CH629544A5 - Verfahren zur steuerung der arbeitsverhaeltnisse in einer verarbeitungsmaschine der stapelfaserspinnerei und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Arbeitsverhältnisse in einer Verarbeitungsmaschine der Stapelfaserspinnerei gemäss Anspruch 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 16.

In der Stapelfaserspinnerei, insbesondere am Anfang des zur Garnbildung führenden Bearbeitungsprozesses, besteht das Problem, in die Wirrlage der Fasern, wie sie in den Ballen herrscht, eine fortschreitende Ordnung zu bringen und gleichzeitig die im Rohmaterial enthaltenen Verunreinigungen abzusondern. Dieses Problem wird mit Faserverarbeitungsmaschinen der vorher geschilderten Art gelöst, bei welchen die Fasern als dünnes Faservlies von einem ersten, mit einer Garnitur ausgerüsteten Zylinder an einen zweiten, ebenfalls mit einer Garnitur ausgerüsteten Zylinder übergeben oder übertragen werden, oder bei welchen die Fasern des Faservlieses zwischen den sich zueinander relativ bewegenden Oberflächen zweier mit einer Garnitur ausgerüsteter Zylinder durch die Garniturspitzen, ohne Übertragung von einem Zylinder zum anderen, einem Kämmprozess unterzogen werden. Typische Beispiele solcher Faserverarbeitungsstufen sind z. B. an der Karde zu finden, wo z. B. zwischen Briseur und Tambour bzw. zwischen Tambour und Abnehmer eine nahezu vollständige Übertragung der Fasern von einem Zylinder zum anderen stattfindet, während zwischen Tambour und Deckel oder Kardierwalze eine Kämmung, auch Kardierung genannt, der Fasern ohne Übertragung realisiert wird. Sowohl die Übertragung der Fasern zwischen zwei Zylindern als auch die Kardierung sind in massgeblicher Weise von den zwischen den zwei beteiligten Zylindern bestehenden Arbeitsverhältnissen abhängig, wobei die Distanz zwischen den Obeflächen im Übertragungs- bzw. Bearbeitungspunkt (neben anderen Faktoren, wie z. B. die Art der Garniturspitzen oder die Oberflächengeschwindigkeiten) eine entscheidende Rolle spielt. Die Erfahrung hat gezeigt, dass sowohl die Übertragung der Fasern als auch die Kardierung um so besser ist, je kleiner die oben definierte Distanz ist. Man ist also bestrebt, diese Distanz so eng wie nur möglich, und zwar in der Grössenordnung von Vio mm, zu halten.

Mit dem Ausdruck Zylinder soll im Sinne dieser Erfindung eine mit einer Spitzengarnitur ausgerüstete rotierende Walze betrachtet werden, z. B. an einer Karde der Briseur, der Tambour, der Abnehmer und gegebenenfalls die Kardierwalze, während unter dem Begriff Deckel eine Reihe von kettenartig zusammengehängten Elementen verstanden werden soll, wie sie zum Beispiel bei einem Deckel einer Deckelkarde verwendet werden.

Unter der Distanz zwischen zwei mit einer Spitzengarnitur ausgerüsteten Zylindern sei hierin immer die Distanz an der engsten Stelle zwischen den Garniturspitzen verstanden, welche z. B. durch Einsetzen einer Tasterlehre zwischen den Garnituren bestimmt werden kann.

Zwecks Erhöhung der Produktion der betreffenden Maschinen verfolgte man zwei Wege: zum einen erhöhte man die Drehzahl der Verarbeitungselemente und zum anderen die Dimensionen der Zylinder der Maschine, und zwar sowohl den Durchmesser als auch die Arbeitsbreite. Die Erfüllung beider Massnahmen muss jedoch mit Kompromissen in bezug auf die Güte der Arbeitsverhältnisse der Maschine erkauft werden, da durch die höheren Drehzahlen und die grösseren Dimensionen die durch die Fliehkraft hervorgerufene, unerwünschte Deformation der Zylinder, d. h. ihre Ausbauchung, immer grösser werden. Ein weiterer sehr wichtiger, mit der Steigerung der Produktion und somit der Kardierungsarbeit direkt zusammenhängender Einfluss ist derjenige der Wärmeausdehnung der beteiligten Zylinder, wobei die heutige Tendenz, den Luftaustausch zwischen den Zylindern und der Umgebung, zwecks Schonung der Umwelt durch Staubemissionen, weitgehend zu verhindern, die natürliche Kühlung der Arbeitsorgane erschwert. Die beteiligten Zylinder werden somit im Laufe der Zeit wärmer, bis eine Gleichgewichtstemperatur erreicht wird, wobei durch diese Temperaturerhöhung, welche Werte von ca. 30°C erreichen kann, eine Änderung der Dimensionen der Zylinder und insbesondere eine Vergrösserung der Durchmesser eintritt.

Sowohl der Einfluss der Fliehkraft als auch derjenige der Erwärmung treten nicht sofort bei der Inbetriebnahme der Maschine ein, sondern erst nach Ablauf einer bestimmten Zeit, welche im Minimum, was den Einfluss der Fliehkraft betrifft, so lang wie die Beschleunigungszeit der beteiligten Elemente, bei der Karde z.B. des Tambours, ist. Für den Einfluss der Erwärmung sind erfahrungsgemäss, bis eine Gleichgewichtstemperatur erreicht ist, wesentlich längere Laufzeitintervalle nötig, welche bis zu mehreren Stunden sich erstrecken können.

Bei den bekannten Maschinen des Standes der Technik, z.B. bei den heute in Betrieb stehenden Karden, ist man somit gezwungen, vor Inbetriebsetzung die Distanz zwischen den Arbeitsorganen, d.h. den jeweils zwei zusammenwirkenden Zylindern oder Zylinder und Deckel in Berücksichtigung der infolge Fliehkraft- und Temperaturwirkung deformierten, d.h. ausgebauchten, Zylinder grösser als im Normalbetriebs-zustand einzustellen. Somit ist die Distanz zwischen den zusammenarbeitenden Zylindern oder Zylinder und Deckel während der ganzen Anlaufphase, und entsprechend während der Auslaufphase, zu gross, so dass die Arbeitsverhältnisse zwischen den Zylindern ungünstig sind. Die Folge davon ist je nach Zweck entweder eine unvollkommene Übertragung des Faservlieses von einem Zylinder zum anderen, oder eine ungenügende Kardierungsarbeit. Die während der Anlauf- bzw. der Auslaufphase unter ungünstigen Arbeitsverhältnissen arbeitende Maschine verarbeitet somit während dieser Zeit das Faservlies zu einem qualitativ minderwertigen Produkt. In extremen Fällen, d.h. wenn die Übertragung des Faservlieses von einem Zylinder zum anderen wegen der zu grossen Distanzen unsicher oder gar unmöglich wird, kann der Betrieb der Maschine überhaupt in Frage gestellt werden. Da man die Distanz zwischen den Arbeitsorganen vor der Inbetriebsetzung einstellen muss, ist man weiter versucht, diese Distanz eher zu gross als nötig zu wählen, um jede Streifgefahr der Garnituren während des Betriebes mit Sicherheit zu verhindern. Das führt dazu, dass die Maschinen oft mit zu grossen Distanzen, d.h. mit ungünstigen Einstellungen, laufen.

Man hat zwar schon versucht, den geschilderten Problemen zu begegnen, indem man durch konstruktive Massnahmen die Zylinderdeformation einzuschränken versuchte. Dies führt jedoch zu komplizierteren und schwereren Konstruktionen, welche eine Verteuerung der Maschine bewirken und die Probleme nicht restlos zu lösen vermögen.

Obige Ausführungen gelten sinngemäss für alle anderen Maschinen der Stapelfaserspinnerei, bei welchen zwei

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Zylinder der oben geschilderten Art mit kleiner gegenseitiger Distanz zusammenwirken; es seien hier z.B. gewisse Öffnereimaschinen, Reisswölfe, Walzenkrempel, usw. erwähnt.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten Verarbeitungsmaschinen der Stapelfaserspinnerei obiger Art zu eliminieren. Diese Aufgabe wird verfahrensmässig gemäss dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 und vorrichtungsmässig gemäss dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 16 gelöst.

Dabei kann die erfasste Grösse sowohl von der Fliehkraft als auch der thermisch bedingten Dimensionsänderung des Zylinders beeinflusst werden.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung lässt sich vorteilhafterweise an einer Karde (sowohl als Walzenkarde als auch als Wanderdeckelkarde ausgebildet) anwenden. Weiter können die Steuermittel auf den direkten Zusammenhang zwischen den Dimensionen des Zylinders und der erfassten Grösse vorprogrammierbar sein. Die Stellmittel können aus einer distanzverändernden mechanischen Verbindung, wie z.B. aus einer angetriebenen Gewindespindel oder aus einem Metallstab, deren thermische Längenänderungen benützt werden, bestehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger illustrierter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung in vereinfachter, schematischer Darstellung im Aufriss,

Fig. 2a-c jede ein Detail eines Stellmittels, wie es in einer Vorrichtung gemäss Fig. 1 angewendet werden kann,

Fig. 3 eine Variante der erfindungsgemässen Vorrichtung, in vereinfachter, schematischer Darstellung im Aufriss,

Fig. 4 in schematischer Darstellung eine Karde, bei welcher eine erfindungsgemässe Vorrichtung an einer Mehrzahl von Arbeitselementen angewendet wird.

In Fig. 1 wird mit 1 ein stationäres Gestell einer Verarbeitungsmaschine der Faserbandspinnerei bezeichnet, welches als ein Rahmen mit vier Abstützungen 2 (nur zwei dargestellt) und zwei horizontalen Längsträgern 3 (nur einer dargestellt) ausgebildet ist. Die zwei Längsträger 3 und die Abstützungen

2 sind durch nicht dargestellte Querträger zu einem stabilen Tragrahmen für zwei mit einer Spitzengarnitur ausgerüstete, mit kleiner gegenseitiger Distanz arbeitende, rotierende Zylinder 4 und 5 miteinander verbunden.

Der Zylinder 4 ist mittels zweier mit den zwei Längsträgern

3 fest mit Schrauben 6 zusammengeschraubter Supporte 7 (in der Aufrissdarstellung von Fig. 1 nur einer dargestellt) ortsfest und rotierbar um seine Achse 8 gelagert und wird mit nicht dargestellten Mitteln zur Rotation im Uhrzeigersinn (Pfeil f) angetrieben.

Der Zylinder 4 trägt auf seiner zylindrischen Fläche eine Spitzengarnitur 9, mit welcher er Fasern aus der von einer rotierenden Lieferwalze 10 und einer Speiseplatte 11 gebildeten Faser watte 12 herauszupfen kann, so dass sich auf der Oberfläche des Zylinders 4 ein dünnes, mehr oder weniger zusammenhängendes Faservlies (nicht dargestellt) bildet, welches von der Oberfläche des Zylinders 4 erfasst und mit-genomen wird. Die Spitzengarnitur 9 wurde in Fig. 1 beispielsweise als sogenannte flexible Garnitur aus knieartig gebogenen Stahldrähten dargestellt. Es kann jedoch jede Art von Spitzengarnitur, wie z.B. eine Ganzstahlgarnitur oder eine Sägezahngarnitur, verwendet werden.

Der Zylinder 5 ist ebenfalls mit zwei Supporten 13 (nur einer dargestellt) auf den Längsträgern 3 des Gestells 1 um seine Achse 14 rotierbar gelagert. Die Supporte 13 sind jedoch nicht auf die Längsträger 3 festgeschraubt, sondern mittels je zweier Bundschrauben 15 so geführt, dass sie parallel zur Achse 14 um einen kleinen Betrag, in der Grössenordnung von 1 bis 2 mm, verschiebbar sind. Zu diesem Zweck weisen die Supporte 13 Schlitzöffnungen 16 für den Durchgang der Schrauben 15 auf, welche eine genaue seitliche Führung der Supporte, unter Gewährung derer Querverschieb-barkeit, zulassen. Der Bund 17 der Bundschrauben 15 ist auch etwas länger als die Höhe der Befestigungslappen 18 der Supporte 13, sodass die Schrauben 15 die Supporte 13 nicht festklemmen.

Durch parallele Verschiebung der Supporte 13 in den Schlitzöffnungen 16 kann somit die Distanz zwischen den zylindrischen Flächen der Zylinder 4 und 5 variiert werden.

Der Zylinder 5 weist auf seiner zylindrischen Fläche ebenfalls eine Spitzengarnitur 19 auf, welche auch hier als flexible Stahldrahtgarnitur dargestellt ist.

Als Beispiel für zwei Zylinder, welche sich das Faservlies gegenseitig übertragen, seien hier der Briseur und der Tambour oder der Tambour und der Abnehmer einer Karde erwähnt. Als Beispiel für zwei Zylinder, welche die gleiche Anordnung wie diejenige der Fig. 1 haben, jedoch sich das Faservlies nicht übertragen, sondern durch die Wirkung der Spitzengarnituren die Fasern des Faservlieses ausstrecken und richten im Sinne einer Kardierung (was hierin als Bearbeitung des Faservlieses bezeichnet wird), seien z.B. der Tambour und die Kardierwalze einer Walzenkarde erwähnt.

Sowohl bei der Übertragung des Faservlieses von einem Zylinder zum anderen, als auch für die Bearbeitung (Kardierung) desselben zwischen zwei Zylindern, resp. Zylinder und Deckel, spielt die Distanz a zwischen den zylindrischen Flächen beider Zylinder, resp. Zylinder und Deckel, neben anderen Parametern, wie etwa die Oberflächengeschwindigkeit beider Zylinder, resp. Zylinder und Deckel, und die Art der Spitzengarnitur, eine entscheidende Rolle. Gute Arbeitsverhältnisse zwischen beiden Zylindern, resp. Zylinder und Deckel, können also nur gesichert werden, wenn a innerhalb genauer, sehr enger Toleranzen gehalten wird. Dabei liegt der optimale Wert für a, bei Zylinderdurchmessern von ca. 0,20 m bis 1,5 m und Zylinderlängen von bis ca. 2 m, in einem Bereich von ca. 0,05 mm<a<0,3 mm, wobei die untere Grenze von a nicht technologisch bedingt ist, sondern nur zur Vermeidung gegenseitiger Berührung der Garniturspitzen einzuhalten ist. Andernfalls besteht die Gefahr von Bränden und mechanischen Schäden der teuren Spitzengarnituren. a ist also, im Vergleich zu den Dimensionen der Zylinder, äusserst klein.

Die durch die Erwärmung der Zylinder bedingte Vergrös-serung des Durchmessers liegt, wie Untersuchungen ergeben, in der Grössenordnung von ca. 0,08 mm pro 10°C Temperaturerhöhung, was durchaus der Grössenordnung des optimalen Wertes von a entspricht. Ähnliche Deformationen entstehen unter dem Einfluss der Fliehkraft.

In Fig. 1 wird mit D der Durchmesser des Zylinders 4 in nicht deformiertem Zustand d.h. praktisch vor der Inbetriebnahme der Maschine und bei Raumtemperatur), während mit D+A D der Durchmesser (strichpunktiert dargestellt) des Zylinders im durch Fliehkraft und/oder Temperatureinwirkung deformierten Zustand bezeichnet wird.

Durch die Durchmesservergrösserung A D würde nun die Distanz zwischen der Zylinderoberfläche im nicht deformierten Zustand um

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verkleinert, unter der Voraussetzung, dass der Zylinder 5 sich nicht deformiert; eine Annahme, welche sehr oft zutrifft. Wurde nun a im nicht deformierten Zustand des Zylinders 4 optimal gewählt, würde dann die Distanz a

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unterhalb der zulässigen Grenze liegen, was sehr gefährlich wäre. Dies geschieht in der Vorrichtung der Fig. 1 dadurch, dass die zwei Supporte 13 des Zylinders 5 parallel zueinander von den feststehenden Supporten 7 des Zylinders 4 um den entsprechenden Betrag

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entfernt werden, und zwar so, dass diese Verschiebung in einer im wesentlichen parallel zur das Zentrum der Achsen 8 und 14 enthaltenden Ebene geschieht. Zu diesem Zweck weist das Gestell 1, auf seinen Längsträgern 3, je einen fixen Anschlag 20 für Stellmittel 21 (Verschiebungsorgane) auf, welche zwischen dem fixen Anschlag 20 und dem Support 13 eingesetzt sind und deren Aufbau später näher beschrieben wird. Die Stellmittel 21 sind in der Lage, die Position ihres entsprechenden Supportes 13 gegenüber derjenigen des fixen Supportes 7 zu bestimmen. Die Steuerung der Stellmittel 21 erfolgt ausgehend von Steuermittel 22 mittels der Steuerleitung 23, durch welche die Steuermittel 22 den Stellmitteln 21 ein Steuersignal (z.B. ein elektrisches Signal) vermitteln.

Die Steuermittel 22 selber werden über eine Leitung 24 mit einem Messignal V gespiesen (z.B. ein elektrisches Messsignal), welches mittels eines geeigneten zyklisch oder kontinuierlich arbeitenden Messorgans 25 gewonnen wird und einer mit den Dimensionen mindestens eines der beiden Zylinder in einem direkten Zusammenhang stehenden Grösse entspricht. Im Beispiel der Fig. 1 ist z.B. das Messorgan 25 ein Drehzahlmesser, dessen Signal V proportional zur Drehzahl der Welle 8 des Zylinders 4 ist. Die Steuermittel 22 sind dann in diesem Beispiel nach dem Zusammenhang zwischen den Dimensionen des Zylinders, d.h. seines Durchmessers, und der gemessenen Grösse, d.h. hier die Drehzahl des Zylinders, vorprogrammiert. Sie sind also in der Lage, aufgrund des Signals V, welches der Drehzahl entspricht, den entsprechenden Zylinderdurchmesser D+AD zu bestimmen und den Stellmitteln 21 ein Steuersignal S zu senden, welches diese veranlasst, eine Korrektur um

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der Distanz zwischen den Achsen 8 und 14 der Zylinder 4 und 5 vorzunehmen, womit die Distanz a konstant gehalten wird. Wenn die Dimensionsänderung des Zylinders 4 allmählich erfolgt, z.B. als Folge der Fliehkraft erst im Laufe der Beschleunigung des Zylinders, erfolgt die entsprechende Korrektur der Distanz zwischen den Achsen 8 und 14 durch die Stellmittel 21 ebenfalls allmählich, so dass a während der ganzen Anlaufphase konstant bleibt.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung gestattet also beispielsweise, in einer Anordnung von Walzen der obengenannten Art den Einfluss der Fliehkraft auf die Arbeitsverhältnisse zwischen den zwei Zylindern 4 und 5 komplett auszuschalten.

Es ist jedoch in der Vorrichtung nach Fig. 1 nicht zwingend, die Drehzahl des Zylinders 4 zu messen; so könnte man ebensogut z.B. die Distanz a zwischen den zylindrischen Flächen oder den Durchmesser des Zylinders 4 mit einem entsprechenden Messorgan (z.B. mit einem berührungslosen Taster, oder einem photooptischen Messgerät (nicht dargestellt), direkt messen, womit die Steuermittel 22 nicht mehr auf den Zusammenhang zwischen den Dimensionen des Zylinders und der gemessenen Grösse vorprogrammierbar zu sein brauchten, da dann das Steuersignal S einfach direkt proportional zur gemessenen Grösse sein muss. Die Messung der Drehzahl des Zylinders 4 ist jedoch einfacher und genauer als die direkte Bestimmung der durch die Fliehkraft erzeugten, relativ kleinen Änderungen der Distanz a oder der Deformation des Zylinderdurchmessers, weshalb sich der gezeigte Umweg über den Zusammenhang Drehzahl/Durchmesseränderung als vorteilhaft erwiesen hat.

In analoger Weise kann die Anpassung der Distanz zwischen den Achsen 8 und 14 der Zylinder 4 und 5, zwecks Einhaltung der vorbestimmten Werte für a, erfolgen, wenn die Vergrösserung der Durchmesser nicht eine Folge der Fliehkraft, sondern der Erwärmung ist. Ist diesem Fall wird ein Messorgan verwendet, welches entweder den Durchmesser selber des Zylinders 4 oder eine mit ihm in einem direkten Zusammenhang stehende Grösse (z.B. die Oberflächentemperatur des Zylinders 4) erfasst und an das Steuermittel 22 ein entsprechendes Messignal V abgibt. Die ganze Steuerung funktioniert jedoch genau gleich wie im vorher beschriebenen Fall. Es gelingt auch hier, die Distanz a trotz Erwärmung des Zylinders 4 auf einem vorbestimmten Wert zu halten.

Es sind auch Vorrichtungen denkbar, welche den Einfluss z.B. sowohl der Fliehkraft als auch z.B. der Erwärmung auf die Distanz a erfassen und korrigieren können, wobei in einem solchen Fall die Steuermittel auf den direkten Zusammenhang sowohl zwischen dem Zylinderdurchmesser und der Zylinderdrehzahl (Einfluss der Fliehkraft), als auch zwischen der Temperatur der Zylinderoberfläche und dem Zylinderdurchmesser vorprogrammiert sein können.

Weiter kann es vorteilhaft sein, die Verschiebungen der Supporte 13 mittels eines Wegmessers 26, welcher dem Steuergerät 22 ein Rückmeldesignal R über die Leitung 27 schickt, zu überwachen. Durch eine solche Überwachungseinrichtung kann die Arbeitsweise der Stellmittel 21 ständig unter Kontrolle gehalten werden, um jede Gefahr der Berührung zwischen den Garnituren der Zylinder 4 und 5 auszuschalten.

Die Wirkungsweise der hier gezeigten Regel- bzw. Steuerkreise mit Messorgan 25, Steuermittel 22, Stellmittel 21 und gegebenenfalls Wegmesser 26 mit Rückführung des Signales R zum Steuermittel 22 sind aus der Regel- und Steuertechnik bestens bekannt und werden deshalb hier nicht weiter beschrieben.

Die Fig. 2a bis 2c zeigen einige Ausführungsvarianten von bevorzugt anwendbaren Stellmitteln.

Fig. 2a zeigt als Stellmittel 21 eine mit einem Motor 28 angetriebene Gewindespindel 29. Die Gewindespindel 29 ist hier z.B. rotierbar und axial nicht verschiebbar im fixen Support 7 der Achse 8 des Zylinders 4 gelagert, während sie mit dem anderen, ein Gewinde 30 aufweisenden Ende im verstellbaren Support 13 der Achse 14 des Zylinders 5 eingeschraubt wird. Durch Drehung der Gewindespindel 29 in die eine oder andre Richtung kann somit die Distanz zwischen den Achsen 8 und 14 vergrössert bzw. verkleinert werden.

In Fig. 2b ist eine Variante der Stellmittel 21 dargestellt, bei welcher für die Verschiebung des Supportes 13 die thermische Ausdehnung eines Metallstabes benutzt wird. Zu diesem Zweck wird ein Metallstab 31 z.B. mittels Gewindeverbindungen in den Supporten 7 und 13 fest verankert. Die für die thermische Ausdehnung des Metallstabes 31 nötige Wärmezufuhr wird im Beispiel der Fig. 2b mittels eines um den Stab 31 direkt umgewundenen elektrischen Widerstandes 32 erzeugt, dessen Stromzufuhr in nicht dargestellter Weise von den Steuermitteln 22 (Fig. 1) geregelt wird. Der Stab 31 ist mit s

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einer Schutzhülle 33 umgeben, welche mittels z.B. Falten 34 axial dehnbar ist und somit den Längenvariationen des Stabes 31 praktisch kräftefrei folgen kann. In Fig. 2b wird weiter eine gegenüber derjenigen der Fig. 1 und 2a andere Art der verschiebbaren Befestigung des Supportes 13 im Längsträger 3 gezeigt: sie erfolgt hier mittels an sich bekannter prismatischer Führungen 35.

In Fig. 2c ist eine weitere Variante der Stellmittel 21 nach Fig. 2b dargestellt, in welcher die Wärmezufuhr mittels eines Fluidums bewerkstelligt wird. Zu diesem Zweck ist die Schutzhülle 33 mit einer Fluidumzufuhrleitung 36 und einer Fluidumausfuhrleitung 37 verbunden, welche in einen Flui-dumbehälter 38 ausmünden. In die Fluidumzufuhrleitung 36 ist eine Pumpe 39 eingesetzt, mit welcher das Fluidum vom Behälter 38 in die durch die Schutzhülle gebildete Kammer 40 um den Metallstab 31 unter Druck zugeführt werden kann.

Das Fluidum wird im Behälter 38 mittels einer Heizvorrichtung 41 (z.B. einer elektrischen Heizvorrichtung) auf eine bestimmte, von den Steuermitteln 22 (Fig. 1) festgelegte Temperatur geheizt, so dass der Stab 31 entsprechend der vorzunehmenden Korrektur

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der Distanz der Achsen 8 und 14 sich mehr oder weniger verlängern kann.

Die in Fig. 2c gezeigten Steuermittel sind dort besonders geeignet, wo eine Mehrzahl von Stellmitteln (wie die Beispiele der Fig. 3 und 4 zeigen) ausgehend von gemeinsamen Steuermitteln gesteuert werden sollen. Bei den Stellmitteln nach Fig. 2c kann als Fluidum sowohl eine Flüssigkeit (Wasser, Öl) als auch ein Gas (z.B. Luft) verwendet werden, wobei ein System mit Warmluftzirkulation sich als besonders geeignet erwiesen hat.

In Fig. 3 ist eine Variante der Vorrichtung gezeigt, welche sich von derjenigen der Fig. 1 dadurch unterscheidet, dass hier ein mit einer Spitzengarnitur ausgerüsteter Zylinder und ein mit einer Spitzengarnitur ausgerüsteter Deckel, eine im wesentlichen koaxiale Anordnung aufweisen, wobei der Deckel sich nicht über den ganzen Umfang des Zylinders erstreckt. Solche Paarungen dienen hauptsächlich der Bearbeitung des Faservlieses bei einer Kardierung, und sind z.B. bei der Wanderdeckelkarde zu finden. Im Gegensatz zum Beispiel der Fig. 1, wo beide Zylinder 4 und 5 eine konvexe Oberfläche aufweisen, hat hier der Zylinder eine konvexe Oberfläche, während der Deckel eine konzentrische konkave Oberfläche annähernd gleichen Durchmessers aufweist.

Die oben geschilderte Problematik bezüglich des Abstandes zwischen den mit einer Spitzengarnitur ausgerüsteten Flächen von zwei zusammenwirkenden Zylindern ist auch bei der Anordnung nach Fig. 3 in entsprechender Weise vorhanden. Einziger Unterschied besteht darin, dass die Distanz zwischen den zylindrischen Flächen in der Anordnung der Fig. 3 nicht mehr, wie in der vorher beschriebenen Anordnung der Fig. 1, durch Anpassung der Distanz zwischen den Drehachsen, sondern beispielsweise durch Anpassung des Durchmessers des Deckels vorgenommen wird, wie es aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführung gemäss Fig. 3, klar hervorgeht.

Ein Gestell 42 besteht aus zwei Längsträgern 43 (nur einer gezeigt), vier Abstützungen 44 (nur zwei gezeigt) und nicht dargestellten Querverbindungen. Auf jedem Längsträger 43 ist ein Support 45 ortsfest befestigt. Diese Supporte 45 dienen als Lagerung für die Achse 46 eines rotierend gelagerten Zylinders 47, welcher hier als Tambour einer nicht weiter dargestellten Karde gedacht ist. Der Zylinder 47 wird durch nicht dargestellte Mittel um seine Achse 46 in Rotation versetzt (Pfeil g). Auf seiner Oberfläche trägt der Zylinder 47 eine Spitzengarnitur 48.

Der Support 45 trägt in seiner oberen Partie ein mit ihm über einen Zwischenkörper 49 fest verbundenes Segment 50, auf welchem eine Reihe von auch als Stützelemente wirkende Stellmittel 51,51' und 51 " in radialer Anordnung sitzen. Die Stellmittel 51,51' und 51" weisen einen Aufbau z.B. wie denjenigen der Elemente der Fig. 2a bis 2c auf.

Die Stütz- und Stellmittel 51 ' und 51 " tragen je einen in zwei radialen Führungen 52 bzw. 53 gleitenden Körper 54 bzw. 55, in welchen die Achsen 56 bzw. 57 einer Deckelketten-umlenkrolle 58 bzw. 59 rotierbar gelagert sind. Durch die Längenausdehnungen der Stellmittel 51 ' bzw. 51" kann also die radiale Lage der Umlenkrollen 58 bzw. 59 gegenüber der Oberfläche des Zylinders 47 geändert werden. Um die zwei Rollen 58 und 59 läuft eine sogenannte Deckelkette 60,

welche aus einer Reihe von parallel zueinander angeordneten, mit einer Spitzengarnitur 61 ausgerüsteten Querstäben 62, welche an den beiden Enden durch je eine Kette miteinander verbunden sind, besteht.

Die Deckelkette 60 wird in der Zone zwischen den zwei Umlenkrollen 58 und 59 über die Zylinderoberfläche von jeder Seite mittels eines Führungsbogens 63 so geführt, dass zwischen den Spitzen der Garnitur des Zylinders 47 und denjenigen der Deckel eine bestimmte Distanz genau eingehalten wird. Die Führungsbogen 63 werden zu diesem Zweck durch die drei Stellmittel 51 getragen. Eine der Umlenkrollen 58 bzw. 59 wird durch nicht gezeigte Mittel in Rotation versetzt, so dass sich die ganze Deckelkette langsam bewegt, wobei der der Oberfläche des Zylinders 47 gegenüberstehende Trum der Kette, durch die Führungsbogen 63 geführt, eine kreisförmige Bewegung um das Zentrum der Achse 46 ausführt. Die Stellmittel 51 ' und 51" für die Positionierung der zwei Umlenkrollen 58 und 59 und die Stellmittel 51 für die AbStützung und Positionierung der Führungsbogens 63 sind mittels Leitungen 641 bis 64v mit Steuermitteln 65 verbunden, welche gemeinsam alle Stellmittel 51,51 ' und 51" steuern. Die Steuermittel 65 sind mit einem die Temperatur t der Oberfläche des Zylinders 47 messenden Temperaturfühler 66 über die Leitung 67 verbunden und sind auf den direkten Zusammenhang zwischen den Dimensionen des Zylinders 47, z.B. seinen Durchmesser, und der Temperatur seiner Oberfläche vorprogrammiert.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 3 ist ähnlich wie diejenige der vorher besprochenen Vorrichtung der Fig. 1. Wenn, infolge z.B. Temperaturerhöhung, der Durchmesser des Zylinders 47 wächst, wird diese Änderung durch den Temperaturfühler 66 indirekt als Funktion der Temperatur t der Zylinderoberfläche wahrgenommen. Das über die Leitung 67 an die Steuermittel 65 übermittelte Signal wird in diesen unter Ausnutzung der Vorprogrammierung als Durchmessererhöhung ausgewertet. Über die Leitungen 641 bis 64v werden die Stellmittel 51,51' und 51" veranlasst, eine entsprechende Korrektur um

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vorzunehmen, wobei die Stellmittel 51 ' und 51" die zwei Rollen 58 und 59 um diesen Betrag weg von der Oberfläche des Zylinders 47 entfernen, während die Stellmittel 51 den gleichen Effekt für den mit der Zylinderoberfläche zusammenarbeitenden Trum der Deckelkette 60 durch eine Deformation der Führungsbogen 63 im Sinne einer Vergrösserung derer Radien um s

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erzeugen. Somit bleiben aber die Arbeitsverhältnisse zwischen den zwei zylindrischen Flächen des Zylinders 47 und der Deckelkette 60 unverändert.

Es sei noch vermerkt, dass die Art, wie die Fasern bzw. das Faservlies auf der Oberfläche z.B. des Zylinders 47 ankommen, im Rahmen der Erfindung belanglos ist;

lediglich als Beispiel für eine solche Zuführung wurde in Fig. 3 wieder die Lieferwalze 10 mit Speiseplatte 11 der Vorrichtung der Fig. 1 eingezeichnet.

In Fig. 4 wird eine sogenannte Walzenkarde im Aufriss schematisch dargestellt, in welcher das erfindungsgemässe Verfahren und die Vorrichtung an verschiedenen Walzenpaaren verwendet werden.

Die Karde weist ein Grundgestell 68 auf, auf welchem mit Supporten 69 (nur einer gezeigt) ein Briseur 70, mit Supporten 71 ein Tambour 72 und mit Supporten 73 ein Abnehmer 74 rotierbar gelagert sind. Die Supporte 71 des Tambours 72 sind fix mit dem Grundgestell 68 verschraubt, während die Supporte 69 und 73 im Grundgestell 68 gleitbar geführt, und nicht fixiert werden. Zwischen den fixen Supporten 71 und den beweglichen Supporten 69 und 73 jeder Seite der Maschine sind Stellmittel 75 und 76 in der in Fig. 1 dargelegten Weise eingesetzt. Auf den Supporten 71, ähnlich wie in der Vorrichtung der Fig. 3, sind vier radial angeordnete Stellmittel 77 bis 80 vorgesehen, welche die Kardier-walzen 81 bis 84 stützen und positionieren. Die Walzen sind in je einem fixen Bogen 85 auf jeder Seite der Karde in radial angeordneten Führungsschlitzen 86 geführt.

Die Faserzufuhr erfolgt bei dieser Karde in an sich bekannter Weise mittels eines Speiseschachts 87, welcher eine Lieferwalze 88 mit Speiseplatte 89 speist.

Das Fasermaterial wird als Faservlies vom Briseur 70 an der Klemmstelle zwischen Lieferwalze 88 und Speiseplatte 89 abgenommen, dem Tambour 72 übergeben, zwischen Tambour 71 und den Walzen 81 bis 84 kardiert und am anderen

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Ende der Karde dem Abnehmer 74 übergeben. Dank der hier beschriebenen erfindungsgemässen Vorrichtung können die Arbeitsverhältnisse an der Bearbeitungs- bzw. Übergabestelle zwischen den verschiedenen erwähnten Zylinderpaaren ständig durch Anpassung der verschiedenen Distanzen zwischen den Zylinderpaaren mittels der Stellmittel 75 bis 80 auf ihrem optimalen Wert gehalten werden.

In der Vorrichtung der Fig. 4 ist es weiter vorgesehen, dass sowohl der Einfluss der Drehzahl der Zylinder als auch der Einfluss der Erwärmung berücksichtigt werden. Zu diesem Zweck sind ein Drehzahlmesser 90, welcher die Drehzahl der Achse 91 des Tambours 72, und ein Temperaturfühler 92, welcher die Temperatur der Oberfläche des Tambours 72 wahrnimmt, vorgesehen. Diese sind mit entsprechenden Leistungen 93,94 mit dem Steuermittel 95 für sämtliche Stellmittel 75 bis 80 verbunden, wobei das Steuermittel 95 sowohl auf den direkten Zusammenhang zwischen dem Durchmesser des Tambours 72 und seiner Drehzahl, als auch auf denjenigen zwischen dem Durchmesser und der Temperatur der Tambourmantelfläche vorprogrammiert sind. Beiden Einflüssen wird also vom Steuermittel 95 Rechnung getragen.

Was in Fig. 4 für den Tambour 72 gezeigt wird, kann ohne weiteres für andere Zylinder der Karde angewendet werden: so könnte z.B. auch vorgesehen werden, dass die Abnahmewalzen 96,97 gegenüber dem Abnehmer 74 verschiebbar und mittels Stellmitteln einstellbar angeordnet sind.

Das erfindungsgemässe Verfahren und die Vorrichtung zu seiner Durchführung gestatten in neuartiger, überraschend vorteilhafter Weise, die für die Güte z.B. der Kardierarbeit entscheidenden Arbeitsverhältnisse zwischen einem Zylinder und einem Deckel, resp. zwischen zwei zusammenwirkenden, ein Faservlies verarbeitenden oder sich gegenseitig übertragenden Zylindern während des ganzen Produktionsprozesses zu optimalisieren. Die Vorrichtungen sind einfach und betriebssicher, wobei besonders die Anwendung von Metallstäben, deren thermische Ausdehnung benützt wird, als Stellmittel sich besonders dank des Fehlens jeglicher mechanischer beweglicher Organe als günstig hervorgehoben hat. Weiter ist der Anbau solcher Vorrichtungen an vorhandenen Maschinen meistens ohne grossen Aufwand möglich.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (33)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zur Steuerung der Arbeitsverhältnisse in einer Verarbeitungsmaschine der Stapelfaserspinnerei, gegeben durch die Distanz zwischen den Spitzen der Spitzengarnituren mindestens zweier einander achsparallel gegenüberliegender mit je einer Spitzengarnitur versehener Zylinder, respektive eines mit einer Spitzengarnitur versehenen Zylinders und eines den Zylinder teilweise umgebenden mit einer Spitzengarnitur versehenen Deckels, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit den Dimensionen mindestens eines oder des Zylinders (4; 47; 72; 74) in einem direkten Zusammenhang stehenden Grösse kontinuierlich oder zyklisch erfasst und die Distanz (a) in Funktion der erfassten Grösse auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird.
2. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Wert konstant ist.
3. 3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanz (a) zwischen den Spitzengarnituren durch Anpassung der Distanz zwischen den Drehachsen der Zylinder (4,5; 72,81 bis 84) auf dem vorbestimmten Wert gehalten wird.
4. 4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanz (a) durch Anpassung des Radius des konkaven Teiles einer Deckelkette (60) auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird.
5. 5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Grösse von der bei der Rotation des Zylinders (4; 47; 72; 74) entstehenden Fliehkraft beein-flusst wird.
6. 6. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Grösse von der thermisch bedingten Dimensionsänderung des Zylinders (4; 47; 72; 74) beeinflusst wird.
7. 7. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Grösse sowohl von der Fliehkraft als auch der thermisch bedingten Dimensionsänderung des Zylinders (4; 47; 72; 74) beeinflusst wird.
8. 8. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Grösse die Distanz zwischen den zylindrischen Flächen beider Zylinder (4,5; 70,72,74; 72,81 bis 84) an der Vliesbearbeitungs- oder Übertragungsstelle ist.
9. 9. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Grösse der Durchmesser des Zylinders 4; 47; 72) ist.
10. 10. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Grösse die Temperatur des Zylinders ist.
11. 11. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Grösse die Drehzahl des Zylinders ist.
12. 12. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Wert der Distanz (a) zwischen 0,05 und 0,3 mm liegt.
13. 13. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der direkte Zusammenhang in der Beziehung des Zylinderdurchmessers in Funktion der Zylinderdrehzahl besteht.
14. 14. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der direkte Zusammenhang in der Beziehung des Zylinderdurchmessers in Funktion der Oberflächentemperatur des Zylinders besteht.
15. 15. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der direkte Zusammenhang sowohl die Beziehung des Zylinderdurchmessers in Funktion der Zylinderdrehzahl als auch die Beziehung des Zylinderdurchmessers in Funktion der Oberflächentemperatur des Zylinders berücksichtigt.
16. 16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, an einer Verarbeitungsmaschine der Stapelfaserspinnerei mit mindestens zwei einander achsparallel gegenüberliegenden rotierenden Zylindern (4,5; 72,74; 72, 81 bis 84), respektive mit einem rotierenden Zylinder (47) und einer diesen teilweise überdeckenden Deckelkette (6), welche je mit einer Spitzengarnitur versehen sind, und die derart einander zugeordnet sind, dass die Spitzen der Spitzengarnituren durch eine Distanz (a) voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Messorgan (25,66,90,92) für die kontinuierliche oder zyklische Erfassung einer mit den Dimensionen mindestens eines Zylinders (4; 47; 72) in einem direkten Zusammenhang stehenden Grösse vorgesehen ist, und dass der einem vorgenannten Zylinder (4; 72) parallel zugeordnete Zylinder (5; 81 bis 84), respektive die dem vorgenannten Zylinder (47) zugeordnete Deckelkette (60) je auf Supporten (13; 54,55,63; 69,73,86) derart bewegbar sind, dass die Distanz (a) zwischen den Spitzen der Spitzengarnituren gleichmässig veränderbar ist sowie das Stellmittel (21 ; 51,51 ', 51 " ; 75 bis 80) für die verschiebbaren Supporte (13; 54,55,63; 69,73,86), und Steuermittel (22; 65; 95), welche die vorgenannten Stellmittel in Funktion der erfassten Grösse steuern, vorgesehen sind.
17. 17. Vorrichtung nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsmaschine eine Karde ist.
18. 18. Vorrichtung nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei rotierenden Zylinder der Tambour (72) und der Abnehmer (74) sind.
19. 19. Vorrichtung nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei rotierenden Zylinder der Tambour (72) und der Briseur (70) sind.
20. 20. Vorrichtung nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei rotierenden Zylinder der Tambour (72) und mindestens eine rotierende Arbeitswalze (81 bis 84) einer Walzenkarde sind.
21. 21. Vorrichtung nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der der Deckelkette (60) zugeordnete rotierende Zylinder der Tambour (72) ist.
22. 22. Vorrichtung nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Messorgan als Taster für den Durchmesser des Zylinders ausgebildet ist.
23. 23. Vorrichtung nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Messorgan als Temperaturfühler (66) für die Temperatur der Oberfläche des Zylinders ausgebildet ist.
24. 24. Vorrichtung nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Messorgan als Drehzahlmesser (25,90) für die Drehzahl des Zylinders ausgebildet ist.
25. 25. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Messorgan (25,66,90, 92) berührungsfrei arbeitet.
26. 26. Vorrichtung nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (22,65,95) für ihre Steuerfunktion auf den direkten Zusammenhang zwischen den Dimensionen des Zylinders und der erfassten Grösse vorprogrammiert sind.
27. 27. Vorrichtung nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel aus einer distanzverändernden mechanischen Verbindung (21) bestehen.
28. 28. Vorrichtung nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmitel aus einer angetriebenen Gewindespindel (29) bestehen.
29. 29. Vorrichtung nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel aus einem thermisch dehnbaren Metallstab (31) bestehen.
30. 30. Vorrichtung nach Patentanspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallstab (31) von einer Schutzhülle (33) umgeben ist, in welcher ein durch eine Wärmezufuhrvorrichtung (36 bis 41) heizbares Fluidum enthalten ist, dessen Tem2

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    peratur durch die Steuermittel gesteuert wird.
31. 31. Vorrichtung nach Patentanspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmezufuhrvorrichtung ein den Metallstab (31) direkt heizender elektrischer Widerstand (32) ist.
32. 32. Vorrichtung nach Patentanspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmezufuhrvorrichtung (36 bis 41) ein System mit Warmluftzirkulation ist.
33. 33. Vorrichtung nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass gemeinsame Steuermittel (95) eine Mehrzahl von Stellmitteln (75,76,77,78,80) steuern.