'a, 19''a (Verlängerungsbögen) für ortsfeste Funktionselemente (Festkardierelemente, Absaughauben) gezeigt. Der Einstellbogen 17a ist im Bereich der oberen Peripherie des Seitenschildes 18a vorhanden. In den beiden seitlichen Peripheriebereichen des Seitenschildes 18a sind zwei Einstellbögen 19'a, 19''a vorhanden. Es sind als Stelleinrichtungen jeweils Stellspindeln 36' bis 36IV und 37' bis 37IV den Einstellbögen 19'a bzw. 19''a zugeordnet. Die Stellspindeln 36' bis 36IV stützen sich mit ihrem einen Ende an einem Flansch 18'' des Seitenschildes 18a und mit ihrem anderen Ende an dem Einstellbogen 19'a ab. Die Stellspindeln 37' bis 37IV stützen sich mit ihrem einen Ende an einem Flansch 18''' des Seitenschildes 18a und mit ihrem anderen Ende an dem Einstellbogen 19''a ab. Der Einstellbogen 19'a ist zwischen Vorreißer 3c und Deckelumlenkrolle 13a, d. h. im Vorkardierbereich, angeordnet. An dem Einstellbogen 19'a sind ortsfeste Funktionselemente angebracht, im Beispiel der 6 nichtgarnierte Abdeckelemente 32a bis 32c, drei erfindungsgemäße Festkardierelemente 23'1 bis 23'3 und drei Absaughauben 33a, 33b, 33c. Der Einstellbogen 19''a ist zwischen Deckelumkenkrolle 13b und Abnehmer 5, d. h. im Nachkardierbereich, angeordnet. An dem Einstellbogen 19''a sind ortsfeste Funktionselemente angebracht, im Beispiel der 6 sechs erfindungsgemäße Festkardierelemente 23''1 bis 23''6 und drei Absaughauben 34a bis 34c. Mit 35a ist ein Teil des Maschinengestells, mit 38a ein Unterkardenbogen bezeichnet.
7 zeigt einen Teil der Trommel 4 mit einer zylindrischen Fläche 4f des Mantels 4e und Trommelböden 4c, 4d (radiale Tragelemente). Die Fläche 4f ist mit einer Garnitur 4a versehen, die in diesem Beispiel in der Form von Draht mit Sägezähnen vorgesehen ist. Der Sägezahndraht wird auf der Trommel 4 aufgezogen, d. h. in dicht nebeneinanderliegenden Windungen zwischen (nicht dargestellten) Seitenflanschen umgewickelt, um eine mit Spitzen bestückte zylindrische Arbeitsfläche zu bilden. Auf der Arbeitsfläche (Garnitur) sollen möglichst gleichmäßig Fasern verarbeitet werden. Die Kardierarbeit wird zwischen den einander gegenüberliegenden Garnituren 261, 262 (sh. 2) und 4a geleistet (sh. 2). Sie wird wesentlich von der Lage der einen Garnitur gegenüber der anderen Garnitur sowie dem Garniturabstand a zwischen den Spitzen der Zähne der beiden Garnituren 261, 262 und 4a beeinflusst. Die Arbeitsbreite der Trommel 4 ist für die Arbeitsbreite L aller anderen Arbeitselemente der Karde maßgebend, insbesondere für die Wanderdeckel 14 (1) oder Festdeckel 23'1, welche zusammen mit der Trommel 4 die Fasern gleichmäßig über die ganze Arbeitsbreite kardieren. Um gleichmäßige Kardierarbeit über die ganze Arbeitsbreite L leisten zu können, müssen die Einstellungen der Arbeitselemente (einschließlich von Zusatzelementen) über diese Arbeitsbreite L eingehalten werden. Die Arbeitsbreite L beträgt z. B. 1300 mm. Die Trommel 4 selbst kann aber durch das Aufziehen des Garniturdrahtes, durch Fliehkraft oder durch den Kardierprozess bedingte Erwärmung deformiert werden. Die Wellenzapfen der Trommel 4 sind in Lagern gelagert, die auf dem nicht dargestellten ortsfesten Maschinengestell angebracht sind. Der Durchmesser, z. B. 1250 mm, der zylindrischen Oberfläche 4f, d. h. das Doppelte des Radius r₁, ist ein wichtiges Maß der Maschine. Die Seitenschilder 18a, 18b sind auf den beiden Maschinengestellen 35a, 35b (vgl. 6) befestigt. An den Seitenschildern 18a, 18b sind die Verlängerungsbögen 19a bzw. 19b befestigt. Die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 4 beträgt z. B. 35 m/sec. Auf den Verlängerungsbögen 19a, 19b sind die erfindungsgemäßen Festkardierelemente 23'1 mit Schrauben 20a, 20b befestigt. Mit S1 und S2 sind die Stirnseiten des Festkardierelements 23'1 bezeichnet.
Gemäß 8 weist der Garniturrücken 25 eine ebene Fläche 25a auf. Auf der nach innen gerichteten Seite weist die Befestigungsfläche 25b für die Garnituren 261, 262 über die Arbeitsbreite L einen konkaven Bogen auf, der spanend oder nichtspanend eingebracht wird. Auf diese Weise wird die Korrektur der thermischen Durchbiegung im Betrieb unterstützt. Der Scheitelpunkt des konkaven Bogens kann je nach Anwendungsfall zwischen 0,04 und 0,6 mm – bezogen auf eine Gerade – liegen. Mit h₅ ist der Abstand des Scheitelpunktes von der Geraden bezeichnet.
Nach 9 weisen sowohl der Träger 24 als auch der Garniturrücken 25 über die Arbeitsbreite L einen konkaven Bogen auf der Innenseite 24b bzw. 25b als auch einen konkaven Bogen auf der Außenseite 25a bzw. 25b auf. Die Abstände zwischen den jeweiligen Innen- und Außenseiten des Trägers 24 und des Garniturrückens 25 sind parallel oder im wesentlichen parallel.
Entsprechend den 10a bis 10c besteht die Versteifung aus einem Steg 28 und quer dazu angeordneten Spanten 401 bis 405. Die Spanten 401 bis 405 sind am Träger 24 durch (nicht dargestellte) Schrauben befestigt. Mit dem Steg 28 sind die Spanten 401 bis 405 durch eine (nicht dargestellte) Klebverbindung verbunden.
Nach 11 ist der Steg 28 mit Clipsen 41 am Träger 24 befestigt. Die Clipse 41 bestehen z. B. aus Federstahl und verbinden kraftschlüssig den Steg 28 mit dem Träger 24. Hierzu können Nuten in den Längsseiten 24c, 24d des Trägers 24 vorgesehen sein.
Gemäß 12 ist der Steg 28 über eine formschlüssige Verbindung mit dem Träger 24 verbunden.
Wesentlich sind eine Materialkombination und eine konstruktive Anordnung. Materialeigenschaften:

Träger Steg

• Wärmeausdehnungskoeffizienten gering gering

• Wärmeleitfähigkeit hoch gering

• Wärmekapazität hoch gering

• E-Modul hoch hoch
Konstruktive Anordnung:

• Der Träger 24 für die Garniturleiste 27 ist massiv, d. h. ohne Hohlräume ausgeführt.
• Der Träger 24 für die Garniturleiste 27 besteht aus wärmeleitendem Material.
• Die Masse des Trägers 24 ist im wesentlichen tangential vorzugsweise konzentrisch zum Tambour 4 angebracht, d. h. es stehen keine wärmeleitenden Rippen oder Stege von dem Träger 24 vor, keine U-Form oder T-Form, sondern z. B. ein Rechteckprofil.
• Es stehen ausschließlich Stege oder Rippen von dem Träger 24 vor, die nicht aus wärmeleitendem Material bestehen.

Materialkombination:

a) Material des Trägers: wärmeleitendes Material z. B. Stahl, Aluminium, Kupfer, Magnesium.
b) Material des Stegs: Kunststoff, oder GFK, d. h. glasfaserverstärkter Kunststoff.

Ziel ist es, einen möglichst geringen Wärmegradienten radial zum Tambour, d. h. über der Bauhöhe zu erzeugen (kompakte Bauform). Dieser ergibt sich dadurch, dass die Oberfläche des Trägers 24 eine möglichst hohe Temperatur aufweist und das Bauteil keine wesentlich vorstehenden Teile besitzt.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll weniger versucht werden die thermische Verformung zu kompensieren, sondern die Ursache der Verformung zu minimieren, indem ein geringer Temperaturgradient am massiven Träger erzeugt wird.
Das Festkardierelement 23 muss zum einen die Funktion der Steifigkeit erfüllen und zum anderen die Erwärmung aufnehmen, bzw. Wärme abstrahlen. Diese beiden Funktionen widersprechen an sich einander. Um diese Nachteile zu verhindern, ist erfindungsgemäß ein „zwei Zonen” Festkardierelement realisiert, das aus zwei Bauteilen zusammengesetzt ist. Beide Bauteile erfüllen jede für sich eine der oben benannten Funktionen, Erwärmung bzw. Wärmeabführung und Versteifung. Auf diese Weise wird das „zwei Zonen” Festkardierelement den Anforderungen an einen maximal parallelen Kardierspalt gerecht.
Die Garniturleiste 27 wird gegen den Träger 24 (Kardierwand) geschraubt. Diese Kardierwand ist massiv, und rechteckig und z. B. 15 mm dick. Es finden sich an ihr keine Rippen und andere vorstehenden Flächen. Somit wird die Wärme homogen verteilt und die Kardierwand verformt sich fast nicht. Die Wärmeabstrahlung findet unmittelbar an der Kardierwand statt, weil die Umgebungsluft an dieser Wand entlangströmt. Um eine Verformung beim Händeln zu verhindern, wird die Kardierwand durch eine Struktur aus Faserverbundwerkstoffen versteift. Dieser besteht aus einem senkrecht stehenden ca. 45 mm hohen Steg, der sich längs über den Träger 24 erstreckt. Dieser Steg wird wiederum durch Spanten seitlich gestützt. Um eine nicht wärmeleitende, steife Struktur zu erzielen, ist ein preiswerter glasfaserverstärkter Kunststoff z. B. GFK zweckmäßig. Der Steg wird mit den Spanten verbunden, verklebt usw.. Vorteilhaft ist, dass die Struktur keine Wärme von der Kardierwand ableitet. Hierdurch ist ein Festkardierelement verwirklicht, das hohe Biegesteifigkeit mit geringem Gewicht kombiniert. Das besondere hierbei ist die klare Trennung der Funktionen Wärmeabstrahlung an der Kardierwand und Versteifung des Festkardierelementes durch Faserverbundwerkstoff-Struktur. Durch diese Trennung erfüllt der „zwei Zonen Twin-Top” den Anspruch, sich bei Erwärmung minimal zu verformen und auch das Händling ohne Verformung zu bewältigen.
Die Erfindung wurde am Beispiel eines Festkardierelements 23 erläutert. Umfasst ist in gleicher Weise die Ausbildung als Wanderdeckelstab 14.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0687754 A [0003]
EP 0383479 [0004]

Claims

Vorrichtung an einer Karde oder Krempel, bei der mindestens ein Festkardierelement vorhanden ist, mit Endbereichen, die je zur Befestigung am Gestell der Karde gebildet sind, und einem länglichen Körper (Tragelement) zwischen den Endbereichen zum Abdecken der Trommel, bei der der Körper mindestens zwei plattenförmige Teile umfasst, wobei ein Teil mit einer im Betrieb nach innen (in den Arbeitsbereich der Karde) gerichteten Befestigungsfläche für eine Garniturleiste versehen ist, der andere Teil auf dem einen Teil angeordnet als Versteifung dient und die beiden Teile miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialquerschnitt des einen Teils (Träger 24) eine weitgehend homogene Temperaturverteilung mit einem geringen Wärmegefälle ermöglicht und der andere Teil (Versteifung 28; 281, 282) einer Durchbiegung des einen Teils (Träger 24) entgegenwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Teil und der andere Teil aus unterschiedlichem Material bestehen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Teil gegen den anderen Teil thermisch isoliert angebracht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Teil und der andere Teil gemeinsam ein zweistückiges Bauteil bilden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Teil als Trägerplatte ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil einen im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Teil massiv ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Teil als Steg gebaut o. dgl. ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Teil einen im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Trägerplatte wenigstens ein zusätzliches Versteifungselement angebracht ist, das die Biegesteifigkeit des Festkardierelements in seiner Längsrichtung (L) erhöht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement – in Längsrichtung (L) gesehen – sich von der Mitte in Richtung seiner beiden Enden (S1, S2) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement einen Abstand jeweils zu den Enden aufweist, der der Befestigung dient.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement mit der Trägerplatte verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte aus einem metallischen Werkstoff besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte aus einer Aluminium-Legierung besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte stranggepresst ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement aus einem nicht metallischen Werkstoff besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement aus Kunststoff besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement aus einem faserverstärktem Kunststoff besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass für das Versteifungsprofil ein glasfaserverstärkter Kunststoff herangezogen wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement aus einem anderen Werkstoff besteht als die Trägerplatte.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das spezifische Gewicht des Versteifungselements geringer ist als das spezifische Gewicht der Trägerplatte.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement über ein Befestigungsmittel mit der Trägerplatte verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungsmittel über Klebmittel mit der Trägerplatte verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungsmittel durch Schweißen mit der Trägerplatte verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungsmittel durch Verschrauben, Nieten o. dgl. mit der Trägerplatte verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff für die Trägerplatte eine hohe Wärmekapazität aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff für die Trägerplatte einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte auf ihrer nach außen gerichteten Fläche mit einer Wärmeisolierung ausgerüstet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Teil (Träger, Trägerplatte) an dem anderen Teil thermisch isoliert angebracht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zone anders aufgebaut ist und andere (unterschiedliche) Funktionen erfüllt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmezone vorhanden ist, in der an den den Träger (Kardierwand) die Erwärmung und Wärmeabführung erfolgt und zum anderen eine Steifigkeitszone, in der eine Struktur nur die Steifigkeit sicher stellt und nicht an der Erwärmung/Wärmeabfuhr beteiligt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmezone annähernd aus einem glatten, massiven, metallischen Rechteckprofil besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeitszone aus einer nicht Wärme leitenden Faserbandstruktur besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass beide Zonen zusammengefügt sind, z. B. verklebt, verschraubt, verpresst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche der Kardierwand, die der Umgebungsluft zugeordnet ist, mit einer Wellenform o. dgl. oder anderen topographischen Strukturen versehen ist (niedrig), um die Oberfläche zu vergrößern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass an diese Kardierwand (Rechteckprofll) die Garniturleiste angefügt ist, z. B. verschraubt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeitszone aus Stegen und/oder Spanten besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege und/oder Spanten gefügt sind, z. B. verklebt, verpresst, verschraubt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege und/oder Spanten Durchbrüche aufweisen, um die Konvektion an der Kardierwand zu verbessern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass dem Träger aus wärmeleitendem Material eine Versteifung zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifung eine geringe Berührungsfläche zum Träger aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifung aus einem Material mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten, geringer Wärmeleitfähigkeit, geringer Wärmekapazität und hohem E-Modul besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifung als ein Steg längs des Trägers ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifung als Steg massiv ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg aus einem Kunststoff oder einem faserverstärktem Kunststoff besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifung aus einem Steg in Längsrichtung und quer dazu angeordneten Spanten besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifung aus Steg und Spanten offen, d. h. ohne Hohlräume ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg bzw. die Spanten Löcher, bzw. Durchbrüche aufweisen, damit eine bessere Konvektion realisiert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg mit Klipsen am Träger befestigt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass die Klipse aus Federstahl bestehen und kraftschlüssig den Steg mit dem Träger verbinden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 51, dadurch gekennzeichnet, dass die Klipse formschlüssig den Steg stützen und formschlüssig am Träger eingehängt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanten am Träger angeschraubt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg sich relativ zum Träger bewegen kann, z. B. dass der Steg mit elastischem Kleber am Träger befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg formschlüssig auf dem Träger befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg kraftschlüssig mit dem Träger verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanten dem Steg per Verschraubung, geklebt oder formschlüssig zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanten aus wärmeleitendem Material oder nicht wärmeleitendem Material bestehen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 58, dadurch gekennzeichnet, dass der Garniturrücken der Garniturleiste aus wärmeleitendem Material besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 59, dadurch gekennzeichnet, dass der Garniturrücken massiv ist, d. h. ganz aus wärmeleitendem Material besteht und keine nennenswerten Hohlräume aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Garnitur und Träger keine Hohlräume existieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 61, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung der Höhe (h₁) und über die Breite (b) des Trägers eine weitgehend homogene Temperaturverteilung mit einem geringen Wärmegefälle vorhanden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 62, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialquerschnitt des Trägers über die Breite (b) eine weitgehend homogene Temperaturverteilung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 63, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialquerschnitt des Trägers in Längsrichtung (L) eine weitgehend homogene Temperaturverteilung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 64, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger und/oder der Garniturrücken auf der nach innen gerichteten Seite über die Arbeitsbreite einen konkaven Bogen aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 65, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenkrümmung derart gewählt ist, dass die Korrektur der mechanischen und/oder thermischen Durchbiegung über die Arbeitsbreite (L) unterstützt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 66, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsbreite (L) mehr als 1200 mm, z. B. 1300 mm, misst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 67, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (24) für die mindestens eine Garniturleiste (27; 271, 272) massiv ausgebildet ist und aus wärmeleitendem Material besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 68, dadurch gekennzeichnet, dass die nach außen gerichtete Fläche (24a) im wesentlichen einen konstanten oder weitgehend konstanten Abstand zu der nach innen gerichteten Befestigungsfläche (24b) aufweist.
Festkardierelement nach einem der Ansprüche 1 bis 69.
Wanderdeckelstab nach einem der Ansprüche 1 bis 69.