Die vorliegende Erfindung betrifft Füllschächte für Spinnereimaschinen, insbesondere für Karden oder Krempel.

Die Art und Weise wie man einer Karde Fasermaterial zuführt hat einen wesentlichen Einfluss auf das produzierte Kardenband. Unregelmässigkeiten in der Speisung der Karde äussern sich in der Bildung von Dick- oder Dünnstellen im produzierten Faserband. Diese Fehlerstellen im Band können in der folgenden Weiterverarbeitung der Fasern bis zum fertigen Garn nur teilweise korrigiert werden. Sie haben daher einen direkten Einfluss auf die endgültige Garnqualität. Für eine gleichmässige Speisung der Karde mit Fasermaterial müssen die Faserflocken im Füllschacht eine gleichmässige Watte bilden. D.h. die Faserflocken müssen über die gesamte Breite des Füllschachtes gleichmässig verteilt werden, um dadurch eine homogene Watte von gleichmässiger Dichte zu bilden. Die Faserflocken werden den Füllschächten pneumatisch zugeführt. Die Speisung der Karden mit Hilfe einer pneumatische Flockenzufuhr gewährleistet jedoch keine genügend gleichmässige Beschickung der Karde bzw. des dazugehörigen Füllschachtes. Dieses Problem ist seit längerem bekannt und wurde dadurch gelöst, dass der Füllschacht der Karde mit einer Speisevorrichtung ausgestattet wurde, welche den eigentlichen Füllschacht in zwei übereinanderliegende Schächte (Ober- und Unterschacht) aufgeteilt. Wird der Füllschacht nun über die pneumatische Flockenzufuhr mit Faserflocken beschickt, bewegen sich die Faserflocken dank der Speisevorrichtung gleichmässig vom oberen Schacht in den unteren Schacht, unabhängig von der Gleichmässigkeit der Flockenlieferung. Dadurch entsteht im unteren Teil des Füllschachtes eine homogene Wattenvorlage, welche für die Speisung der Karde geeignet ist. Moderne, zweiteilige Füllschächte enthalten heutzutage zusätzlich zur genannten Speisevorrichtung sehr oft auch eine Auflösewalze. Diese Auflösewalze wird der Speisevorrichtung des Füllschachtes unmittelbar nachgeordnet, wodurch die Faserflocken zusätzlich geöffnet und homogenisiert werden.

Die bisher genannten Massnahmen führen zwar zu einer homogenen Wattenvorlage, haben jedoch auch zur Folge, dass die Watte wegen der zusätzlichen Auflösung eine geringere Dichte aufweist als vorher. Um diese Folge zu kompensieren bzw. um die homogene Wattenvorlage wieder auf ein für die Kardenspeisung geeignetes Mass - gleichmässig - zu verdichten, sind verschiedene Methoden bekannt.

Zum Beispiel werden in den Schriften US 4,387,486 oder DE 3 36 654 die Verwendung von vibrierenden Seitenwänden vorgeschlagen. Die oszillierenden Seitenwände sollen die sich im Schacht befindenden Flocken verdichten. Dieser Ansatz hat sich aber als aufwendig und kostenintensiv erwiesen. In der Praxis hat er sich daher nie durchsetzen können.

Die DE 40 38 838 offenbart eine weitere Möglichkeit um das homogenisierte Fasergut gleichmässig zu verdichten, welche sich schliesslich durchgesetzt hat: Durch einen Ventilator wird das Fasergut im unteren Schacht des Füllschachtes zusätzlich mit Luft beaufschlagt. Diese eingeblasene Luft strömt durch die sich im unteren Schacht ansammelnde homogene Faserwatte hindurch und entweicht dann schlussendlich aus Luftaustrittsöffnungen am unteren Ende des Speiseschachtes. Dieses Durchströmen des Fasermaterials verursacht, dass die Faserwatte etwas kompakter wird, d.h. verdichtet wird.

Alle bekannten Füllschächte haben grundsätzlich einen Unterschacht mit parallelen Seitenwänden oder mit gegen unten leicht konisch zusammenlaufenden Wänden (d.h. der Schachtquerschnitt nimmt gegen unten ab.) In manch anderen Füllschächten aus dem Stand der Technik (z.B. DE 44 34 251A1) sind die Wände des Unterschachtes zu Beginn leicht trichterförmig ausgebildet, um dann anschliessend in eine parallele Anordnung überzugehen.

Die genannten Methoden zur Verdichtung der Wattenvorlage im Unterschacht erzeugen zwar den gewünschten Effekt, haben aber auch zur Folge, dass die

Abführung der Transportluft - der Unterschacht besitzt dazu im unteren Bereich eine luftdurchlässige Wand - durch die dichtere Wattenvorlage erschwert wird. Durch die

Auflösewalze führt ein beachtlicher Luftstrom in den Unterschacht hinein. Eine weitere, grosse Luftmenge wird zusätzlich zur Verdichtung in den Unterschacht geblasen. Da diese Luftmengen nicht ungehindert wieder aus dem Unterschacht entweichen können, entsteht an der Oberfläche der angesammelten Faserwatte eine Rückstauung der Luft bzw. es entstehen Luftwirbel. Diese unerwünschten

Luftströmungen bzw. Wirbelströmungen verschlechtern dabei nicht nur die homogene Verteilung der Fasern im Unterschacht, sondern können auch die Prozesse der Auflösewalze negativ beeinflussen: Die Rückstauung der Luft kann Wirbelströmungen verursachen, welche sich bis in den Bereich der Auflösewalze ausweiten können. Diese Strömungen haben dann zur Folge, dass der Abwurf der Faserflocken von der Auflösewalze behindert wird. Manche Flocken verbleiben dadurch zu lange auf der Auflösewalze. Eine tendenziell erhöhte Nissenbildung im verarbeiteten Fasermaterial ist die Folge. Die Nissenbildung wird nochmals zusätzlich begünstigt durch die Wirbelströmungen, welche die zuletzt abgelagerten Flocken immer wieder aufwirbelt. Ist die Auflösewalze zudem mit Messern und Reinigungstellen ausgestattet, so können die Wirbelströmungen auch die Reinigung negativ beeinflussen, z.B. zu erhöhtem Gutfaserverlust führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde einen Füllschacht derart zu verbessern, dass die Ausbreitung derartiger Wirbelströmungen über den ganzen Schacht verhindert wird bzw. den Füllschacht so anzupassen, dass die Wirbelströmungen nur örtlich limitiert auftreten können, z.B. ohne in den Einflussbereich der Auflösewalze gelangen zu können.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst.

Dadurch dass der Schacht im oberen Bereich eine Engstelle enthält, d.h. dort einen kleineren Schachtquerschnitt besitzt, muss die einströmende Luft die Engstelle gezwungenermassen mit erhöhter Geschwindigkeit passieren (siehe Figur 2). Diese Geschwindigkeit nimmt rapide ab, sobald der Schachtquerschnitt nach der Engstelle wieder grösser wird. Weil die gesamte in den Schacht eintretende Luftmasse die Engstelle mit erhöhter Geschwindigkeit passieren muss, entsteht an dieser Stelle eine

definierte und klar ausgerichtete Luftströmung in Schachtrichtung. Diese erhöhte und klar ausgerichtete Luftströmung hat den strömungstechnischen Effekt, dass sie quasi als „Luftbarriere" für jede Art von Wirbelströmung wirkt. Unabhängig ob eine Wirbelströmung allfällig vor oder nach der Engstelle vorhanden ist. Weil durch die Transportluft und andere Luftströmungen irn Füllschacht - wie vorhin beschrieben - eine beachtliche Wirbelströmung im Unterschacht oberhalb der angesammelten Faserwatte entsteht, wird durch das Vorsehen einer Engstelle im oberen Bereich des Unterschachtes verhindert, dass eine Ausdehnung der genannten störenden Wirbelströmung über die Engstelle hinaus in den Einflussbereich der Auflösewalze entsteht. Der Verarbeitungsprozess der Auflösewalze und der Abwurf der Flocken von der Auflösewalze in den Unterschacht wird dank der erfindungsgemässen Engstelle nicht mehr von einer allenfalls vorhandenen Wirbelströmung gestört.

Wie gross die Engstelle sein muss hängt wesentlich von den eingeblasenen Luftmengen und von der Drehzahl der Auflösewalze ab. Aus diesem Grunde sollte die Engstelle, d.h. der Schachtquerschnitt an der Engstelle, vorzugsweise einstellbar sein. Die optimale Einstellung bzw. der optimale Schachtquerschnitt an der Engstelle lässt sich dann leicht empirisch ermitteln. Bevorzugt ist die Einstellbarkeit so, dass die Engstelle einen minimalen Querschnitt von 40 bis 75 % des normalen Schachtquerschnittes aufweist.

Die Engstelle ist gemäss Erfindung in einem oberen Bereich des Schachtes bzw. des Unterschachtes anzuordnen. Dies ist so zu verstehen, dass die Engstelle immer oberhalb des vorgesehenen maximalen Füllstandes des Schachtes angebracht sein sollte. Also in einem oberen Bereich des Schachtes, wo sich kein Fasermaterial mehr ansammeln sollte. Grund: Wird die Engstelle nämlich zu weit unten im Schacht angeordnet - also auf einer Höhe im Schacht, welche noch für die Auffüllung mit Faserflocken vorgesehen ist - so entfällt die strömungstechnische Wirkung der Engstelle sobald diese mit Fasermaterial aufgefüllt ist.

Vorzugsweise lässt sich daher auch die Position der Engstelle innerhalb des Schachtes auf verschiedene Höhen einstellen.

Um die strömungstechnische Wirkung der Engstelle zu verbessern, besitzt der Schacht von der Engstelle zum normalen Schachtquerschnitt vorzugsweise einen schlagartigen Übergang (siehe Figur 2.) Mit anderen Worten, die Engstelle verursacht vorzugsweise eine unstetige Änderung des Schachtquerschnittes. Dazu besitzt die Schachtoberfläche bevorzugt einen unsteten Oberflächenverlauf.

Die Engstelle kann verschiedene Formen haben, z.B. eine Rampenform. Auch hier ändert sich der Schachtquerschnitt unstetig bzw. die Schachtoberfläche hat einen unsteten Oberflächenverlauf an der oberen Kante der Rampe.

Ist am Schacht eine Einblasvorrichtung vorgesehen und das Gehäuse der Einblassvorrichtung Teil der Schachtwandung, so ist die Engstelle vorzugsweise am Gehäuse der Einblassvorrichtung zu montieren.

Die Engstelle kann eine Gesamthöhe von 20 bis 30 % des Schachtes einnehmen.

Die vorliegende Erfindung findet vorzugsweise im Unterschacht eines Füllschachtes Anwendung. Es soll aber ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass die erfindungsgemässe Engstelle auch in anderen Schächten angewandt werden kann, wo eine ähnliche „Barriere" für Wirbelströmungen benötigt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen zu finden oder werden in der folgenden Figurenbeschreibung erwähnt.

Eine denkbare Ausführungsform der Erfindungsidee wird nun anhand von zwei Figuren erklärt. Es soll aber ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass sich die Erfindung bzw. der Erfindungsgedanke nicht auf die im folgenden aufgeführte Ausführungsform beschränkt. Es zeigen:

Fig. 1. Schematische Darstellung einer Karde mit Füllschacht

Fig. 2. Füllschacht mit erfindungsgemässer Engstelle im Unterschacht

Die Figur 1 zeigt eine Wanderdeckelkarde (die Rieter Karde C60) ausgestattet mit einem Füllschacht gemäss Erfindung. Faserflocken gelangen nachdem sie die verschiedenen Prozessstufen der Putzerei durchlaufen haben in den oberen Schacht (Oberschacht) 1 des Füllschachtes 9. Die Faserflocken werden durch die

Speisevorrichtung, enthaltend eine Speisemulde 2 und Speisewalze 3, an eine Auflösewalze 4 weitergegeben, welche die Faserflocken weiter öffnet. Die Auflösewalze gibt die weiter geöffneten Flocken in den unteren Schachtbereich (Unterschacht) 5 ab. Wie bereits erklärt, ist im Füllschacht 9 für die weitere Verdichtung der Faserwatte eine Einblasvorrichtung 6 vorgesehen. Diese bläst weitere Luft in den unteren Schachtbereich 5 hinein (siehe Pfeil) und verdichtet dadurch die Faserflocken. Die durch die Einblasvorrichtung 6 eingeblasene Luft sowie jene Transportluft welche durch die Auflösewalze 4 in den Schachtbereich 5 eingebracht wird, strömt durch die Watte und verlässt den Schacht 5 durch den luftdurchlässigen Bereich 8 der Wandung 22. Diese Luft wird von der sich anschliessenden Kammer 7 abgesogen.

Eine zweite Speisevorrichtung 10 (hier zwei Auslaufwalzen) speist schlussendlich die Faserflocken, nunmehr in Form einer homogenen Wattenvorlage 11 , über eine Zuleitung dem Vorreissermodul 12 der Karde zu. Die Vorreisser 12 öffnen die Faserflocken der Wattenvorlage 11 weiter auf und entfernen gleichzeitig einen Teil des Schmutzes. Die letzte Vorreisserwalze übergibt die Fasern schliesslich an die Kardentrommel 13, welche die Fasern vollständig auflöst und parallelisiert. Die Kardentrommel 13 arbeitet dazu mit dem Deckelaggregat 14 zusammen. Nachdem die Fasern zum Teil mehrere Umläufe auf der Kardentrommel 13 durchgeführt haben, werden sie von der Abnehmerwalze 15 abgenommen, den Quetschwalzen 16 zugeführt und schliesslich in Form eines Kardenbandes in eine Kanne abgelegt (nicht gezeigt).

Die Figur 2 zeigt einen erfindungsgemässen Füllschacht, wobei der untere Schacht 5 (Unterschacht) eine erfindungsgemässe Engstelle 20 enthält. Die Figur 2 zeigt nur eine von vielen möglichen Ausführungsformen für die erfindungsgemässe Engstelle.

Dadurch dass der Schacht 5 im oberen Bereich 17 die Engstelle 20 enthält, d.h. dort gegenüber dem normalen Schachtquerschnitt Tu den reduzierten Schachtquerschnitt TK besitzt, muss die einströmende Luft 23 die Engstelle 20 mit erhöhter Geschwindigkeit v _E passieren (siehe Pfeile). Diese Geschwindigkeit nimmt rapide ab, sobald der Schachtquerschnitt nach der Engstelle 20 wieder grösser wird und den normalen Schachtquerschnitt Tu einnimmt. Weil die gesamte in den Schacht eintretende Luftmasse 23 die Engstelle 20 mit erhöhter Geschwindigkeit passieren muss, entsteht an dieser Stelle im Schacht eine definierte und klar ausgerichtete Luftströmung in Schachtrichtung (siehe mit Geschwindigkeit v _E beschriftete Pfeile ). Diese erhöhte und klar ausgerichtete Luftströmung dient dabei quasi als „Luftbarriere" für jede Art von Wirbelströmung 24, welche vor oder nach der Engstelle 20 allenfalls vorhanden ist. Da durch die einströmende Luftmasse 23 im Füllschacht - wie vorhin beschrieben - eine beachtliche Wirbelströmung 24 im Unterschacht 5 oberhalb der angesammelten Faserwatte entsteht (schematisch dargestellt), wird durch das Vorsehen einer Engstelle 20 im oberen Bereich 17 des Unterschachtes 5 verhindert, dass sich die genannte, störende Wirbelströmung 24 über die Engstelle 20 hinaus in den Einflussbereich der Auflösewalze 4 ausdehnen kann. Der Verarbeitungsprozess der Auflösewalze 4 und der Abwurf der Flocken von der Auflösewalze 4 in den Unterschacht 5 wird dank der erfindungsgemässen Engstelle 20 nicht mehr von der vorhandenen Wirbelströmung 24 gestört.

Die Engstelle 20 kann verschiedenste Formen aufweisen. Obschon gewisse Formen vorteilhafter sind als andere, spielt die genaue Form der Engstelle eine eher untergeordnete Rolle. Dies gilt natürlich solange, wie der strömungstechnische Effekt der Erfindungsidee verwirklicht wird. Die Figur 2 zeigt eine von vielen möglichen Ausführungsformen für die erfindungsgemässe Engstelle 20. Die Engstelle 20 wird durch ein rampenförmiges Element 21 gebildet. Andere Formen für das Element 21 wären denkbar, z.B. eine Halbkugelform. In der Figur 2 besitzt nur eine Wand 22 des Schachtes 5 ein Element, welches eine Engstelle bildet. Selbstverständlich wäre es durchaus denkbar und auch im Sinne der Erfindung, wenn auf zwei oder auf sämtlichen vier Wänden ein entsprechendes Element angebracht wäre. Vorzugsweise besitzt die Engstelle 20 parallele Wände (wie in der Figur 2 dargestellt.)

Wie gross die Engstelle 20 bzw. der Schachtquerschnitt TK sein muss gegenüber dem normalen Schachtquerschnitt, damit die „Barriere" optimal wirksam wird, hängt wie erwähnt im wesentlichen von den eingeblasenen Luftmengen 23 und von der Drehzahl der Auflösewalze 4 ab. Der Schachtquerschnitt T _κ an der Engstelle 20 sollte daher einstellbar sein (Einstellvorrichtung nicht dargestellt). Da sich der optimale Schachtquerschnitt an der Engstelle TK leicht empirisch ermitteln lässt, sollte die Einstellvorrichtung gewährleisten, dass sich die Engstelle 20 in einem Bereich von 40 bis 75 % des normalen Schachtquerschnittes Tu einstellen lässt. D.h. der minimale Schachtquerschnitt T _κ sollte 40 bis 75 % des normalen Schachtquerschnittes Tu betragen.

Die Engstelle 20 ist in Figur 2 im oberen Bereich 17 des Schachtes 5 bzw. des Unterschachtes angeordnet. Im Normalfall ist es vorgesehen, dass der Schacht 5 nur bis in den unteren Bereich 18 aufgefüllt wird. Der obere Bereich 17 wird im normalen Betrieb des Schachtes nie mit Fasermaterial aufgefüllt. Würde man dies dennoch tun, so wäre der erfindungsgemässe, strömungstechnische Effekt aufgehoben sobald die Füllstandshöhe das Element 21 bzw. die Engstelle 20 erreicht. Der obere Bereich kann damit so verstanden werden, dass es sich hierbei um einen Bereich des Schachtes handelt, der nicht für das Auffüllen mit Fasermaterial vorgesehen ist. In einer besonders bevorzugten Variante kann vorgesehen werden, dass man das Element 21 in seiner Höhe im Schacht 5 verstellen kann. Damit ändert sich auch die Position der Engstelle 20 und damit auch die Position der dadurch bewirkten „Barriere" für die Wirbelströmung 24. Man erhält dadurch eine weitere Optimierungsmöglichkeit für den erfindungsgemässen Effekt. Gemäss Erfindung kann daher auch eine Verstellvorrichtung vorgesehen werden mit welcher die Engstelle 20 in der Höhe entlang des Schachtes 5 verstellt werden kann (nicht dargestellt).

Die „Barriere" hat sich als besonders wirksam erwiesen, wenn man einen abrupten Querschnittswechsel von der Engstelle in den normalen Schacht vorsieht. Ein solcher unsteter Querschnitts- bzw. Oberflächenverlauf entlang des Schachtes ist auch in der Figur 2 sichtbar: Der Querschnitt des Schachtes 5 ändert sich unstetig bzw.

schlagartig vom Wert TK auf den Wert Tu. Der entsprechende unstetige Verlauf der Oberfläche ist durch die Rampenform des Elementes 21 gegeben. Das rampenförmige Element 21 bzw. die Engstelle 20 erstreckt sich hier über eine Höhe von ca. 30 % der gesamten Schachtwandung. Vorzugsweise erstreckt sich die Engstelle über eine Höhe bzw. über einem Bereich von 20 bis 30 % der gesamten Schachthöhe.

Unterhalb der Engstelle 20 kann der Schacht parallele Wände aufweisen, oder wie in Figur 2 dargestellt, leicht auseinandergehende Wandungen besitzen.

Die Erfindung umfasst ebenfalls die Idee, den erfindungsgemässen Füllschacht in Kombination mit einer Karde vorzusehen, wobei der Füllschacht direkt an der Speisewalze 26 der Karde mündet (nicht gezeigt). Die Faserflocken würden dann direkt vom unteren Füllschacht 5 an die Speisewalze 26 der Karde gespiesen, ohne das ein Blech (siehe Figur 1) oder eine anderen Vorrichtung vorgesehen sein muss.

Die Erfindung ist nicht auf die explizit genannten Möglichkeiten und Ausführungsformen beschränkt. Die in Figur 2 gezeigte Variante ist vielmehr als Anregung für den Fachmann gedacht, um die Erfindungsidee möglichst günstig umzusetzen. Von der beschriebenen Ausführungsform sind daher leicht weitere vorteilhafte Versionen ableitbar, die ebenfalls den Erfindungsgedanken wiedergeben und durch diese Anmeldung geschützt werden sollen. Einige der offenbarten erfindungsgemässen Merkmale wurden in dieser Beschreibung kombiniert beschrieben und werden in den folgenden Ansprüchen kombiniert beansprucht. Es ist aber auch denkbar, dass einzelne Merkmale dieser Beschreibung für sich alleine oder in einer anderen Kombination in Anwendung des Erfindungsgedankens beanspruchbar sind. Die Anmelderin behält sich daher ausdrücklich vor, allenfalls andere Kombinationen in Anwendung des Erfindungsgedankens vorzusehen.

Legende

1 oberer Schacht, Oberschacht

2 Speisemulde

3 Speisewalze

4 Auflösewalze

5 Unterer Schacht, Unterschacht

6 Einblasvorrichtung

7 Kammer

8 Luftdurchlässiger Bereich der Wandung

9 Füllschacht

10 Zweite Speisevorrichtung

11 Wattenvorlage

12 Vorreissermodul

13 Kardentrommel

14 Deckelaggregat

15 Abnehmerwalze

16 Quetschwalzen

17 Oberer Bereich des Schachtes 5

18 Unterer Bereich des Schachtes 5

19 Schacht

20 Engstelle

21 Rampenförmiges Element

22 Wand, Wandung

23 Einströmende Luft

24 Wirbelströmung

25 Messer

26 Speisewalze der Karde