Vorrichtung zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen an ei- nem durch eine Karde gebildeten Faservlies Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen und Aus- scheiden von Fremdstoffen an einem durch eine Karde gebildeten Faservlies gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Mit der Aus- scheidung der Fremdstoffe aus dem Faservlies an der Karde soll verhindert werden, dass diese im Kardenband verbleiben, wo sie später nur schwer entfernbar sind und zu Qualitätseinbussen und Produktionsunterbrüchen in der Spinnerei führen. Am Faservlies der Karde sind die Fremdstoffe von der Bewegungsführung her gut kontrollierbar und in eine relativ dünne Faserschicht eingebet- tet.

Durch die EP-B 606 626 ist bereits eine gattungsmässig ver- gleichbare Vorrichtung bekanntgeworden, bei der störende Parti- kel wie z. B. Nissen, Schalenteile usw. an der Abnehmervorrich- tung durch einen quer zum Faservlies gerichteten Luftstrom her- ausgerissen werden. Zu diesem Zweck ist über die gesamte Breite verteilt eine Reihe von Luftdüsen angeordnet, die über einzelne Ventile mit Druckluft beaufschlagbar sind.

Eine ähnliche Vorrichtung ist auch in der CH-A 689 600 beschrie- ben. Als Alternative wird hier auch noch vorgeschlagen, die Fremdstoffe bereits an der Oberfläche der Abnehmerwalze über ei- ne Reihe von Düsen abzusaugen. Die Detektion der Fremdstoffe er- folgt dabei ebenfalls bereits an der Abnehmerwalze.

Ein Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass das Herausreissen der Fremdstoffe aus dem Faservlies mit einem er- heblichen konstruktiven Aufwand verbunden ist und dass dabei das Faservlies bezüglich Gleichmässigkeit, Ebenheit usw. negativ be- einflusst wird. Auch das anisotrope Verhalten des Faservlieses wegen der teilweisen Gleichrichtung der Fasern in Transportrich- tung bereitet Probleme, indem das Vlies auf einer Linie parallel zur Transportrichtung schneller reisst als quer zur Trans- portrichtung. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vor- richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher ei- ne effiziente Steuerung des Luftstroms mit einfacheren Mitteln erzielt werden kann, wobei insbesondere auch die engen räumli- chen Verhältnisse an der Karde berücksichtigt werden sollen.

Gemäss einer ersten Ausgestaltung der Erfindung kann die Aufgabe mit einer Vorrichtung gelöst werden, welche die Merkmale im An- spruch 1 enthält. Wesentliches Element ist hier die Leitwand, in der über die ganze Breite wenigstens eine Reihe von mehrere Aus- scheidequerschnitte definierende Saugöffnungen angeordnet ist.

Jede Saugöffnung grenzt an einen Strömungskanal mit einer Ventu- ri-Düse zur Erzeugung einer Saugwirkung. Auf diese Weise kann die Saugwirkung mit einem Druckluftstoss erzeugt werden, wobei dieser Druckluftstoss gleichzeitig dem Weitertransport der Fremdstoffe dient. Die Ausscheidequerschnitte könnten dabei mit Hilfe der nachstehend beschriebenen Strömungsblenden definiert werden. In bestimmten Fällen wäre es aber auch denkbar, die Strömungsblenden ganz wegzulassen, so dass die Öffnungen an der Leitwand permanent freigelegt sind.

Um eine Rückführung der Fremdstoffe zu verhindern, kann im Strö- mungskanal nach der Venturi-Düse und nach der Saugöffnung wenig- stens eine Schikane angeordnet sein. Die Leitwand kann an einer geeigneten Stelle an der Abnehmerwalze oder an der Abnehmervor- richtung das Faservlies begrenzen. Besonders vorteilhaft wird die Leitwand durch eine Vliesbrücke an der Abnehmervorrichtung gebildet. Die Leitwand kann aber auch durch einen konzentrisch zur Abnehmerwalze gekrümmten Abschnitt über der Abnehmerwalze gebildet werden.

Aus Platzgründen und um eine örtlich möglichst fein abgestufte Ausscheidemöglichkeit zu schaffen, können mehrere Reihen von Saugöffnungen hintereinander angeordnet sein, wobei die Saugöff- nungen der einzelnen Reihen bezogen auf die Breite der Leitwand versetzt zueinander angeordnet sind. In Vorschubrichtung können sich dabei die Saugöffnungen der einzelnen Reihen seitlich leicht überlappen.

Gemäss einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung wird die Aufga- be auch mit einer Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale im Anspruch 6 aufweist. Die wenigstens zwei relativ zueinander ver- schiebbaren Strömungsblenden mit je einer Öffnung ermöglichen es, unmittelbar am Faservlies einen Ausscheidequerschnitt frei- zulegen. Je nach Anzahl und Anordnung der Öffnungen und je nach der Bewegungsführung können rasch wechselnd Ausscheidequer- schnitte über die gesamte Breite des Faservlieses verteilt frei- gelegt werden. Zu diesem Zweck bilden die beiden Öffnungen in wenigstens einer ersten Relativlage einen ersten Ausscheidequer- schnitt, wobei in wenigstens einer zweiten Relativlage ein zwei- ter Ausscheidequerschnitt freilegbar ist, der quer zur Vor- schubrichtung versetzt zum ersten Ausscheidequerschnitt angeord- net ist. Die Leitwand, welche eine der beiden Strömungsblenden enthält, bewirkt eine Abstützung und Führung des Faservlieses, womit das gezielte Herausreissen der Fremdstoffe erheblich er- leichtert wird.

Die Öffnungen können sich kreuzende Schlitze sein, deren relati- ve Verschiebung zueinander zu einer Verschiebung des Ausscheide- querschnitts quer zur Vorschubrichtung führt. Der Ausscheide- querschnitt wird dabei durch den Kreuzungsbereich gebildet. Al- ternativ kann es sich aber auch um Einzelöffnungen handeln, die je nach Relativlage abgedeckt oder freigelegt werden.

Die Strömungsblenden können über der Abnehmerwalze angeordnet sein und dabei gegebenenfalls der Walzenkrümmung angepasst sein.

Es ist aber auch denkbar, die Strömungsblenden an der Abnehmer- vorrichtung, insbesondere an einer Vliesbrücke anzuordnen. We- nigstens eine der Strömungsblenden ist dabei in Vorschubrichtung und/oder quer zur Vorschubrichtung verschiebbar. Es ist aber auch denkbar, beide Strömungsblenden beweglich zu lagern und ge- gebenenfalls simultan zu bewegen.

Eine erhebliche konstruktive Vereinfachung kann erreicht werden, wenn jeder Ausscheidequerschnitt über die gesamte Breite des Fa- servlieses an einen gemeinsamen Strömungskanal angeschlossen ist. Es ist aber auch denkbar, mehrere Ausscheidequerschnitte zu einer Gruppe zusammenzufassen, wobei jede Gruppe an einen ge- meinsamen Strömungskanal angeschlossen ist. Dabei müssen zwar mehrere Strömungskanäle geführt werden, doch bedienen diese meh- rere Ausscheidequerschnitte innerhalb einer Gruppe.

Die Sensoreinrichtung kann die Oberfläche des Faservlieses di- rekt beaufschlagen. Dabei kann es sich um Sensoren handeln, die auf unterschiedliche physikalische Parameter reagieren. Vorzugs- weise wird es sich dabei jedoch um lichtempfindliche Sensoren handeln, die auf bestimmte Wellenlängen des Lichts reagieren. Um auch schwer zugängliche Stellen für die Detektion zu erschlie- ssen, ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn die Signalüber- tragung von einem sich über die Breite des Faservlieses erstrek- kenden Erkennungsfeld zum eigentlichen Sensor über mehrere Lichtwellenleiter erfolgt. Dies ermöglicht den Einsatz eines nicht abbildenden Sensorsystems, das ohne aufwendige Linsensy- steme auskommt. Die Enden der Lichtwellenleiter können sehr nahe an das Faservlies herangeführt werden und sie sind relativ un- empfindlich gegen Verschmutzung.

Die Beleuchtung des Vlieses kann im Auflicht oder im Durchlicht erfolgen. Dabei ist es denkbar, dass das Vlies bzw. das Erken- nungsfeld ebenfalls über Lichtwellenleiter beleuchtet wird.

Das Erkennungsfeld könnte dabei ohne weiteres auch im Bereich der Abnehmerwalze angeordnet sein.

Weitere Einzelmerkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Zeichnungen. Es zeigen : Figur 1 : eine schematische Seitenansicht einer Karde, Figur 2 : die Abnehmerwalze einer Karde mit Sensoreinrichtung und Ausscheidevorrichtung mit Strömungsblenden, Figur 3 : eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel von Strömungsblenden, Figur 4 : eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel von Strömungsblenden, Figur 5 : eine perspektivische Darstellung eines dritten Ausfüh- rungsbeispiels von Strömungsblenden, Figur 6 : eine schematische Seitendarstellung einer Abnehmervor- richtung mit Vliesbrücke, Figur 7 : eine Draufsicht auf die Vliesbrücke gemäss Figur 6, Figur 8 : eine perspektivische Darstellung einer Sensoreinrich- tung mit Lichtwellenleitern an einem frei gespannten Faservlies, Figur 9 : eine perspektivische Darstellung einer Sensoreinrich- tung mit Lichtwellenleitern auf einer Abnehmerwalze, und Figur 10 : die Abnehmerwalze einer Karde mit Sensoreinrichtung und Ausscheidevorrichtung mit Venturi-Düsen und Figur 11 : eine Draufsicht auf eine Leitwand mit versetzt angeord- neten Saugöffnungen.

In Figur 1 ist ein Teil einer Karde 1 dargestellt, bei der auf an sich bekannte Weise in Vorschubrichtung a) Baumwollfasern ei- ner Speiseeinrichtung 12 zugeführt werden. Die Fasern gelangen von dort auf den Tambour 13, wo sie an festen Kardierelementen, sowie an den Wanderdeckeln 14 gleichgerichtet werden. An der ge- genüber dem Tambour langsamer laufenden Abnehmerwalze 3 wird das Faservlies 2 abgenommen und an der Abnehmervorrichtung 4 von der Abnehmerwalze gelöst. Zu diesem Zweck ist im Ausführungsbeispiel eine Abstreichwalze 15 vorgesehen, welche das Faservlies auf ei- ne Vliesbrücke 17 führt. Für den Abtransport ist ein Zugwalzen- paar 16 vorgesehen.

Die Sensoreinrichtung 5 und die Ausscheidevorrichtung 6 können wahlweise im Umfangsbereich der Abnehmerwalze 3 oder im Bereich der Abnehmervorrichtung 4 angeordnet sein. Auch eine mehrfache Anordnung von Sensoreinrichtung und Ausscheidevorrichtung an verschiedenen Abschnitten der Vorschubbahn wäre denkbar.

Gemäss Figur 2 besteht die Ausscheidevorrichtung 6 aus zwei re- lativ zueinander verschiebbaren Strömungsblenden 8 und 9. Die Blenden sind konzentrisch zur Abnehmerwalze 3 gekrümmt und sie weisen je eine Öffnung auf, die in einer Relativlage einen Aus- scheidquerschnitt 7 freilegt. Die erste Blende 8 ist fest ange- ordnet, während die auf ihr liegende zweite Blende 9 in Umfangs- richtung b) verschiebbar ist. Die erste Blende 8 bildet ausser- dem eine Leitwand für das Faservlies, bzw. ist Bestandteil einer solchen.

Wie nachstehend noch genauer erläutert wird, können durch Rela- tivverschiebung der beiden Blenden zueinander über die Breite des Faservlieses verteilt verschiedene Ausscheidquerschnitte freigelegt werden, von denen wenigstens einzelne Gruppen in ei- nen gemeinsamen Strömungskanal 18 münden. Über diesen Strömungs- kanal werden die Fremdstoffe aus dem Faservlies herausgerissen und abtransportiert.

Gemäss Figur 3 sind in der ersten Strömungsblende 8 in einem Winkel von ca. 45° zur Vorschubrichtung zwei Reihen von je drei ersten Öffnungen 10a, 10b, 10c und 10d, 10e, 10f versetzt zuein- ander angeordnet. In der zweiten Strömungsblende 9 sind in einem Winkel von ca. 90° zur Vorschubrichtung ebenfalls zwei parallele Reihen von zweiten Öffnungen lla, llb, llc und lld, lle, llf an- geordnet. In der dargestellten Relativlage zueinander sind sämt- liche Öffnungen 10a bis 10f verdeckt, so dass kein Ausschneide- querschnitt freigelegt ist.

Wird die zweite Strömungsblende 9 in Pfeilrichtung c um die Weg- strecke e verschoben, korrespondiert die Öffnung lla mit der darunter liegenden Öffnung 10a, wobei der entsprechende Aus- scheidequerschnitt freigelegt wird. Alle übrigen Öffnungen in der ersten Strömungsblende 8 bleiben jedoch verdeckt. Bei einer Bewegung in Pfeilrichtung c um die Wegstrecke f korrespondiert die Öffnung llb mit der darunterliegenden Öffnung 10b, während ebenfalls alle übrigen Öffnungen verdeckt bleiben. Bei einer Verschiebung in die Gegenrichtung d um die entsprechenden Weg- strecken können auf die gleiche Weise die Öffnungen 10d, 10e oder 10f freigelegt werden.

Die Verschiebung der Strömungsblenden zueinander zur selektiven Freilegung des gewünschten Ausscheidequerschnitts erfolgt über eine hier nicht näher dargestellte Antriebsvorrichtung, z. B. über einen Elektromotor. Die Steuerung dieser Antriebsvorrich- tung erfolgt über eine Steuervorrichtung in Abhängigkeit von der Lage und der Vorschubgeschwindigkeit des durch die Sensoren- richtung ermittelten Fremdstoffes.

Die Verschiebung muss nicht zwingend in der Vorschubrichtung er- folgen. Auch Bewegungen quer zur Vorschubrichtung sind denkbar.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 4 ist in der ersten Strö- mungsblende 8 und in der zweiten Strömungsblende 9 nur je eine einzige Öffnung 10 bzw. 11 angeordnet. Die Öffnungen haben je- doch die Form sich kreuzender Schlitze, wobei im Kreuzungsbe- reich ein rautenartiger Ausscheidequerschnitt 7 freigelegt wird.

Wird die zweite Strömungsblende 9 in Pfeilrichtung c verschoben bis zur strichpunktiert dargestellten neuen Position 11 ver- schiebt sich ersichtlicherweise auch der Ausscheidequerschnitt 7 entlang der Achse der ersten Öffnung 10 um die seitliche Weg- strecke g. Auf diese Weise ist eine praktisch stufenlose Ver- schiebung des Ausscheidequerschnitts 7 möglich.

Das Ausführungsbeispiel gemäss Figur 5 unterscheidet sich von demjenigen gemäss Figur 4 darin, dass die schlitzförmige Öffnung 10 in der ersten Strömungsblende 8 sich parallel zur Mittelachse der Abnehmerwalze 3 erstreckt. Die schlitzförmige Öffnung 11 in der zweiten Strömungsblende 9 verläuft dagegen in einem bestimm- ten Winkel zur Mittelachse bzw. zur Öffnung 10. Bei dieser An- ordnung bewirkt eine Verschiebung der beiden Strömungsblenden zueinander auch eine Verschiebung des Ausscheidequerschnitts 7 parallel zur Mittelachse der Abnehmerwalze 3.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 6 wird das Faservlies 2 von einer Abstreichwalze 15 von der Abnehmerwalze 3 abgenommen und einer Vliesbrücke übergeben, die durch eine Leitwand 19 ge- bildet wird. Wie aus Figur 7 ersichtlich ist, sind in der Leit- wand mehrere Saugöffnungen 20 angeordnet, von denen jede in ei- nen darunterliegenden Strömungskanal 18 mündet. Durch diesen Strömungskanal kann in Strömungsrichtung h ein Druckluftstoss geleitet werden. Bezogen auf die Strömungsrichtung unmittelbar vor jeder Öffnung 20 ist ein Venturi-Rohr bzw. eine Venturi-Düse 21 angeordnet. Dies bewirkt ersichtlicherweise eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit und einen Druckabfall am engsten Quer- schnitt, der mittels der Bernoullischen Gleichung ermittelt wer- den kann. Durch diese Saugwirkung wird die detektierte Stelle des Kardenvlieses in den Strömungskanal 18 eingesaugt und einem Auffangbehälter 27 zugeführt. Schikanen 22 verhindern eine Rück- führung der Fremdstoffe. Die Druckluftstösse werden über eine hier nicht dargestellte Sensoreinrichtung gesteuert, welche im Bereich der Abnehmerwalze oder im Bereich der Vliesbrücke ange- ordnet sein kann.

Die Figuren 8 und 9 zeigen Möglichkeiten einer optischen Detek- tion am Faservlies 2 im gestreckten Zustand oder auch an der Ab- nehmerwalze 3 mit Hilfe von Lichtwellenleitern 25. Die einzelnen Leiter werden dabei sehr nahe an die Oberfläche des zu detektie- renden Vlieses herangeführt. Dies ermöglicht es, den Sensor 23 bzw. die einzelnen Sensoren relativ weit entfernt vom Erken- nungsfeld 24 anzuordnen. Wie in Figur 9 dargestellt, kann die Beleuchtung ebenfalls über die einzelnen Lichtwellenleiter bzw. über parallel geführte Lichtwellenleiter erfolgen. Eine Beleuch- tung des Erkennungsfeldes ist aber auch im Durchlicht möglich, wie in Figur 8 dargestellt. Der Einsatz von Lichtwellenleitern bei gattungsmässig vergleichbaren Vorrichtungen ist bereits be- kanntgeworden durch Uhlmann Jürg,"Fremdstofferkennung in der Rohbaumwolle", Diss. ETH Zürich, 1996.

Figur 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Erfindung mit ähn- licher Funktion wie dasjenige gemäss Figur 6. Die Leitwand 19 ist hier als konzentrisch zum Zentrum der Abnehmerwalze 3 ge- krümmter Abschnitt ausgebildet. Selbstverständlich könnte die Leitwand sich auch über einen grösseren Sektor der Abnehmerwalze erstrecken und die Saugöffnungen 20 könnten auch an anderer Stelle angeordnet sein, z. B. nahe der Vliesbrücke 17. Auch hier sind die Venturi-Düsen 21 im Strömungskanal 18 unmittelbar vor den Saugöffnungen 20 angeordnet, wobei die Schikanen 22 ein Rückführen der Fremdstoffe verhindern.

Wie in Figur 11 dargestellt, könnten mehrere Reihen von Saugöff- nungen 20a, 20b und 20c nacheinander angeordnet sein, wobei die Saugöffnungen der einzelnen Reihen jeweils bezogen auf die Brei- te der Leitwand 19 versetzt zueinander angeordnet sind. Je nach den gegebenen Druckverhältnissen wäre es durchaus möglich, dass eine Gruppe von Saugöffnungen im Einflussbereich einer gemeinsa- men Venturi-Düse angeordnet sind, das heisst, das ein einziger Strömungskanal 18 eine Gruppe von Saugöffnungen bedient.