CH626660A5

CH626660A5 -

Info

Publication number: CH626660A5
Application number: CH757477A
Authority: CH
Inventors: Allen R Winch; Charles H Jun Chewning
Original assignee: Cotton Inc
Priority date: 1976-06-22
Filing date: 1977-06-21
Publication date: 1981-11-30
Also published as: US4126914A; FR2361486B1; NL180855B; NL7706621A; NL180855C; JPS62276025A; DE2728015A1; JPS6158570B2; FR2361486A1; DE2728015C2; JPS532630A; CA1081425A; MX148239A; IT1085243B; GB1551591A

Description

Die Erfindung ermöglicht die Reinigung, Feinöffnung und Ausrichtung von Fasermaterialien in der Hochleistungsproduktion einer Vliesbahn. Sie ist insbesondere anwendbar auf Baumwollfasern, synthetische Fasern, Baumwollmischungen, Wolle und andere Textilfasern.

Anhand der Zeichnungen werden nachstehend Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Flussdiagramm der Stufen von Baumwollfaserbehandlungen, in welchen zur Feinauflösung (mit Ausrichtung) und Reinigung Ausführungsbeispiele der Erfindung verwendet werden,

Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Ansicht einer bevorzugten Faserbehandlungseinheit für die Feinauflösung und Reinigung zwecks Herstellung einer Vliesbahn,

Fig. 3 eine vereinfachte seitliche Querschnittsansicht eines Teiles der Faserbehandlungseinheit gemäss Fig. 2, zusammen mit zusätzlichen Abfallentfernungseinrichtungen, und

Fig. 4 eine vereinfachte seitliche Querschnittsansicht eines Teiles einer modifizierten Version der Faserbehandlungseinheit gemäss Fig. 2, zusammen mit zusätzlichen Abfallentfernungseinrichtungen.

In Fig. 1 sind zwei vollständige Behandlungsverfahren mit gemeinsamen Anfangsstufen vom öffnen der Ballen bis zur Mattenbildung gezeigt. Die an diese Anfangsstufen anschliessende Fein-Auflösung und -Reinigung, in Fig. 1 mit einer strich-punktierten Linie umrahmt, erfolgt dann unter Verwendung einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemässen Verfahrens.

Für die Gesamt-Behandlung werden Rohbaumwollballen gemäss den Qualitätsgraden und/oder den Baumwollsorten oder Auswahlen und nötigenfalls nach der Faserlänge, der Faserstärke und den Micronaire-Eigenschaften sortiert, wobei dem Abfallgehalt (non-lint) besondere Aufmerksamkeit geschenkt wird.

Die Ballenöffnung kann mittels eines Grobballenöffners in geeigneter Ausführung erreicht werden, dessen Funktion lediglich darin besteht, die Faserballen von einer relativ hohen Dichte, wie sie bei angelieferten komprimierten Fasern in Ballenform charakteristisch ist, zu kleineren Faserverbänden mit geringerer Dichte umzuwandeln, wodurch die gesteuerte automatische Zufuhr von Fasern zu den nachfolgenden Grob-öffnungs- und Reinigungs-Stufen erleichtert wird. Die nachfolgenden Groböffnungs- und Reinigungsstufen bestehen aus einer oder mehreren Unterstufen der Groböffnungs- und Reinigungs-Ausrüstung, beispielsweise eines geneigten Stufenreinigers oder anderer bekannter Faserreiniger, wie sie beispielsweise von der Finna Fiber Control Corporation hergestellt werden. Die eine oder mehrere Groböffnungs- und Reinigungsstufen verlassenden Fasern können dann einer oder mehreren Stufen von Halb-Fein-öffnungs- und Reinigungseinrichtungen, zum Beispiel einer bekannten Shirley-Öffnungs-und Reinigungseinrichtung und/oder anderen öffnungs- und Reinigungseinrichtungen, beispielsweise einem Fiber Controls Feinöffner und -Reiniger Modell 310 oder einem Fiber Controls Öffner und Reiniger Modell C60 zugeführt werden.

Eine gesteuerte, regelmässige Übertragimg der zugeführten Fasern von den Halbfein-Öffnungs- und Reinigungs-Stufen wird zunächst bewirkt durch die Bildung einer Fasermatte zur Deckung der hohen Fasermassenzufuhrmenge und der Gleichmässigkeit der Dichte der Zufuhr in bezug auf die Fläche, welche für den wirksamen Betrieb der erfindungsgemässen Vorrichtung, wie sie nachstehend beschrieben wird, erwünscht ist. Eine solche Fasermatte kann unter Verwendung eines abgeänderten Faserfallrohrs, wie es für die herkömmlichen textilen Kardierungszufuhrsysteme bekannt ist, gebildet werden, oder die Faser kann einer oder mehreren Verdichtungswalzen zugeführt werden, von denen eine gleichmässigere Matte der gewünschten Dichte abgegeben werden kann.

Die sehr feine öffnungs- und Reinigungsstufe wird unter Verwendung der nachstehend näher beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen nach Ausführungsformen der Erfindung durchgeführt.

Der Ausstoss aus der sehr feinen öffnungs- und Reinigungsstufe kann je nach Wunsch direkt einer Schlusskarde für die Herstellung von Kardenband für die Garnspinnerei oder einem chemischen Reinigungsvorgang zugeführt werden. Vorzugsweise wird der Ausstoss aus der sehr feinen Öffnungsund Reinigungsstufe zuerst einer ersten Mattenbildungsstufe zugeführt, welche je nach Wunsch von einer Fältelungsstufe gefolgt sein kann, und zwei oder mehrere dieser Flächengebilde können sodann doubliert oder in anderer Weise kombiniert werden, um eine verfestigte Matte von gewünschtem Gewicht (Flächendichte) und Fasermischungsverhältnissen zu bilden. Die so verfestigten, portionenweise, halbkontinuierlich oder kontinuierlich hergestellten Matten dienen als gleichmässige Mattenzufuhr, welche zur endgültigen Umwandlung in Kardenband zur Verwendung zum Spinnen von Garn in diesem ersten integralen Baumwollfasersystem den nachfolgenden Fertigstellungskarden zugeführt wird. In der anderen Ausführungsform wird der Ausstoss der sehr feinen Öffnimg und Reinigung, vorzugsweise von der Vorrichtung zur Bildung einer verfestigten Matte oder einer Primärmatte oder der Fältelungsvorrichtung, zur Belieferung eines Partienkessels oder einer kontinuierlichen chemischen Reinigungsvorrichtung s

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für die Zubereitung gereinigter Baumwollfasern für Non-woven- oder Garnherstellung verwendet.

Aus den Figuren 2 und 3 ist ersichtlich, dass eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung aus einer Anordnung von Trommeln oder Walzen bestehen kann, welche mit A, B, C, D und E bezeichnet sind, welche aneinander anliegend um parallele Achsen drehbar angeordnet sind. Die Walze A wirkt als Vorreisser; die Walzen B, C und D sind Hauptbehandlungswalzen; und die Walze E ist eine Verfestigungswalze. Ein wichtiges Merkmal besteht darin, dass die benachbarten Walzen in entgegengesetzten Richtungen rotieren; oder, anders ausgedrückt, dreht sich jede zweite Walze in derselben Richtung. So drehen sich die Walzen A, C und E, wie dies durch die Pfeile auf den betreffenden Walzen in Figur 3 angedeutet ist, im Gegenuhrzeigersinn, während die Walzen B und D im Uhrzeigersinn rotieren.

Jede der Walzen A, B, C, D und E der Walzenanordnung ist mit einer Anzahl von fasergreifenden Kardenbeschlagzähnen la, lb, lc, ls und ld versehen, welche an den Umfängen der Walzen befestigt sind. Ein anderes wichtiges Merkmal ist der Neigungswinkel dieser Zähne. So weisen die Zähne der Walzen A, B, C und D einen bestimmten vorwärts gerichteten Anstellwinkel auf, d. h. die Vorderflächen der Zähne der Walzen A, B, C und D weisen alle einen beträchtlichen Neigungswinkel von beispielsweise ca. 3° bis etwa 50°, insbesondere von etwa 5 ° bis etwa 400, in bezug auf einen Radius, in der Drehungsrichtung der besonderen Walze, auf welcher sie montiert sind, auf. Jedoch sind auf der Verfestigungswalze E die Zähne unter ähnlich grossen Winkeln, jedoch zur Drehungsrichtung entgegengesetzt, d.h. rückwärts geneigt. Es ist auch zu beachten, dass zusätzlich zu oder anstelle der Zähne die Walze E perforiert sein kann, um einen Luftsog zu ermöglichen, der dazu dient, die Fasermasse oder das Faserband auf der Walze festzuhalten oder dieses Festhalten zum mindesten zu unterstützen. Wenn die Walze E perforiert ist, jedoch keine Zähne aufweist, kann während der Verdichtung des Bandes eine gewisse Entparallelisierung der Fasern auftreten. In ähnlicher Weise können die Walzen A, B, C oder D perforiert sein, um die Anwendung einer solchen Luftsog- oder Vakuum-Festhaltetechnik zu ermöglichen. Eine solche Luftsog- oder Vakuum-Haltetechnik kann auch eine weitere Entfernung von Staub oder anderen feinen Abfällen ermöglichen.

Vor den Walzenanordnungen befinden sich Mittel, beispielsweise ein Fallkanal 4, zur kontinuierlichen Zufuhr einer zu behandelnden Fasermasse aus einer nicht gezeigten Quelle. Diese Fasern können natürliche Fasern, beispielsweise Baumwolle, synthetisch, beispielsweise Nylon und Polyester, oder Mischungen natürlicher und synthetischer Fasern sein.

Gemäss den Figuren 2 und 3 gelangen die abfallhaltigen Fasern vom Fallkanal 4 zu einem Einzugstisch 10, von welchem sie von einer Einzugswalze 13 den Zähnen la der Walze A zugeführt werden. Während die Fasern von der Einzugswalze abgerissen werden und im Gegenuhrzeigersinn um den unteren Teil der Peripherie der Walze A laufen, werden sie einer anfänglichen Ausrichtung, Kämmung, und Reinigung unterworfen und bilden eine Lage 16. Im Spalt der Walzen A und B wird die Lage 16 den Zähnen lb der zweiten Behandlungswalze B zugeführt und läuft, wie in Fig. 3 gezeigt, im Uhrzeigersinn um den oberen Teil des Umfangs dieser Walze herum. Während die Faserlage 16 zunächst in den Spalt zwischen den Walzen B und C eintritt, wird sie von den Zähnen lc der dritten Walze C aufgegriffen und setzt ihren Weg entlang dem unteren Teil des Umfangs dieser Walze im Gegenuhrzeigersinn fort. In ähnlicher Weise wird sodann die Lage 16 nach und nach auf die Zähne der im Uhrzeigersinn rotierenden Walze D überführt. Da, wie bereits beschrieben, benachbarte Walzen in entgegengesetztem Sinn rotieren, legt die Faserlage von der

Walze A zur Walze E den in der Figur gezeigten mäanderför-migen Weg zurück.

Da die Umfangsgeschwindigkeit der Walze A grösser ist als diejenige der Einzugswalze 13, weist die Faserlage 16 eine geringere Dichte auf als diejenige der der Einzugswalze 13 zugeführten Masse. Zusätzlich reicht die Drehgeschwindigkeit der Lage 16, während sie um den unteren Teil der Walze A herumgeführt wird, aus, um zu bewirken, dass ein wesentlicher Anteil des schweren Abfalls von den Zähnen la zusammen mit einem bestimmten Prozentsatz von Fasern gelöst oder freigelegt wird, um durch die Zentrifugalkraft und durch die Querschlagkräfte, welche auftreten, wenn die Zähne mit dem schweren Abfall in Berührung gelangen, weggeschleudert zu werden. Diese werden in eine herkömmliche Faseraufnahmeeinrichtung 20 gezogen, von welcher ein Teil in Figur 3 dargestellt ist und welche an einem Sektor des Umfangs der Walze A anliegt. Während die Lage 16 in den Walzenspalt der Walzen A und B eintritt, wird sie von den Zähnen la durch die Zähne lb der zweiten Walze B abgenommen. Die letztere weist, weil sie mit grösserer Umfangsgeschwindigkeit rotiert als die Walze A, im Übergabepunkt im Spalt der beiden Walzen eine Verzugs- und Kardierwirkung auf. Zusätzliche Kardier-punkte entlang der Walze B bestehen aus einem Paar von benachbarten stationären Kardenplatten 22 und 25, welche an Sektoren des Umfangs der Walze B anliegen. Diese stationären Platten, welche sich entlang der Längsrichtung der Walze erstrecken, weisen innere konkave Oberflächen auf, welche mit Kardenbeschlägen überzogen sind, deren Zähne auch in veränderlichen Winkeln in bezug auf einen Radius in derselben Richtung oder entgegengesetzt zur Drehungsrichtung der Walze B geneigt sein können. Stationäre Kardenplatten, wie die Platten 22 und 25, sind in der US-PS 3 604 062 im einzelnen beschrieben. Diese Platten sind regulierbar auf der (nicht gezeigten) Trägerkonstruktion in einer dem Mechanik-Fachmann bekannten Weise montiert, und sind im richtigen Abstand von der Walze angebracht, um eine optimale Kardenwirkung zu erzielen. Nötigenfalls können die Platten 22 und 25 federbelastet sein oder sich nach der Regulierung in einer festen Stellung befinden.

Die nun teilweise kardierten Fasern 16, welche im Uhrzeigersinn mit der Walze B mitlaufen, werden im Spalt zwischen den zwei Walzen auf die Walze C übertragen. Die Walze C dreht sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit, welche grösser ist als diejenige der Walze B. Daher werden die Fasern 16 während der Übergabe einer weiteren Kardierung und Ver-streckung unterworfen. Ein weiteres wichtiges Merkmal bezieht sich auf die zwei zusätzlichen Kardenpunkte, welche auf dem Umfang der Peripherie der Walze C vorgesehen sind. Diese zusätzlichen Kardenpunkte umfassen stationäre Kardenplatten 28 und 31, welche mit den Platten 22 und 25 ähnlich sind. Die Kardenplatten 28 und 31 sind regulierbar fest oder unter Federdruck neben dem Umfang der Walze C montiert, und zwar in einem Sektor, der im wesentlichen diametral gegenüber dem Sektor der Walze B liegt, in welchem die Platten 22 und 25 montiert sind. Die Wirkung einer derartigen Montage der Platten 28 und 31 besteht darin, dass die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Faserlage 16 einer Kardierung unterworfen werden. Nach dem Durchlaufen der stationären Kardenplatten 28 und 31 im Gegenuhrzeigersinn werden die Fasern 16 von der dritten Walze C der vierten Walze D übergeben, welche im Uhrzeigersinn rotiert. Da die Walze D mit einer grösseren peripheren Geschwindigkeit rotiert als die Walze C, erfolgt die Kardierung und die Ver-streckung auch bei dieser Übergabe. Diese Kardierung wird durch die benachbarte Anordnung von stationären Karden-platten 34 und 37 in einem Sektor der Walze D erhöht, welcher dem Sektor der Walze B entspricht, um noch zwei Kar-dierpunkte mehr zu schaffen. Wie bei den Platten 22, 25, 28

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und 31 sind die Kardenplatten 34 und 37 so montiert, dass sie in bekannter Weise regulierbar sind; und sie können nach der Einregulierung entweder fest oder federbelastet sein.

Bis zum Zeitpunkt, wo die Fasern 16 den Spalt zwischen den Walzen D und E erreichen, sind sie so verstreckt und geglättet, dass sie kein selbsttragendes endloses Band mehr bilden. Demgemäss rotiert die Walze E im entgegengesetzten Sinne (beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn), und mit einer Umfangsgeschwindigkeit, welche wesentlich geringer ist als diejenige der Walze D. Ferner werden die Fasern bei ihrem Ubergang von der Walze D zur Walze E durch Neigung der Zähne ld in einem zur Drehungsrichtung entgegengesetzten Winkel einer Verdichtung unterworfen. Die Fasern 16, welche sich nun in der Form eines dichteren, selbsttragenden Vlieses oder Bandes 40 befinden, werden einer geriffelten Walze 43 zugeführt, die sich ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn dreht und das Band 40 von der Walze E abnimmt. Das Band 40 läuft dann zwischen der Walze 43 und einer Messerkante 46 hindurch, welche bewirkt, dass das Band entlang einer stationären geneigten Oberfläche 49 zu einem endlosen Band 52 zwecks Aufnahme oder Entfernung zur weiteren Behandlung gelangt. Eine Anordnung zur Entfernung des verdichteten Bandes 40 von der Walze E, wie sie eben beschrieben wurde, ist in der US-PS 3 283 366 näher beschrieben.

In einer bevorzugten Ausführungsform, wie sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, weisen die Walzen A, B, C, D und E denselben Durchmesser auf, obwohl dies nicht unbedingt erforderlich ist. Die beschriebene Konstruktion weist den zusätzlichen Vorteil einer rationelleren Fertigung auf, da es nicht notwendig ist, Walzen verschiedener Durchmesser zu beschaffen, um die verschiedenen Komponenten herzustellen.

Wie schon weiter oben angedeutet besteht einer der hauptsächlichen Zwecke in der Schaffung einer Behandlungseinheit für Baumwollfasern, welche eine bisher nicht mögliche Kombination von Qualität und Ausstoss ermöglicht. So ermöglicht es die hier beschriebene Einheit, über 180 kg und bis zu etwa 320 kg pro Stunde oder mehr eines qualitativ hochstehenden Baumwollfaserbandes herzustellen, während mit den herkömmlichen Karden bis zu etwa 27 oder 30 kg eines Baumwollfaserbandes, welches sich zum Beuchen und Bleichen eignet, erhalten werden können. Mit «hoher Qualität» sind gemeint eine im wesentlichen gleichmässige Flächendichte,

eine gleichmässige Beschaffenheit, eine hohe Freiheit von Noppenbildung mit einer starken Verminderung der Menge von verbleibendem feinem Abfallmaterial, beispielsweise von kleinen Samenteilen und anderen farbigen Körpern, welche als «Pfefferabfall» bezeichnet werden. Es ist jedoch ferner zu bachten, dass, wenn die Zufuhr zur beschriebenen Faserbehandlungseinheit oder zum beschriebenen Verfahren bereits Noppen enthält (welche aus sehr stark verdrehten und verhakten feinen Fasern bestehen), solche Noppen nicht entfernt werden können. Vielmehr wird die Bildung neuer Noppen vermieden oder auf ein Minimum reduziert.

Weil ein grosser Teil der Abfallentfernung normalerweise im Verbindungspunkt oder in der Zone zwischen der Einzugswalze und der Walze A stattfindet, ist es vorzugsweise empfehlenswert, eine Komponente mit einer hohen Aufnahmekapazität für Fasern und für Abfall vorzusehen, welche an dem Teil des Umfangs unmittelbar unterhalb der Einzugswalze 13 und des Einzugstisches 10 angeordnet ist. Bereits als für diesen Zweck geeignet wurde eine herkömmliche Faseraufnahmeeinrichtung bezeichnet, von welcher verschiedene Ausführungsformen dem Fachmann gut bekannt sind. Ein Teil des Aufnahmekanals 20 für eine solche Faseraufnahmeeinrichtung ist in Fig. 3 gezeigt. Ein Schirm 55 weist einen mit der Walze A konzentrischen Umfang'auf, und sein Abstand vom Umfang der letzteren ist mittels herkömmlicher (nicht gezeigter) Mittel regulierbar. Ein herkömmlicher Deckel 58 zum Abdecken eines dem Schirm 55 gegenüberliegenden Sektors ist ebenfalls gezeigt. Diese Platte kann auch mittels (nicht gezeigter) ähnlicher Mittel regulierbar sein, wie sie zum Beispiel für die einstellbare Montage der stationären Kardenplatten 22 und 25 verwendet werden. Mittel zur regulierbaren Montage der Deckplatte sind bekannt und sind kein Teil der vorliegenden Erfindung.

Gemäss Fig. 3 ist der gezähnte Zylinder B mit Schirmen 61 und 64 versehen, welche im wesentlichen diametral gegenüber den stationären Kardenplatten 22 und 25 liegen. Die Schirme 61 und 64 sind konzentrisch mit dem Umfang des gezähnten Zylinders B konkav und sind in bezug auf ihre Distanz von jenem Umfang mittels herkömmlicher (nicht gezeigter) Mittel regulierbar, welche ebenfalls keinen Teil der vorliegenden Erfindung darstellen. Diese Schirme sind vorzugsweise - wie gezeigt - aus nachstehend näher zu erläuternden Gründen fest; sie können jedoch auch perforiert oder gerippt sein. Die Schirme 61 und 64 erstrecken sich jeweils von einem an der Vorderkante 67 des Schirms 55 liegenden Punkt zu einem Punkt, welcher sich beinahe im Spalt der Walzen B und C befindet, wobei ein Sektor normalerweise etwa einem Drittel des Umfangs der Walze B entspricht.

Betrachtet man nun die Walze C, ist aus Figur 3 ersichtlich, dass diese Walze mit einer konzentrischen konkaven Deckplatte 70 versehen ist, welche im wesentlich diametral gegenüber den stationären Kardenplatten 28 und 31 liegt. Die Platte 70 ist auch mittels nicht gezeigter Mittel in ähnlicher Weise wie der Deckel 58 regulierbar montiert. Es können auch Fenster 73 und 76 in den Deckeln 58 und 70 zwecks Überwachung des Zustands des Kardentuchs und zwecks Feststellung des Vorkommens von Faserflug, d. h. von Fasern, welche von einer Zone des Faserbandes losgerissen und eventuell in einer anderen Zone des Faserbandes wieder abgelagert werden, wodurch eine Unregelmässigkeit des Faserbandes entsteht, vorgesehen sein.

Es ist ersichtlich, dass die Walze D mit (mittels nicht gezeigter Mittel) regulierbaren festen Schirmen 79 und 82 versehen wird, welche den Schirmen 61 und 64 ähnlich sind und an einem Sektor des Umfangs der Walze D im wesentlichen diametral gegenüber den stationären Kardenplatten 34 und 37 anliegen. Die Schirme 79 und 82 decken zusammen etwa einen Drittel des Umfangs der Walze D ab und erstrecken sich in der Drehimgsrichtung von einem Punkt 85 nahe beim Spalt zwischen den Walzen D und E zu einem Punkt 88, welcher vom Spalt zwischen den Walzen C und D einen bestimmten Abstand aufweist. Eine gebogene Platte 90 erstreckt sich vom Punkt 85 weg um einen Sektor der Walze E, welcher im wesentlichen dem Sektor der Walze D entspricht, welche von den Schirmen 79 und 82 umfasst wird, zu einem Punkt 94 bei der als 97 bezeichneten Faserübergabeeinheit.

Um die angestrebte Kapazität zu erreichen, werden die verschiedenen Walzen mit einer höheren Geschwindigkeit, als dies bei den herkömmlichen Karden üblich ist, betrieben.

Auch wird es zwecks Erreichung des zusätzlichen erwähnten Zieles der Herstellung eines reinen Faserbandes hoher Qualität aus bestimmten Fasern vorgezogen, eine Kardierung in einem vorher nicht benützten Punkt, nämlich bei einer Zwischenwalze (C) und entlang einem Sektor, welcher im wesentlichen diametral den Sektoren gegenüberliegt, entlang welchen die Kardierung auf zwei benachbarten Walzen (B und D) erfolgt, vorzunehmen. Ferner wurde wie oben erwähnt gefunden, dass alle Walzen denselben Durchmesser aufweisen können.

Die Luftströme können durch Verwendung der oben beschriebenen Schirme gesteuert werden. In dieser Weise und unterstützt durch die Anwendung negativen Luftdrucks in den Walzenspaltenzonen ist es möglich, einen geordneten Luftstrom um die Walzen herum und in den Spalten der benachbarten Walzen zu erreichen, um alle Fasern wirksam zu übers

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führen und sie im vorbeschriebenen wellenförmigen Weg zu halten, während sie von der Walze A zur Walze E gelangen.

Obwohl wie oben erwähnt ein grosser Teil der Reinigung (d. h. der Entfernung von schwerem Abfallmaterial, welches von der ballenförmigen, entkörnten Baumwolle mitgenommen wird) bei der Walze A erfolgt, wo das schwere Abfallmaterial zusammen mit einigen Fasern durch zentrifugale und tangentiale Kräfte weggeschleudert und im Fasersammler 20 aufgefangen wird, verbleiben im allgemeinen kleinere Abfallpartikel in den Fasern und laufen weiter um den Umfang der Walze A am Eingangskanal des Fasersammlers 20 vorbei. Dieses verbleibende Abfallmaterial wird zusammen mit den Fasern von der nächsten Walze B aufgenommen. Ein Teil dieses Abfallmaterials, insbesondere das lose gehaltene Oberflächenmaterial, wird zusammen mit etwas Faserflug und Staub vom Faserkörper mittels einer Reinigungsvorrichtung entfernt, welche im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet wird und nahe beim Spalt der Walzen A und B schematisch gezeigt ist. Diese Abfallentfernungseinrichtung bildet den Gegenstand der US-PS 3 858 276. Das vom Abfallreiniger 100 entfernte lose Material wird durch eine Düse 106 in ein Vakuumrohr 103 gesaugt, welche sich im wesentlichen entlant der Walze A erstreckt und in den Spalt zwischen den Walzen A und B ragt. Die Walze 103 ist mittels einer Leitung 109 mit irgendeiner (nicht gezeigten) Saugvorrichtung verbunden.

Vom Vakuumrohr 103 nicht entferntes loses Abfallmaterial wird zusammen mit dem an der Einzugswalze 13 anhaftenden Faser- und Abfallmaterial mittels eines Vakuumrohrs 112 durch eine Düse 115 hindurch entfernt, welche sich auch im wesentlichen entlang der Walze A erstreckt und in den Spalt zwischen der Einzugswalze 13 und der Walze A hineinragt. Das Vakuumrohr 112 kann mittels eines Kanals 118 mit derselben Saugvorrichtung wie der Kanal 109 verbunden sein.

Während der Faserkörper von der Walze A zur rascher rotierenden Walze B überführt wird, wird er einer Verstrek-kung und einer Kardierung unterworfen, welche Vorgänge wie vorstehend beschrieben durch die stationären Kardenplatten 22 und 25 unterstützt werden. Diese Kardierung und Verstrek-kung führt zu einer Glättung des Faserkörpers und zur Lockerung von Abfällen, welche durch die weitere Öffnung der Fasern freigelegt wurden, insbesondere derjenigen, welche sich auf der Oberfläche in Berührung mit den Zähnen 121 der Kardenplatten 22 und 25 befinden. Dieses Abfallmaterial, dieser Staub und Flugfasern werden durch einen Raum 124 abgezogen, welcher die Kardenplatte 25 bedeckt und sich über den Spalt zwischen den Walzen B und C erstreckt. Der Raum 124 kann auch mittels eines Kanals 127 mit derselben Saugvorrichtung wie die Kanäle 109 und 118 verbunden sein.

Die Fasermasse 16 wird bei ihrer Überführung von der Walze B zur rascher rotierenden Walze C wiederum einer Verstreckung und Kardierung unterworfen, wodurch die Dichte der Fasern 16 weiter herabgesetzt und eine weitere Menge von verbleibendem feinen Abfallmaterial gelockert oder freigelegt wird.

Bisher wurden kardierte Baumwollfaserbänder von den Fachleuten nur als zweidimensional, d.h. nur mit einer Länge und einer Breite, jedoch ohne wesentliche, in Betracht zu ziehende Dicke betrachtet. Jedoch war diese irrtümliche Annahme in grossem Ausmass für die Hemmung der Entwicklung von Kardierverfahren mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit und hoher Kapazität zur Herstellung eines im wesentlichen abfallfreien Faserbandes, welches für die weitere industrielle Verwendung verwendbar war, ohne dass es durch eine Fertigstellungskarde geführt werden musste, verantwortlich. Unter Aufgabe der vorerwähnten Annahme, dass das kardierte Faserband nur zweidimensional wäre, und in Anbetracht dessen, dass es eine bestimmte Dicke aufweisen muss, umfasst die beschriebene Vorrichtung den vorteilhaften Schritt der Kardierung der entgegengesetzten Fläche des Faserbandes 16. Dies kann durch Anordnung von stationären Kardenplatten 28 und 31 bei der Walze C, wie sie oben beschrieben wurde, in einer Winkelentfernung von etwa 180° von den vorhergehenden Platten 22 und 25 der Walze B erreicht werden. Das an der Oberfläche befindliche Abfallmaterial, welches durch die Kardenwirkung der Platten 28 und 31 gelöst wird, kann durch Einrichtung von zusätzlichen Einheiten der vorerwähnten Abfallentfernungsvorrichtungen 100 im Spalt der Walzen B und C erreicht werden, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Der gelok-kerte Abfall, der Staub und Faserflug kann sodann mittels Vakuumrohren 130,133 und 136, welche mit den vorbeschriebenen ähnlich sind, entfernt werden.

Das bereits geglättete Faserband 16 wird dann im Spalt der Walzen C und D bei seiner Überführung zum letzteren weiter verstreckt und kardiert. Auch wird das Band 16 wie bereits beschrieben einer weiteren Kardierung mittels stationärer Kardenplatten 34 und 37 unterworfen. Weiteres verbleibendes restliches Abfallmaterial wird durch die Kardierung und Verstreckung im Spalt der Walzen C und D und unter den stationären Kardenplatten 34 und 37 gelockert und von der Oberfläche des Faserbandes mittels der Messerklingen eines weiteren Paares von Abfallentfernungseinheiten 100 getrennt, von denen eine nahe beim Spalt der Walzen C und D vor der Kardenplatten 34 und die andere hinter der Kardenplatte 37 angeordnet ist, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Das so entfernte Abfallmaterial, der Staub und Faserflug können sodann durch ein Vakuumrohr 139 und durch einen Raum 142 in der bereits beschriebenen Weise abgezogen werden, welcher mittels einer Leitung 145 mit der (nicht gezeigten) Vakuumquelle verbunden ist.

Das Band 16 wird bei seinem Eintritt in den Spalt der Walzen D und E auf den hinteren geneigten Zähnen ld der langsamer rotierenden Walze E abgelegt. Die Zunahme der Dichte oder des Gewichtes pro Längeneinheit der dichteren Bahn 40 hängt von den relativen Geschwindigkeiten der Walzen D und E ab. Die abfallfreie und selbsttragende, vollständig geöffnete Bahn wird von der Walze E mittels der vorerwähnten Übergabevorrichtung 97 entfernt und auf dem Förderband 52 für den Transport zur nächsten vorgesehenen Behandlung abgelegt.

In der vorstehenden Beschreibung wurden mehrere Abfallentfernungsvorrichtungen und Saugvorrichtungen zur Aufnahme von losem Abfall, Faserflug, Staub und dergleichen beschrieben. Diese Saugvorrichtungen dienen zusätzlich dazu, zonale Teile der Brechkarde unter negativem Druck zu halten. Dieser Zustand sorgt vorteilhaft für die Entfernung des Abfallmaterials und anderer trockener Partikeln durch Suspension in einem direkt wirkenden Luftstrom, wodurch das Entweichen solcher Partikeln in die Atmosphäre verhindert und die Gesundheitsrisiken in dieser und den nachfolgenden Faserbehandlungsstufen auf ein Minimum herabgesetzt werden.

Im Betrieb der Vorrichtung gemäss den Figuren 2 und 3 wird eine Matte oder eine ungeformte grobe Masse 7 von verwirrten, zufällig ausgerichteten abfallhaltigen Baumwollfa-sem mittels der Faserbehandlungseinheit 2 (Fig. 2) zur Feinauflösung und Reinigung behandelt. Die Fasern haben vorzugsweise die Form einer Matte, deren Längs- und Querausdehnungen wesentlich grösser sind als die Dicke, mit einander gegenüberliegenden Oberflächen 8 und 9. Die Matte kann unterschiedliche Dimensionen und Gewichte aufweisen, beispielsweise von über etwa 150 g/m2, vorzugsweise zwischen etwa 150 und etwa 1500 g/m2.

In einem Verfahrensschritt I werden die Fasern 7 relativ langsam in Mattenform von der Einzugswalze 13 einer ersten Stelle 3 mit geeigneter Geschwindigkeit zugeführt, während die Matte zwecks Verhinderung von Bewegungen der Matte im allgemeinen in senkrechter Richtung zur Längs- oder s

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anfänglichen Lieferrichtung festgehalten wird. Es ist in diesem Zusammenhang zu beachten, dass der Begriff «Längsrichtung» hier nicht unbedingt «horizontal» oder «vertikal» bedeutet, da das Faserbehandlungsverfahren und die dazu verwendete Einheit eine Vielzahl von Ausgestaltungen und räumlichen Beziehungen, wie sie hier weiter beschrieben sind, umfasst. Die Umfangsgeschwindigkeit der Einzugswalze kann veränderlich sein und vorzugsweise zwischen etwa 3 und 30 m/min. liegen.

In einem Verfahrensschritt II wird die Fasermatte 7 an der Stelle 3 gegen die Zähne la auf einer zylindrischen Oberfläche 5 einer ersten rotierenden Walze oder Trommel A geführt, wobei die Zähne la mit Vorderflächen 6 versehen sind, welche in bestimmten Winkeln in der Drehungsrichtung der Trommel, wie sie durch die Pfeile in Fig. 3 bezeichnet ist, geneigt sind. Dies bewirkt eine plötzliche Ablenkung an der ersten Stelle 3, wodurch die vorderen Abschnitte der Fasermattenteile eine plötzliche Ablenkbewegung im allgemeinen senkrecht zur Längsbewegungsrichtung erfahren und gleichzeitig die vorderen Faserabschnitte der Fasermattenteile einer plötzlichen Beschleunigungskraft in Richtung eines ersten kreisbogenförmigen Wegabschnittes der Fasern unterworfen werden, wie durch die Pfeile in Figur 3 gezeigt ist. Diese Kraft neigt dazu, die Fasermattenteile in der Bewegungsrichtung auf eine relativ hohe Geschwindigkeit, z.B. von über etwa 600 m/min., typisch von zwischen etwa 600 und etwa 1800 m/min., vorzugsweise zwischen etwa 900 und etwa 1500 m/min., zu beschleunigen. Die Ablenkung in der angegebenen senkrechten Richtung und die Beschleunigung in Richtung des ersten kreisbogenförmigen Wegabschnittes während der Erfassung der groben Fasermatte bewirkt ein Ausreissen oder Ausziehen von Fasermattenteilen oder Portionen aus der groben Matte von verwirrten, zufällig ausgerichteten Fasern und unterstützt die Verdünnung und Ausrichtung (Parallelisierung der Fasern in der Lieferrichtung) der Matte 7 in der Bewegungsrichtung und die Entwirrung der Fasermasse. Die kombinierte Wirkung der plötzlichen Ablenkung, der Beschleunigungskraft und einer leichten Kämmung mittels der Zähne la bewirkt auch den Abwurf des Abfalls 11 nach unten und aussen und dessen Befreiung und Trennung von der Oberfläche der Fasermatte 7. Der Abfall kann aus dem Bereich der Fasermatte mittels geeigneter Vorrichtungen 20 und 115 abgeführt werden.

In einem Verfahrensschritt III wird die Fasermatte sodann an einer zweiten Stelle 12 nach der ersten Stelle 3 tangential gegen die Zähne lb auf der zylindrischen Oberfläche 14 einer zweiten rotierenden Walze oder Trommel B geführt, wobei die zweite Trommel in einer zur ersten Trommel A entgegengesetzten Richtung rotiert und Zähne lb aufweist, deren Vorderflächen 15 in einem bestimmten Winkel zur Drehungsrichtung der zweiten Trommel geneigt sind, derart, dass eine allgemein tangentiale Beschleunigungskraft von den Zähnen lb der zweiten Trommel in Richtung eines zweiten kreisbogenförmigen Wegabschnittes, welcher in Bezug auf den ersten oder vorangehenden kreisbogenförmigen Wegabschnitt mäander-förmig verläuft, auf die Fasern einwirkt, und dass Fasermattenteile frei oder im wesentlichen ungehindert oder unverzögert in Richtung des zweiten kreisbogenförmigen Wegabschnittes, wie durch die Pfeile in Fig. 3 angedeutet, von den Zähnen la der ersten Trommel A weg beschleunigt werden. Diese tangentiale oder mäanderförmige Übertragung von der Trommel A zur Trommel B bewirkt auch eine Kardierung einer ersten Oberfläche 16a der Schicht 16 bzw. der Fasermattenteile an der zweiten Stelle 12. Die kombinierten Wirkungen der tangentialen oder mäanderförmigen Beschleunigung und der Kardierung einer ersten Oberfläche 16a neigen dazu, die Einzelfa-dern in der Bewegungsrichtung zu verdünnen oder auseinanderzuziehen und die Lockerung von Abfall zu unterstützen und die Einzelfasern in der Fasermatte zu entwirren.

In einer Widerholung des Verfahrensschrittes III wird die Fasermatte bzw. die Faserlage 16 an einer dritten Stelle 17 nach der zweiten Stelle 12 tangential den Zähnen lc auf der zylindrischen Oberfläche 18 einer dritten rotierenden Walze oder Trommel C zugeführt. Die dritte rotierende Trommel dreht sich in einer der Drehung der zweiten Trommel B entgegengesetzten Richtung und weist Zähne lc auf, deren Vorderflächen in einem bestimmten Winkel in der Drehungsrichtung der dritten Trommel geneigt sind, wie dies Fig. 3 zeigt. Den Fasern auf dem dritten kreisbogenförmigen Wegabschnitt, welcher in Bezug auf den zweiten oder vorangehenden Wegabschnitt mäanderförmig verläuft, wird von den Zähnen lc der dritten Trommel C eine allgemein tangentiale Beschleunigung erteilt, um zu bewirken, dass die Fasern frei in Richtung des dritten kreisbogenförmigen Wegabschnittes von den Zähnen lb der zweiten Trommel B wegbeschleunigt werden. Die Geschwindigkeit an der Trommel C können verschieden sein, betragen jedoch im allgemeinen über etwa 3000 m/min., typisch zwischen etwa 3000 und etwa 7500 m/min. und vorzugsweise zwischen etwa 3000 und etwa 6000 m/min. an der dritten Stelle 17, und es wird auch die Kardierung einer zweiten, gegenüberliegenden Oberfläche 16b der Fasermatte bzw. der Faserlage 16 bewirkt. Die kombinierte Wirkung der mäanderförmigen Beschleunigung und der Kardierung an der zweiten oder gegenüberliegenden Oberfläche 16b neigt dazu, die Einzelfasern in der Bewegungsrichtung zu verdünnen und auseinanderzuziehen und die Einzelfasern zu trennen und zu entwirren, und unterstützt die Lockerung von Abfall aus den Fasern.

In einem zusätzlichen, fakultativen Verfahrensschritt wird die Faserlage 16 an einer vierten Stelle 19 und bei der Trommel D derselben Behandlung und denselben Einwirkungen wie bei der Stelle 12 und der Trommel B unterworfen. Je nach Wunsch kann die Trommel D in bestimmten Fällen weggelassen werden, beispielsweise bei der Behandlung einer Faserzufuhr mit geringerem Abfallgehalt und/oder höherer anfänglicher Ausrichtung und höherer Anfangsgleichmässigkeit und einer anfänglichen feineren Öffnung. Auch können nach Wunsch zusätzliche, mit Zähnen versehene Kardiertrommeln und zahnlose Übertragungswalzen jenseits der drei Kardiertrommeln B, C und D, wie sie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt sind, mit verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten verwendet werden.

In einem Verfahrensschritt V wird der erhaltene Flor nach der Durchführung der oben beschriebenen Behandlung in Verbindung mit den Trommeln A bis D an einer Stelle 21 nach der vierten Stelle 19 verdichtet, indem er der langsamer rotierenden Walze oder Trommel E zugeführt wird, um derart die Fasern zu verdichten, indem sie einer tangentialen Verzögerungskraft in Richtung eines kreisbogenförmigen Wegabschnittes unterworfen werden, welcher zum kreisbogenförmigen Wegabschnitt auf der vorangehenden Faserbehandlungstrommel mäanderförmig verläuft, was die gemeinsame Verfestigung und Zusammenziehung der Einzelfasern bewirkt, während gelichzeitig die Ausrichtung und Entwirrung der Einzelfasern beibehalten wird.

In einem Verfahrensschritt IV wird die Faserlage 16 zuvor an verschiedenen Stellen (22, 25), (28, 31) und 34, 37) an den freiliegenden Oberflächen zusätzlich kardiert, während sie sich in einer kreisbogenförmigen Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit befindet, um derart eine Verzögerungswir-kung auf Faserteile in den kardierten Oberflächen zu erreichen, während die Geschwindigkeit der verbleibenden Faserteile in der Faserlage beibehalten wird, wodurch die Ausrichtung und Trennung von Einzelfasern in der Bewegungsrichtung und seitlich dazu und die weitere Faserentwirrung und Lösung von Abfall in der Faserlage unterstützt werden. Auch ist eine Anzahl von Vorrichtungen 20,106,115,130,133,136

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20

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30

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und 139 zur Förderung von gelockertem und freigelegtem Abfall von der Faserlage weg vorgesehen.

In einem Verfahrensschritt VI wird dann die verfestigte Vliesbahn 40 abgeführt. Sie kann von der Verfestigungswalze mittels einer herkömmlichen geriffelten Abnahmewalze 43 (DM) entfernt oder abgenommen werden, derart, dass eine verfestigte, im wesentlichen abfallfreie und noppenfreie Fasermasse mit einem beträchtlichen Anteil von Einzelfasern, welche in Längsrichtung ausgerichtet und zueinander parallel sind, abgeführt wird. Auf der Verfestigungsstufe, d.h. auf der Walze E, kann die Fasermasse eine variierende Dichte, vorzugsweise von unten etwa 90 g/m2 aufweisen.

Es wurde oft schon auf die progressiv zunehmenden Geschwindigkeiten an den Umfängen der verschiedenen Walzen Bezug genommen, welche es ermöglichen, dass die Faserbehandlungseinheit bis zu oder sogar über 320 kg pro Stunde von reiner, kardierter Baumwolle hoher Qualität abgibt, welche sich für die kontinuierliche direkte Übergabe an eine chemische Behandlung oder an herkömmliche Finish-Karden zur Vorbereitung von Faserband für die Spinnerei, oder sogar für die Abgabe an eine Spinnmaschine eignet. Es ist ersichtlich, dass die Menge und Qualität des Ausstosses der Behandlungseinheit durch die Menge des anfänglich der Walze A zugeführten Rohmaterials und durch die Geschwindigkeiten dieser letzteren Walzen bestimmt werden. Auch ist zu beachten, dass bei zunehmender Umfangsgeschwindigkeit der benachbarten Walzen die Zahn- oder Punktedichte auf den Walzenoberflächen typisch zunimmt, wie dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung klar wird. Repräsentative konstruktive und Betriebseinzelheiten sind in der nachstehenden Tabelle I für Walzen mit einem Durchmesser von 23 cm

(in Bezug auf Fig. 3) enthalten.

Tabelle I

Walze

U/min

Umfang

Pte/cm2

Anstell

■0 (cm)

m/min

winkel

A

23

2000

1440

3,75

+ 10°

B

23

4000

2880

18,5

+ 15°

C

23

6000

4320

30,5

+ 15°

D

23

8000

5760

35

+ 15°

E

23

150-400

108-360

37

+40°

DM

9

460-1800

130-510

—

15

20

25

Die nachstehende Tabelle zeigt bevorzugte Merkmale der stationären Kardenplatten:

Tabelle!!

Platte

Punkte/cm2

Anstellwinkel der Zähne

22

87

+ 10°

25

87

+ 10°

28

87

+ 10°

31

87

+ 10°

34

87

+ 10°

37

87

+ 10°C

In der untenstehenden Tabelle III sind die Resultate mehrerer Durchgänge auf einer Faserbehandlungseinheit gemäss Fig. 3 dargestellt, wobei die Grössen der Walzen und der 30 Platten denjenigen der Tabellen I und II entsprechen. Die Angaben im Tabellenkopf sprechen für sich selbst.

Tabelle III

Lauf

Liefermenge kg/h

A

B

Geschwindigkeit U/min. C D E

DM

Ausstoss-

dichte g/m2

Ausstoss-

menge kg/h

1

170

1500

2750

3400

4275

85

290

31

180

2

540

1500

2750

3400

4275

500

1700

16

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3

180

1500

2750

3400

4275

500

1700

5,3

180

4

1200

1500

2750

3400

4275

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290

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In der vorstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der vorstehenden Erfindung wurde nur auf die wesentlichen Arbeitskomponenten der Faserbehandlungsein- 4s heit hingewiesen, um die Beurteilung dieser wesentlichen Einzelheiten zu vereinfachen und unnötige Komplikationen durch die Beurteilung der herkömmlichen Trägerkonstruktion zu vermeiden. Ausgelassen wurden in der Beschreibung die herkömmlichen Elemente, welche zu jeder Vorrichtung der vorliegenden Kategorie gehören, nämlich eine Basis, eine Trägerstruktur, Walzenlager und ein kompletter Antrieb für die Walzen. Diese Teile sind so beschaffen, dass sie von jedem ausgebildeten Mechaniker hergestellt werden können. Die Walzen können individuell mit ihren optimalen Geschwindigkeiten angetrieben werden oder von einem einzelnen Motor mit geeigneten Ketten- oder Riemenantrieben und einem geeigneten Getriebe zur Erreichung der gewünschten Geschwindigkeitsverhältnisse.

Wie bereits angegeben bezieht sich die vorgehende Beschreibung auf eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindimg. Eine andere Ausführungsform ist in Fig. 4 gezeigt.

Die Ausführungsform gemäss Fig. 4 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 3 durch die Weglassung der stationären Kardenplatten 28 und 31 von der Walze C. Die Faserbehandlungseinheit ist im übrigen dieselbe wie die in Figur 3 gezeigte und kann beispielsweise zum Kardieren von relativ reiner, noppenfreier Baumwolle oder synthetischen Fasern verwendet werden, bei welchen das Problem von Abfall und Schmutz nicht so schwerwiegend ist und daher keine stärkere Kardierung und Reinigung benötigt wird, wie sie normalerweise für die stärker abfallhaltigen oder noppenhaltigen Baumwollquali-täten erforderlich ist.

Bei der Darstellung der zwei Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 wurden die Walzen in horizontaler Anordnung gezeigt, wobei ihre parallelen Walzen in einer Geraden liegen. Obwohl dies die bevorzugte Ausführungsform ist, können die Walzen nötigenfalls vertikal angeordnet werden, oder ihre Achsen können im Zick-Zack oder noch anders angeordnet werden. Jedoch funktionieren sie ungeachtet ihrer Anordnung wie oben beschrieben, obwohl vom Standpunkt des einachen Aufbaus her die gezeigte horizontale Anordnung bevorzugt wird, insbesondere was die wirksamere Entfernung von Abfall anbelangt. Ferner muss die tangentiale oder wellenförmige Beschleunigung von Walze zu Walze nicht in gleichen Zuwachsraten erfolgen. Jedoch wird ein Verstreckungsverhält-nis (Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit der nachgeschalteten Walze zu der unmittelbar davor befindlichen Walze) von etwa 10 Prozent und insbesondere über etwa 20 Prozent benötigt, um eine genügende Verstreckung der Fasern zur Lockerung von Abfällen und/oder zur Entwirrung der Fasern und zur Schaffung einer wirksamen und glatten Übertragung der Fasern von Walze zu Walze zu erreichen. Auch kann es erwünscht sein, zwei oder mehrere Faserbehandlungseinheiten

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hintereinander anzuordnen, um einen noch grösseren Reinigungsgrad und/oder eine noch grössere Faserausrichtung zu erreichen. Ferner kann ein Teil des Faserausstosses von einer Faserbehandlungseinheit zum Zufuhrkanal oder zur Zufuhrwalze zurückgeführt werden, um erforderlichenfalls eine wei10

tere Behandlung mittels der Einheit zu erreichen. Es ist auch möglich, die verschiedenen Abfallentfernungsvorrichtungen und Faseraufnahmevorrichtungen nötigenfalls zusätzlich mit Vakuum zu betreiben.

B

3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Herstellung einer Vliesbahn mit längs zur Bahnrichtung orientierten Fasern, bei dem man eine Wirrfasermatte oder eine ungeformte Wirrfasermasse einer Behandlungsstrecke zuführt, die sich aus mäanderförmig aneinander anschliessenden kreisbogenförmigen Wegabschnitten zusammensetzt, und dann die aus dieser Matte bzw. Masse stammenden Fasern, währenddem diese durch die Behandlungsstrecke hindurchgeführt werden, einer Behandlung zur Feinauflösung, Reinigung und Faserorientierung unterwirft, dadurch gekennzeichnet, dass man die Fasermatte bzw. -masse (7) einem Krempelsatz mit Walzen (A, B, C, D und/oder E) zuführt, dessen erste Walzen (A bis C oder D) Zahnbeschläge mit Zähnen (la, lb, lc, ls) besitzen und in welchem die letzte Walze (E) entweder auch mit Zähnen (ld) und/oder mit Saugluftöffnungen auf dem bzw. im Mantel versehen ist, dass man dabei die Fasermatte bzw. -masse (7) der als Vorreisswalze dienenden Walze (A) des Krempelsatzes in etwa radialer Richtung zuführt, dass man die von der Vorreisswalze (A) herantransportierten Fasern bei ihrer Ubergabe an die nachfolgenden Walzen (B bis C oder D) dadurch verzieht und kardiert, dass man jede nachfolgende Walze nicht nur in entgegengesetzter Drehrichtung, sondern auch progressiv mit höherer Umfangsgeschwindigkeit rotieren lässt, und dadurch, dass man die Fasern auf wenigstens einer der Walzen (B) mittels mindestens einer beim Umfang dieser Walze (B) angeordneten Kardier-platte (22, 25) zusätzlich kardiert, und dass man den nach erfolgter Kardierung und Verziehung der Fasern erhaltenen Flor beim Auflaufenlassen auf die letzte Walze (E) des Krempelsatzes, die, bezogen auf die vorletzte Walze (C oder D), mit einer niedrigeren Umfangsgeschwindigkeit und in umgekehrter Drehrichtung rotiert, verdichtet, bevor man ihn als Vliesbahn (40) vom Mantel der letzten Walze (E) abzieht und abführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Krempelsatz eine Fasermatte (7) zuführt, deren Längsabmessung und seitliche Abmessung gross sind gegenüber ihrer Dicke, dass man das zusätzliche Kardieren mittels Kardierplatten (22,25,28,31) bei wenigstens zwei der Walzen (B und C) durchführt, dass man die Walzen (A, B, C, D, E) mit solchen Geschwindigkeiten rotieren lässt, dass durch die Kardierung und die auf die Fasern wirkenden Beschleunigungskräfte eine Befreiung und Trennung von Abfall aus den Fasern bewirkt wird, und dass man den gelockerten und befreiten Abfall von den Fasern wegführt.

2

PATENTANSPRÜCHE

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Bei der Herstellung von nicht gewobenen Baumwollmatten, die beispielsweise zur Herstellung von sogenannten «non-wovens» oder von Faserband dienten, wurde bisher eine Beuch- und Bleichbehandlung (im folgenden als «chemische Behandlung» bezeichnet) des anschliessend einer Karde zuzuführenden Materials mittels einer Partienkessel-Technik eingeschaltet. Das Produkt dieser chemischen Behandlung war ein nasser Kuchen von Fasern, der zwecks Trocknung aufgebrochen werden musste. Die Nassöffnungsverfahren, welche in diesem Zusammenhang angewendet werden, ergeben öfters ungleichmässige, streifige und verdrehte Faseraggregate, welche ihrerseits ein ungleichmässiges Kardenband mit varieren-den Noppenzahlen ergaben.

Dieses bei der diskontinuierlichen chemischen Behandlung im Partien-Kessel naturgemäss auftretende Resultat kann durch Schaffung einer kontinuierlichen Beuchung und Bleichung zur Vorbereitimg des den Vorspinnkrempeln zuzuführenden Materials vermieden werden. Eine derartige Beuch-und Bleichbehandlung erlaubt die Behandlung und Trocknung eines Bandes in kontinuierlicher Weise, wodurch das Nassöffnungsverfahren, welches die streifigen, gedrehten Faseraggregate bildet, vermieden werden kann.

Jedoch ist es zwecks Erreichung einer wirtschaftlich durchführbaren kontinuierlichen chemischen Behandlung notwendig, das Band der Beuch- und Bleicheinrichtung mit relativ hoher Geschwindigkeit von beispielsweise mehreren tausend kg Material pro Stunde, z.B. ca. 3000 kg pro Stunde oder darüber, zuzuführen. Es ist auch erwünscht, dass das so zugeführte Band genügend rein, von genügender Flächendichte und gleichmässig beschaffen und genügend frei von Noppen ist.

Es ist bekannt, dass herkömmliche Krempel sich für die Herstellung von Baumwollfaserbändern von relativ geringem Gewicht pro m oder von geringer Flächendichte eignen. Da die Gründlichkeit der Reinigung weitgehend eine Funktion des Bandgewichtes ist, wächst mit dem Gewichtsverminderungsgrad auch der Reinheitsgrad. Wenn jedoch für die Herstellung von Bändern mit der gewünschten geringen Flächendichte herkömmliche Krempel verwendet werden, wird die Produktionskapazität entscheidend herabgesetzt. In der Tat wird eine Produktionskapazität von 30 kg pro Stunde bei herkömmlichen Krempeln als hoch betrachtet; im Durchschnitt ist sie dagegen im allgemeinen wesentlich geringer. Versuche mit bis zu 140 kg pro Stunde wurden mit herkömmlichen Krempeln durchgeführt, jedoch wurde dabei die Gleichmässigkeit des Bandes und die Reinheit so stark beeinträchtigt, dass dadurch ein kommerziell nicht verwendbares Produkt entstand.

Die Unmöglichkeit der Anwendung der üblichen Krempel für die Herstellung eines annehmbaren Bandes mit hoher Kapazität ist auf die diesen Krempeln eigenen Strukturmerkmale zurückzuführen.

Die herkömmlichen Krempel, wie sie jahrelang verwendet wurden, und immer noch vorwiegend verwendet werden, bestehen im wesentlichen aus einem Vorreisser zum Ausreis-sen von kleinen Faserbüscheln aus einem Flor aus teilweise geöffneten Fasern, einer Kardiertrommel, auf welcher die Fasern vom Vorreisser abgelegt werden, einer Anzahl von Deckelstangen oder Wanderdeckeln, welche etwa einen Drittel der Peripherie der Kardiertrommel umgeben, und einem Abnehmer, welcher die Fasern von der Trommel entfernt. Die Wanderdeckel weisen einen Nadel- oder Draht-Beschlag auf, ähnlich demjenigen der Kardiertrommel. Die Kardiertrommel, welche in den herkömmlichen Krempeln einen Durchmesser von etwa 125 cm aufweist, rotiert mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 600 bis 1200 Meter pro Minute, wobei sie die Fasern an den Wanderdeckeln vorbeiführt. Bei dieser Geschwindigkeit kann der Ausstoss der Krempel je nach gewünschtem Gewicht pro Längeneinheit des abgegebenen

Bandes zwischen etwa 5 und 25 kg kardierte Baumwolle pro Stunde variieren.

Aus dem Obigen geht hervor, dass die Verwendung von herkömmlichen Krempeln zur kontinuierlichen Zufuhr eines Bandes für kontinuierliche chemische Behandlung, wie sie oben besprochen wurde, nicht in zufriedenstellender Weise möglich ist. Wenn einerseits eine hohe Menge von anfallendem Material für die kontinuierliche Behandlung von einer Fabrik gewünscht wurde, erforderte dies einen grossen Kapitalbedarf für eine grosse Anzahl von Krempeln zum gleichzeitigen Betrieb, um die verlangte Bandausstossmenge zu erreichen. Wenn andererseits weniger Maschinen betrieben wurden, musste man sich auf eine geringere Abgabemenge festlegen. Eine solche Verminderung der Zufuhrmenge zur chemischen Behandlung wirkt sich nachher auf die ganze Weiterverarbeitung aus, wodurch die Wirtschaftlichkeit des kontinuierlichen Beuchens und Bleichens schlecht wurde. Wenn ein Mittelweg gewählt wurde, so dass eine mittlere Anzahl herkömmlicher Maschinen gleichzeitig bei überdurchschnittlichen Produktionsmengen betrieben wurden, wurde damit eine geringere Gleichmässigkeit und Reinheit des Bandes in Kauf genommen, während der Investitionsbetrag für die Krempel nur teilweise herabgesetzt wurde.

Es ist daher erwünscht, eine neue Vorrichtung und ein neues Verfahren zu schaffen, welche sich insbesondere für Baumwolle eignen, aber nicht darauf beschränkt sind, wodurch genügend reine Bänder mit einer geeigneten Flächendichte und Gleichmässigkeit, welche kommerziell annehmbar sind, mit hoher Kapazität von beispielsweise bis zu 300 kg pro Stunde oder darüber hergestellt werden können.

Eine Vorrichtung zur Verbesserung der Qualität von kar-dierten Fasern wurde 1935 in der US-PS 2 014 673 beschrieben. Diese Vorrichtung bestand im wesentlichen aus zwei aneinander anliegenden Walzen mit parallelen Rotationsachsen. Die erste Walze, welcher die zu kavierenden, zu reinigenden oder zu öffnenden Fasern zugeführt wurden, war mit peripheren Zähnen, welche zu der Oberfläche der Walze tangential verliefen, versehen. Zähne dieser Ausführungsform waren dazu bestimmt, die Fasern zu trennen und auszurichten, ohne sie zu beschädigen. Die Fasern wurden von den Zähnen der ersten Walze durch vorstehende Zähne auf der Peripherie der zweiten Walze entfernt. Anstatt mit Wanderdeckeln waren die Walzen mit eng anliegenden, zylindrischen Abdeckungen auf den Oberteilen ihrer Peripherien und mit Gitterstangen darunter zur Entfernung von Abfall und anderem Fremdmaterial versehen. Die Fasern wurden von der zweiten Walze mittels eines Luftstroms entfernt. Es ist ferner festzustellen, dass diese Ausführungsform eine Abnehmerwirkung aufweist, bei der die Anstellwinkel der Zähne der Zufuhrwalze und der Abnehmerwalze derart sind, dass die Abnehmerwalze entweder langsamer und in entgegengesetzter Richtung zur Zufuhrwalze oder in gleicher Richtung wie die Zufuhrwalze rotieren muss, um die Fasern von der Zufuhrwalze abzuziehen. Es ist auch zu beachten, dass die US-PS 2 041 673 beschreibt, dass die Zähne der Abnehmerwalze durch die Kanäle zwischen den Zähnen der Zufuhrwalze streichen.

Die US-PS 3 081 499 beschreibt eine Vorrichtung mit einer Reihe von drei parallelen, mit Zähnen versehenen Walzen, von denen alle den gleichen Durchmesser aufweisen. Die zwei ersten Walzen drehen sich in der gleichen Richtung (beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn), während die dritte Walze sich in der entgegengesetzten Richtung dreht. Jede Walze ist mit Zähnen versehen, welche im wesentlichen radial dargestellt sind, d.h. die Vorderflächen der Zähne weisen im wesentlichen einen Anstellwinkel von 0° auf, indem sie gerade, lineare Verlängerungen eines Radius der Walze darstellen. Die erste Walze bildet eine Reissvorrichtung, während die Kardierung durch die Zähne im Spalt zwischen den ersten zwei Walzen

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Krempelsatz zugeführte Fasermatte (7) ein Gewicht zwischen 150 und 1500 g/m2 hat und von einer Einzugswalze (13) in einer Menge von mehr als 320 kg pro Stunde zugeführt wird, dass man auf den ersten Walzen (A bis C oder D) des Krempelsatzes Zähne (la, lb, lc, ls) verwendet, welche Vorderflächen aufweisen, die in der Drehungsrichtung der jeweiligen Walze geneigt sind, und dass man die Walzen (A, B, C, D und/oder E) mit solchen Geschwindigkeiten rotieren lässt, dass die Fasern von der Vorreisswalze (A) auf eine Geschwindigkeit von bis zu 1500 m pro Minute beschleunigt werden und für das Abführen von der letzten Walze (E) in einer Menge von mehr als 320 kg pro Stunde eine praktisch abfallfreie und noppenfreie Vliesbahn (40) mit einer Dichte von weniger als 90 g/m2 erhalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

dass man das zusätzliche Kardieren mittels Kardierplatten (22, 25,28, 31) bei der einen und der anderen der beiden genannten Walzen (B bzw. C) an der einen Oberfläche (16b) bzw. an der dieser gegenüberliegenden anderen Oberfläche (16a) der Fasermatte durchführt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Krempelsatz mit Walzen (A, B, C, D und/oder E), dessen erste Walzen (A bis

C oder D) Zahnbeschläge mit Zähnen (la, lb, lc, ls) besitzen und in welchem die letzte Walze (E) entweder auch mit Zähnen (ld) und/oder mit Saugluftöffnungen auf dem bzw. im Mantel versehen ist, eine Einzugseinrichtung (10,13) zum Zuführen der Fasermatte bzw. -masse (7) zu der als Vorreiss-walze dienenden Walze (A) des Krempelsatzes in etwa radialer Richtung, Antriebsmittel zum Drehen der Walzen (A, B, C, D und/oder E) des Krempelsatzes derart, dass die Vorreisswalze (A) und die nachfolgenden Walzen (B bis C oder D) jeweils in entgegengesetzten Drehrichtungen und mit von Walze zu Walze zunehmender Umfangsgeschwindigkeit rotieren und die letzte Walze (E), bezogen auf die vorletzte Walze (C oder D) mit einer niedrigeren Umfangsgeschwindigkeit und in umgekehrter Drehrichtung rotiert, mindestens eine beim Umfang wenigstens einer der Walzen (B) angeordnete Kar-dierplatte (22,25) zum zusätzlichen Kardieren der Fasern auf dieser Walze (B), und eine Abnehmereinrichtung (43) zum Abziehen der Vliesbahn (40) vom Mantel der letzten Walze (E).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Kardierplatten (22, 25,28, 31) zum zusätzlichen Kardieren der Fasern beim Umfang von wenigstens zwei der Walzen (B und C) angeordnet sind, um die Fasern sowohl an einer ersten Oberfläche (16a) als auch an der dieser ersten Oberfläche (16a) gegenüberliegenden Oberfläche (16b) der laufenden Faserlage zu kardieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel enthält zum Anliefern einer Fasermatte, die ein Gewicht zwischen 150 und 1500 g/m2 hat und deren Längsabmessung und seitliche Abmessung gross sind gegenüber ihrer Dicke, dass die Einzugseinrichtung (10,13) zum Zuführen der Fasermatte eine Einzugswalze (13) enthält, die dazu eingerichtet ist, die Fasermatte in einer Menge von mehr als 320 kg pro Stunde zuzuführen, dass die Zähne (la, lb, lc, ls) der ersten Walzen (A bis C oder D) Vorderflächen (6) aufweisen, die in der Drehungsrichtung der jeweiligen Walze geneigt sind, dass die bzw. jede Kardierplatte (22, 25, 28, 31, 34, 37) zylindrisch gekrümmt und mit Zähnen versehen ist und dass benachbart zu den Walzen (A, B, C, D und/oder E) Mittel (20,106, 115, 130,133,136,139) zum Wegführen von gelockertem und befreitem Abfall von der Fasermatte angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Krempelsatz als erste Walzen (A bis D) eine Reihe von vier Walzen (A, B, C, D) enthält, dass die Einzugseinrichtung (10,13) eine Einzugswalze (13) enthält, dass die Abnehmereinrichtung (43) eine Abnehmerwalze (43) zum Abziehen der Vliesbahn (40) von der letzten Walze (E) des Krempelsatzes enthält, dass Kardierplatten (22, 25,28, 31, 34, 37) benachbart zu entsprechenden Sektoren von wenigstens zwei der vier Walzen (A, B, C, D) der Reihe angeordnet sind, und dass benachbart zu den Walzen (A, B, C, D, E) Mittel (100, 55,58,61,64...) zum Steuern von Luftströmen entlang ihrer Oberflächen zur Vermeidung eines Zurückblasens von Fasern zu vorangehenden Walzen angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die fünf Walzen (A, B, C, D, E) alle den gleichen Durchmesser haben.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (la, lb, lc, ls, ld) der ersten, der zweiten, der dritten, der vierten und der letzten Walze (A, B, C, D, E) jeweils 3,75 bzw. 18,5 bzw. 30,5 bzw. 37 Kardierpunkte pro cm2 bilden und ihre Vorderflächen in Winkeln von etwa 10° bzw. 15° bzw. 15° bzw. 15° bzw. 40° geneigt sind.

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erfolgt. Jede der zwei ersten Walzen ist mit einer kleineren Putzwalze versehen. Die dritte Walze bewirkt eine Kondensierung zwecks Verdichtung der verfeinerten Fasern und zwecks Abgabe derselben an ein Förderband in der Form eines selbsttragenden Bandes. Einer der Vorteile des in dieser US-PS beschriebenen Verfahrens besteht in der stark erhöhten Kapazität der Krempeleinheit in bezug auf die Fasermenge, welche die Maschine einwandfrei durchlaufen kann. In der US-PS ist angegeben, dass eine herkömmliche Krempel, in welcher die Haupttrommel einen Durchmesser von ca. 125 cm aufweist und sich mit etwa 165 U/min. dreht, in der Praxis eine Zufuhrmenge von etwa 4,5 kg Baumwolle pro Stunde verlangt. Ferner verlangen die herkömmlichen Krempel wegen der Beladung ihrer Deckel fortlaufendes Abstellen im Verlaufe eines Tages zu Reinigungszwecken, wobei die Häufigkeit des Abstellens mit den Versuchen zur Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit zunimmt. Gemäss der genannten US-PS kann anderseits die dort beschriebene Kardiervorrichtung fortlaufend mit einem Durchsatz von 27 kg Baumwolle pro Stunde betrieben werden.

Die Suche nach Verfahren zur Erzielung eines kontinuierlich hohen Durchsatzes, beispielsweise von 300 kg pro Stunde oder darüber, unter gleichzeitiger Erzielung eines annehmbaren Reinheits- und Gleichmässigkeitsgrades (Feinöffnung und Ausrichtung) mit einem praktisch vollständigen Fehlen der Bildung von Noppen wurde daher fortgesetzt.

In Anbetracht des Vorstehenden hat die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin bestanden, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Vliesbahn mit längs zur Bahnrichtung orientierten Fasern zur Verfügung zu stellen, mit denen eine gleichmässige, gereinigte Vliesbahn mit kontinuierlich hoher Produktionsgeschwindigkeit erhalten werden kann, so dass die Vliesbahn direkt einem Spinnvorgang zur Herstellung von gesponnenen Garnen oder einer kontinuierlichen chemischen Beuchung und Bleichung zugeführt werden kann.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist im Patentanspruch 1 definiert, und die ebenfalls erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist im Patentanspruch 5 definiert.