DE1952829B2

DE1952829B2 - Dichtesteuerung für das Fasergut in einem Füllschacht zur Speisung einer Karde

Info

Publication number: DE1952829B2
Application number: DE1952829A
Authority: DE
Inventors: Robert J. Taylors Poterala; James H. Greenville Roberson
Original assignee: Crompton and Knowles Corp
Current assignee: Crompton and Knowles Corp
Priority date: 1968-10-23
Filing date: 1969-10-16
Publication date: 1974-05-22
Also published as: GB1245370A; DE1952829C3; DE1952829A1; US3562866A

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtesteuerung für das Fasergut in einem Füllschacht zur Speisung einer Karde mit einer Zuführvorrichtung für den Schacht und mit mindestens einer bewegbaren Schachtwand, mit Formwalzen zum Herausführen des Fasergutes aus dem Schacht und zum Ausformen der Fasergutbahn, mit einer Meßeinrichtung zum Bestimmen der mittleren Dichte des Fasergutes und einem Antriebsmotor, der entsprechend den von der Meßeinrichtung gegebenen Signalen steuerbar ist.

Bei der Herstellung derartiger Fasergutbahnen auf Faservliesmaschinen ist die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Faservliesdicke oder -dichte anzustreben bzw. sicherzustellen.

Es ist bekannt, den Zufuhrschacht für das Fasergut an einer Seite mit einer beweglichen Seitenwand zu versehen, die durch eine von einem Motor angetriebene Rüttelwalze bewegt wird, wobei eine die Dichte beeinflussende Einrichtung den Motor steuert und dadurch eine entsprechende Rüttelbewegung auf die bewegliche Seitenwand zur Bestimmung der Dichte des Fasermaterials überträgt (britische Patentschrift 930 234). Bei dieser Ausführung wird jedoch eine ausreichende und gleichmäßige Vorverdichtung des Fa« materials nicht erzielt, da die Feststellung der Faserri'jhte durch rein mechanische Mittel erfolgt, die nur sehr ungenau und mit erheblicher Verzögerung eine ständige Regelung der Dichte durchführen können.

ίο Bei einer weiteren bekanntgewordenen, die Dichte bzw. Dicke eines Faservlieses messenden Einrichtung wird das fertige Faservlies zwischen Walzen einem Meßtisch zugeführt und auf diesem geglättet, wobei sich dann eine Messung der Dichte bzw. Dicke des

Faservlieses mittels einer fotoelektrischen Einrichtung anschließt (USA.-Patentschrift 2 466 615). Hierbei findet keine Vorverdichtung des Fasermaterials oder gar eine Dichtesteuerung statt, sondern durch entsprechendes Steuern der Vorschubgeschwindigkelt

des durch die Walzen durchlaufenden, bereits fertigen Fasermaterials wird entweder ein dünneres oder ein dickeres Faservlies erzeugt, welches wegen der durch die veränderlichen Walzengeschwindigkeiten im Faservlies hervorgerufenen unterschiedlichen

Zugspannungen eine Gleichmäßigkeit in der Dichte bzw. Dicke nicht immer aufweisen kann

Es ist auch eine vor den Vlies-Formwalzen angeordnete fotoelektrische Meßeinrichtung am Zufuhrschacht des Fasermaterials bekannt (französische Patentschrift 972 692). Bei dieser Ausführung werden die von den Fotozellen kommenden Signale auf die Formwalzen übertragen, wodurch diese eine sich ständig dem in dem Zufuhrschacht entsprechenden Fasermaterial veränderte Geschwindigkeit annehmen können. Durch diese Maßnahme kann jedoch das fertige Fasermaterial nur ungenügend auf gleichmäßiger Dichte gehalten werden, da durch die hohen Umfangskräfte der Walzen zeitliche Verzögerungen zwischen Signalanfall und Signalausführung auftreten, die sich dadurch ergeben, weil einerseits für die Verzögerung und die Beschleunigung der Walzen ein großer Kraftaufwand und andererseits auch eine gewisse Zeit benötigt wird. Die Geschwindigkeit der Walze kann hierbei niemals genau den Bedingungen in dem Zufuhrschacht angepaßt werden, so daß eine gleichmäßige Dichte des Fasermaterials zwischen den Walzen aufrechtzuerhalten ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtesteuerung für das Fasergut in einem Füllschacht zur Speisung einer K?rde so auszubilden, daß eine gleichmäßige Dichte bzw. Dicke des Fasermaterials gewährleistet wird und auftretende Dichteunterschiede ständig ohne weiteres fetstellbar sowie auf schnellstem Wege korrigierbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Füllschacht Stopfer nachgeschaltet und diese Stopfer von einem Motor mit veränderbarer Drehzahl antreibbar sind, daß als Meßeinrichtung zum Messen der mittleren Fasergutdichte im Innern eines dem Schacht angeschlossenen Behälters eine Lichtquelle auf einer Behälterseite angeordnet ist und daß auf der anderen Behälterseite, der Lichtquelle gegenüberliegend, eine Anzahl von einander entfernt angeordneten, an sich bekannten fotoelekirischen Zellen vorgesehen sind, die das von der Lichtquelle ausgesandte Licht auffangen und ein elektrisches Signal, welches ein Gesamtergebnis der fotoelektrischen Zellen darstellt, erzeugen, das zum

Aufrechterhalten einer im wesentlichen gleichmäßigen Dichte am Behältniseinlaß den drehzahlver- ; änderbaren Antriebsmotor der Stopfer steuert.
ί Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ; insbesondere darin, daß den am Ende des Füll-Schachtes liegenden Fonnwalzen bereits ein gleichmäßig vorverdichtetes und verteiltes Fasermaterial zugeführt wird, welches sogleich und in einem kontinuierlichen Ablauf in seine endgültige Form gebracht werden kann, bei einer gleichmäßig-hohen Durch-Satzgeschwindigkeit und Erhöhung der Fließqualität sowie einer besonders hohen Gleichmäßigkeit und Dichte des Faservlieses. Dadurch können dann sehr enge Maß- und Festigkeitstoleranzen eingehalten werden, so daß der Textilindustrie ein für die rnaschindle Massenfertigung sehr brauchbares Rohmaterial, nämlich das gefertigte Faservlies, vorliegt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Faservliesformmaschine, an der die Erfindung zur Anwendung gelangt, F i g. 2 eine vergrößerte schematische Darstellung der Erfindung,

F i g. 3 eine in Richtung des Pfeiles 3 in F i g. 2 gesehene rückwärtige Teilansicht des Antriebes der Stopfer,

F i g. 4 ein schematisches Diagramm der elektrischen Steuerschaltung der Erfindung.

In F i g. 1 ist die allgemein mit 10 bezeichnete Faservliesformmaschine in Verbindung mit einer allgemein mit 12 bezeichneten Krempelmaschine dargestellt. Das von der Faservliesformmaschine hergestellte Faservlies wird der Krempel oder Karde durch eine Krempelbeschickungswalze 18 zugeführt. Die Krempel erzeugt auf übliche Weise ein Faservlies W, worauf dieses mit Hilfe eines herkömmlichen Aufwicklers 26 in den Spulentopf 24 gezogen wird. Obgleich die Krempel eine Verwendungsmöglichkeit des Faservlieses aufzeigt, ist die Erfindung in keiner Weise auf eine bestimmte Verwendung beschränkt, da das Faservlies zur Beschickung einer Nadelfilzmaschine oder irgendeiner anderen Maschine zur Herstellung nichtgewsbter Textilien dienen kann. Faservliesformmaschinen sind im Handel gemeinhin als Direktkarden, Schachtkarden, Treiber, Mischer usw. bekannt.

Wie in F i g. 1 und 2 dargestellt, wird mit Hilfe eines Förderers 28 aufgeschlossenes Fasermaterial aus einem ersten Behälter 30 gefördert. Dem ersten Behälter werden die Fasern aus einem allgemein mit 32 bezeichneten Vorratslager zugeführt. Die Fasern werden durch eine Abstreifwalze 33 von dem Förderer abgenommen und in einen Füllschacht 34 abgeworfen. Der Förderer 28 fördert einen Faserüberschuß, so daß der Füllschacht 34 stets gefüllt ist, während der verbleibende Faserüberschuß durch einen Rücklaufschacht 35 zum ersten Behälter geblasen wid, um erneut durch den Förderer 28 gefördert zu werden.

Der Füllschacht 34 enthält eine feste Platte 36 und eine schwingende Platte 38, die zur Abwärtsbewegung der Fasern und zu gleichmäßiger Breitenverteilung des Fasermaterials in der Maschine dient und außerdem der Faservliesformmaschine 10 eine weitgehend gleichmäßige Dichte zuführt.

Wie insbesondere aus Fig.2 zu ersehen, enthält die Faservliesformmaschine 10 ein Paar Stopfwalzen 40, die durch einen Einlaß 44 einen zweiten Behälter 46 beschicken. Die Walzen 40 stopfen die Fasern in den Behälter 46. Mit Hilfe eines Paares Faservliesformwalzen 48 werden Fasern aus einem Auslaß 50 des Behälters 46 herausgezogen und den Krempelbeschickungswalzen 18 zugeführt. Die Faservliesformwalzen und die Beschickungswalzen 18 werden synchron und gleichartig angetrieben, so daß bei Konstanthaltung der Faserdichte am Auslaß 50 des Behälters 46 eine konstante Fasermenge von den Faservliesformwalzen 48 gefördert wird, was zur Erzeugung eines gleichmäßigen Faservlieses führt.

Zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Faserdichte im Behälter 46 sind Vorrichtungen vorgese- hen, die die Umdrehung der Stopfwalzen 40 steuern. Wie aus den F i g. 2 und 3 ersichtlich, ist ein drehzahlveränderbarer Antriebsmotor 51 als Antrieb mit einer der Stopfwalzen verbunden, die ihrerseits durch ein modulgleiches Zahngetriebe 52, mit der anderen Siopfwalze verbunden ist, so daß die Stopfwalzen 40 synchron und gegenläufig angetrieben werden, wie es die Pfeile 55 in F i g. 2 anzeigen.

Die Drehzahl des Motors wird in Abhängigkeit von der mittleren Dichte der Fasern im Behälter 46 gesteuert. F i g. 2 z^igt auf der einen Seile des Behälters 46 ein staubfreies Gehäuse 56 und ein staubfreies Gehäuse 58 auf der anderen Seite. Eine Anzahl fotoelektrischer Zellen 54 ist in dem Gehäuse 56 angeordnet, um von einer Lichtquelle 60 im Gehäuse 58 ausgesandtes Licht aufzufangen. Die Teile der Gehäuse 56 und 58, die an den Behälter 46 angrenzen, bestehen aus transparentem oder lichtdurchlässigem Material 62, wie es Glas od. dgl. darstellt.

Die Schaltung zur Drehzahlsteuerung des Antriebsmotors 51 ist in Fig.4 dargestellt. Der Antriebsmotor liegt zwischen zwei stromführenden Leitern 64 und 66. Der StromdurchfIuß durch den Anker des Antriebsmotors wird durch einen Silizium-Gleichrichter gesteuert, der in leitendem Zustand dem Antriebsmotor die positive Schwingungshälfte jedes elektrischen Impulses zuführt. Ein Zündkreis 70 aibeitet mit dem Gleichrichter 68 synchron und steuert den Zündwinkel des Gleichrichters 68 in der Weise, daß jener während der positiven Halbschwingungen langer oder kürzer wird, um dem Motor mehr oder weniger Strom zuzuführen. Dieser Teil der Motorsteuerung ist genormt und im General Electric Manual GEK-4660 vom Mai 1967 nähei beschrieben.

So Der Normal-Motor-Steuerungskreis enthält außerdem ein von Hand gesteuertes Potentiometer 72, welches eine Bezugsspannung liefert. Diese Bezugsspannung ist für eine gegebene Motordrehzahl konstant. Während der negativen Halbschwingung, bei der der Gleichrichter 68 nicht durchlässig ist, erzeugt der Gleichstrommotor eine elektromotorische Kraft (EMK), die sich mit der Motordrehzahl ändert. Der Zündschaltkreis vergleicht den Unterschied zwischen der EMK und der Bezugsspannung und erhält ihn durch Änderung des Zündwinkels des Gleichrichters 68 im wesentlichen konstant. Fällt die Motordrehzahl unter eine vorbestimmte Drehzahl ab, so sinkt die erzeugte EMK ab, wodurch ein Anwachsen des Unterschiedes zwischen der Bezugsspannung und der EMK verursacht wird. Der Zündkreis 70 reagiert au)' diesen Unterschied, indem er den Zündwinkel des Gleichrichters 68 vorverlegt, so daß dieser während jeder Halbschwingung 'anger durchlässig bleibt, wo-

durch dem Anker mehr Strom zugeführt wird und dichte im Behälter 46 zu messen, wird das von den sich die Motordrehzahl erhöht. Liegt die Motordreh- Zellen ausgehende Signal durch das von der handbezahl über der vorbestimmten Drehzahl, so wächst die tätigten Drehzahlsteuerung 72 ausgebende Signal ererzeugte EMK an, wodurch eine Abnahme des Un- setzt. Wenn die Dichte des zwischen der Lichtquelle terschiedes zwischen der Bezugsspannung und der 5 und den Zellen hindurchgehenden Fasermaterials ab-EMK hervorgerufen wird. Auf diese Abnahme des nimmt, so bewirkt der stärkere Lichteinfäll eine stär-Unterschie.des reagiert der Zündkreis 70 mit Verzö- kere Stromabgabe der Zellen. Diese vergrößerte gerung des Zündwinkels des Gleichrichters 68, so Stromabgabe erhöht den Unterschied zwischen dem daß dieser bei jeder Halbschwingung kurzzeitiger Zellensignal und der EMK. Der Zündkreis reagier* durchlässig isi, wodurch der Anker weniger Strom io auf diesen Unterschied durch Vorverlegung des erhält und die Motordrehzahl abfällt. Die Bezugs- Zündwinkels des Gleichrichters 68. was die Motorspannung im Potentiometer kann von Hand gelindert drehzahl erhöht. Die erhöhte Motordrehzahl bewirkt werden, um die Drehzahl wie gewünscht einzustellen:. eine schnellere Umdrehung der Stopfwalzcn, wo-

Im Gegensatz zu der Normalschaltung für die Mo- durch mehr Material zwischen der Lichtquelle und

tordrehzahlstcuerung, mit der die Motordrehzahl 15 den Zellen hindurchgeführt wird,

konstant gehalten werden kann, ist die in Fi g. 4 dar- Infolge einer erhöhten Materialdichte zwischen der

gestellte Steuerschaltung für die Motordrehzahl in Lichtquelle und den Fotozellen vird die Stromab-

der Weise abgewandelt worden, daß sich die Dreh- gäbe der Zellen herabgesetzt. Die Herabsetzung der

zahl des Motors automatisch verändern läßt, um eine Stromabgabe der Zellen verringert den Unterschied

festgelegte Dichte des Materials aufrechtzuerhalten. 20 zwischen dem Ze'lensignal und der EMK. Dement-

In der abgewandelten Schaltung der Erfindung sprechend verzögert der Zündkreis den Zündwinkel

sind novb rv.-ei Signale enthalten, die dem Zündkreis des Gleichrichters 68, was eine Abnahme der Mo-

zugeführt werden. Eines der Signale ist die EMK, tordrehzahl zur Folge hat. Dadurch werden die

während das andere von den fotoelektrischen Zellen Stopfwalzen langsamer umdreht, und es wird weniger

54 erzeugt wird. Das Fotozellensignal wird verstärkt 25 Fabermaterial zwischen die Lichtquelle und die ZeI-

und tritt an die Stelle der obenerwähnten, von Hand Jen gebracht.

eingestellten Bezugsspannung. Die Zellen werden Es i^t von Bedeutung, daß das von den Zellen er-

durch das Licht erregt, welches von der Lichtquelle haltene Signal für die mittlere Faserdichte innerhalb

70 ausgehend den Behälter 46 durchstrahlt. Die Er- eines Schnittes durch die gesamte Breite des Behäl-

regung der Fotozellen bewirkt ein Signal, welches 30 ters 46 kennzeichnend ist. Aus diesem Grunde ist

von einem Verstärkerkreis 74 verstärkt wird. Bei den eine Anzahl von Zellen vorhanden, die über die

Zellen 54 handelt es sich um Fotozellen mit äußerem Breite des Behälters verteilt angeordnet sind, so daß

lichielektischpii LT!>kt welche bei Erregung 'njrch jede der Zellen Licht von der Lichtquelle 60 emp-

Lioh'energie eiuen ' 'einen Strom abgeben. Es kön- fängt, welches durch einen anderen Abschnitt des

nen auch Widerstandszellen verwendet werden, bei 35 Behälters 46 hindurchgegangen ist. Treten nun zwi-

denen sich der Widerstand in Abhängigkeit von dem sehen den beiden Enden des Behälters Dichteunter-

aul'treffenden Licht verändert. Die Letzteren erfor- schiede auf, so werden die Zellen in unterschiedli-

dem zwar eine separate Energiequelle, aber beide chem Ausmaß erregt. Die Stromabgaben aller Zellen

Bauarten erzeugen einen der Lichtintensität propor- werden zu einer einzigen Anzeige integriert, s. daß

tionalen kleinen Strom. 4° das resultierende Signal demzufolge ein Abbild der

Die in Fig.4 dargestellte Schaltung kann von mittleren Faserdichte über den Behälter 46 darstellt. Hand oder automatisch betätigt werden. Mit Hilfe Die Lichtquelle 60 kann aus einer Anzahl von eines Doppelpols in Form eines Doppelschalters 75, Lampen, jeweils eine für jede Fotozelle, oder aus der zwei Schalterarme 76 »md 77 besitzt, kann die einer floureszierenden Lichtquelle bestehen, welche Schallung dann von Hand bedient werden, wenn sich 45 über die gesamte lichtdurchlässige Oberfläche 62 de«·. die Arme 76 und 77 in der in Fig.4 in ausgezoge- Gehäuses 58 ein homogenes Licht abgibt. Falls crnem Strich dargestellten Stellung befinden. Wenn der wünscht, kann die Intensität der Lichtquelle mit Schaltkreis derart geschlossen ist, kann die Maschine Hilfe eines herkömmlichen Intensitätsrcgelkreisc-s von Hand betätigt werden, um die Motordrehzahl zu verändert werden, der in Fig. 4 mit 80 bezeichnet verändern, bis die gewünschte Solldichte des Faser- 50 ist. Die Lichtstärke kann deshalb in Abhängigkeit Vlieses en "iicht ist. Für diese Motordrehzahl wird die von der jeweils benutzten Faserart oder von der zugehörige, von Hand gesteuerte Bezugsspannung in Dichte des erzeugten Faservlieses erhöht oder vereinen Anpassungsschaltkreis 78 eingegeben. Die von mindert werden.

den Fotozellen 54 erhaltene Bezugsspannung wird Das verstärkte Signal wird durch einen Empfindgleichfalls an den Anpassungsschaltkreis gelegt. Der 55 lichkeitsregelungskreis 83 geschickt, welcher zur AbUnterschied zwischen diesen Bezugsspannungen wird änderung des dem Zündkreis eingegebenen fotoelekauf einem Voltmeter angezeigt, das auf der Vorder- trischen Signals eingestellt werden kann. Der Schaltseite einer Schalttafel angeordnet ist. Der Wert des kreis 83 steuert die Geschwindigkeit, mit der die Mo-Zellensignals wird ^co lange verändert, bis er genau tordrehzahl in Abhängigkeit von Änderungen des mit dem von Hand eingegebenen Bezugssignal über- δο fotoelektrischen Signals vergrößert oder verkleinert einstimmt, so daß das Voltmeter eine Differenz von wird. Es kann jeder Normal-Empfindlichkeitsrege-NuIl Volt anzeigt. Wenn die Signale auf diese Weise lungskreis verwendet werden, der zwei handbetätigte angepaßt worden sind, werden die Schalte.arme 76 Potentiometer enthalten kann, um die Auflade- und und 77 des Schalters 75 in die in Fig.4 gestrichelt Entladegeschwindigkeit eines Kondensators zu bedargestellte Stellung gebracht, wodurch die Schaltung 65 stimmen,
auf Automatik umgeschaltet wird. Die beschriebene elektrische Steuereinrichtung

Wenn die Schaltung in F i g. 4 auf Automatik um- bietet ein hohes Maß an Anpassungsfälligkeit, so daß

gestellt worden ist, um die Änderungen der Faser- sie für einen großen Bereich von Faser- und Faser-

^vliesgegebenheiten einstellbar ist. Sie ist derart empfindlich, daß auch sehr geringfügige Änderungen der Motordrehzahl innerhalb sehr kurzer Zeitabstände herbeigeführt werden können. Bei Betrieb mit beispielsweise Strom von 60Hz erzeugt der Silizium-

gleichrichter sechzig dem· Motor zugeführte ) mpulse, von denen jeder einzelne durch die Intensität des Fotozellensignals beeinflußt ist. Jede über den Behälter 46 gemessene Änderung der Faserdichte wirkt sich unveizüglich auf die MotordrehzaM aus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dichtesteuerung für das Fasergut in einem Füllschacht zur Speisung einer Karde mit einer Zuführvorrichtung für den Schacht und mit mindestens einer bewegbaren Schachtwand, mit Formwalzen zum Herausführen des Fasergutes aus dem Schacht und zum Ausformen der Fasergutbahn, mit einer Meßeinrichtung zum Bestimmen der mittleren Dichte des Fasergutes und eipem Antriebsmotor, der entsprechend den von der Meßeinrichtung gegebenen Signalen steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß cLm Füllschacht (34) Stopfer nachgcschaltet und diese Stopfer von einem Motor (51) mit veränderbarer Drehzahl antreibbar sind, daß als Meßeinrichtung zum Messen der mittleren Fasergutdichte im Innern eines dem Schacht (34) angeschlossenen Behälters (46) eine Lichtquelle (60) auf einer Behälterseite angeordnet ist und daß auf der anderen Behälterseite, der Lichtquelle (60) gegenüberliegend, eine Anzahl von einander entfernt angeordneten, an sich bekannten fotoelektrischen Zellen (54) vorgesehen sind, die das von der Lichtquelle ausgesandte Licht auffangen und ein elektrisches Signal, welches ein Gesamtergebnis der fotoelektrischen Zellen darstellt, erzeugen, das zum Aufrechterhalten einer im wesentlichen gleichmäßigen Dichte am Behälterauslaß (50) den drehzahlveränderbaren Antriebsmotor (SI) der Stopfer steuert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrischen Zellen und die Lichtquelle in lichtdurchlässigen, staubfreien Gehäusen (56, 58) untergebracht sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfer in Form von Stopfwalzen (40) ausgebildet sind.