CH694054A5 - Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine zur Messung von Abständen an Gegenflächen. - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine  zur Messung von Abständen an Gegenflächen, bei der eine garnierte  Trommel mit einem Gegenelement zusammenwirkt, bei der mindestens  ein ortsfester Sensor vorhanden ist und dem Gegenelement ein Einstellmittel  zugeordnet ist, das den radialen Abstand zwischen der Trommelgarnitur  und dem Gegenelement zu ändern vermag. 



   Die Abstände zwischen der Trommelgarnitur und dieser gegenüberliegenden  Flächen (Gegenflächen) sind maschinen- und fasertechnologisch von  erheblicher Bedeutung. Das Kardierergebnis, namentlich Ausreinigung,  Nissenbildung und Faserkürzung, ist wesentlich vom Kardierspalt,  d.h. dem Abstand zwischen der Trommelgarnitur und den Garnituren  der Wander- und Festdeckel abhängig. Die Luftführung um die Trommel  und die Wärmeableitung sind ebenfalls von dem Abstand zwischen der  Trommelgarnitur und gegenüberliegenden garnierten oder auch nichtgarnierten  Flächen, z.B. Ausscheidemesser oder Verschalungselemente, abhängig.  Die Abstände unterliegen verschiedenen teilweise entgegengerichteten  Einflüssen.

   Die Abnutzung einander gegenüberliegender Garnituren  führt zu einer Vergrösserung des Kardierspaltes, die mit einer Zunahme  der Nissenzahl und mit einer Abnahme der Faserkürzung verbunden ist.  Eine Erhöhung der Trommeldrehzahl, z.B. zur Steigerung der Reinigungswirkung,  zieht eine Ausweitung der Trommel einschliesslich der Garnitur infolge  der Zentrifugalkraft und damit eine Verringerung des Kardierspaltes  nach sich. Die Trommel dehnt sich auch bei Verarbeitung hoher Fasermengen  und bestimmter Fasersorten, z.B. Chemiefasern, infolge Temperaturerhöhung  stärker als der sie umgebende Rest der Maschine aus, sodass auch  aus diesem Grunde die Abstände abnehmen. 



   Der Kardierspalt wird insbesondere durch die Maschineneinstellungen  einerseits und den Zustand der Garnitur andererseits beeinflusst.  Der wichtigste Kardierspalt der Wanderdeckelkarde befindet sich in  der Hauptkardierzone, d.h. zwischen der Trommel und dem Wanderdeckelaggregat.  Mindestens eine Garnitur, die am Arbeitsabstand abgrenzt, ist in  Bewegung, meistens beide. Um die Produktion der Karde zu erhöhen,  versucht man die    Betriebsdrehzahl bzw. die Betriebsgeschwindigkeit  der beweglichen Elemente so hoch zu wählen, wie die Technologie der  Faserverarbeitung dies erlaubt. Der Arbeitsabstand findet in der  radialen Richtung (ausgehend von der Drehachse) der Trommel statt.                                                             



   Beim Kardieren werden zunehmend grössere Fasermaterialmengen je Zeiteinheit  verarbeitet, was höhere Geschwindigkeiten der Arbeitsorgane und höhere  installierte Leistungen bedingt. Steigender Fasermaterialdurchfluss  (Produktion) führt schon bei konstant bleibender Arbeitsfläche infolge  der mechanischen Arbeit zu erhöhter Erzeugung von Wärme. Zugleich  wird aber das technologische Kardierergebnis (Bandgleichmässigkeit,  Reinigungsgrad, Nissenreduzierung usw.) ständig verbessert, was mehr  im Kardiereingriff stehende Wirkflächen und engere Einstellungen  dieser Wirkflächen zur Trommel (Tambour) bedingt. Der Anteil zu verarbeitender  Chemiefasern, bei denen - im Vergleich zu Baumwolle - im Kontakt  mit den Wirkflächen der Maschine durch Reibung mehr Wärme erzeugt  wird, nimmt stetig zu.

   Die Arbeitsorgane von Hochleistungskarden  sind heute allseitig voll gekapselt, um den hohen Sicherheitsstandards  zu entsprechen, Partikelemission in die Spinnereiumgebung zu verhindern  und den Wartungsbedarf der Maschinen zu minimieren. Roste oder gar  offene, Materialführende Flächen, die einen Luftaustausch ermöglichen,  gehören der Vergangenheit an. Durch die genannten Umstände wird der  Eintrag von Wärme in die Maschine deutlich gesteigert, während der  Wärmeaustrag mittels Konvektion deutlich sinkt. Die dadurch bewirkte  stärkere Erwärmung von Hochleistungskarden führt zu grösseren thermoelastischen  Verformungen, die auf Grund der Ungleichverteilung des Temperaturfeldes  die eingestellten Abstände der Wirkflächen beeinflussen: Die Abstände  zwischen Trommel und Deckel, Abnehmer, Festdeckeln sowie Ausscheidestellen  nehmen ab.

   Im Extremfall kann der eingestellte Spalt zwischen den  Wirkflächen durch Wärmedehnungen vollständig aufgezehrt werden, sodass  relativ bewegte Bauteile kollidieren. Grössere Schäden sind dann  an der betroffenen Hochleistungskarde die Folge. Nach alledem kann  insbesondere die Erzeugung von Wärme im Arbeitsbereich der Karde  zu unterschiedlichen thermischen Dehnungen bei zu grossen Temperaturunterschieden  zwischen den Bauteilen führen. 



   In der Praxis wird die Garniturqualität der Deckelstabgarnituren  regelmässig optisch durch eine Person begutachtet, wobei eine Abnutzung  eine Vergrösserung des Kardierspaltes nach sich zieht. Bei einer  bekannten Vorrichtung (EP 0 801 158) ist ein Sensor    vorgesehen,  mit dem der Arbeitsabstand von Kardiergarnituren (auch "Kardierspalt"  genannt) gemessen werden kann, d.h. der effektive Abstand der Spitzen  einer Garnitur von einem der Garnitur gegenüberliegenden Maschinenelement.  Das letztgenannte Element kann ebenfalls eine Garnitur aufweisen,  könnte aber stattdessen durch ein eine Leitfläche aufweisendes Verschalungssegment  gebildet werden.

   Der Sensor ist insbesondere für das Messen des Arbeitsabstandes  zwischen der Trommel und den Deckeln eines Wanderdeckelaggregates  konzipiert, wobei mittels eines optischen Gerätes von der Seite des  Arbeitsbereichs der Kardierabstand zwischen der Trommelgarnitur und  den Deckelgarnituren abgetastet werden soll. Nachteilig dabei ist,  dass die Messung keinen Aufschluss über die Änderung in Breitenrichtung  gesehen gibt. Ausserdem ist der Abstand zwischen Sensor bzw. Gegenfläche  und Trommelgarnitur mit dieser Vorrichtung nicht messbar. 



   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung  der eingangs genannten Art zu schaffen, die die genannten Nachteile  vermeidet, die insbesondere eine Änderung des Abstandes in Breitenrichtung  und auf einfache Weise den Abstand nur zu der Trommelgarnitur zu  erfassen vermag und eine optimale Einstellung des Abstandes ermöglicht.                                                        



   Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale  des Anspruchs 1. 



   Durch die erfindungsgemässen Massnahmen gelingt es, die Abnutzung  bzw. den Verschleiss der Trommelgarnitur festzustellen, insbesondere  nach längerer Laufzeit. Bei Änderung des Abstandes wird der Einfluss  der Änderung der Trommelgarnitur ermittelt, sowohl direkt in Bezug  auf Abnutzung als auch indirekt hinsichtlich des garnierten oder  nichtgarnierten Gegenelementes, insbesondere Abnutzung der Garnitur  eines Festkardierelementes und Ausweitung des Gegenelementes auf  Grund von Temperaturänderungen. Dadurch wird eine optimale Einstellung  des Abstandes zwischen Trommel und Gegenelement ermöglicht, namentlich  in Bezug auf einen Sollwert. Die Messung ist während des laufenden  Betriebes möglich. 



     Zweckmässig erfasst der Sensor den Abstand zwischen dem Sensor  und den Spitzen der Trommelgarnitur. Vorzugsweise erfasst der Sensor  den Abstand zwischen dem Gegenelement und den Spitzen der Trommelgarnitur.  Mit Vorteil werden die Signale des Sensors als Eingangsgrössen einer  Steuer- und Regeleinrichtung für die Abstandsregelung zwischen dem  Gegenelement und der Trommelgarnitur herangezogen. Bevorzugt ist  der radiale Abstand zwischen der Trommelgarnitur und dem Gegenelement  durch die Lage und/oder Form einer flexiblen Auflageschicht einstellbar,  die jeweils zwischen den Endteilen der Gegenelemente und einer ortsfesten  Unterlagefläche der Maschine angeordnet ist. Zweckmässig ist das  Gegenelement ein Trommelabdeckelement. Vorzugsweise ist das Trommelabdeckelement  ein stranggepresstes (extrudiertes) Aluminiumhohlprofil.

   Mit Vorteil  weist die der Trommel zugewandte Fläche des Gegenelements eine Kardiergarnitur  auf. Bevorzugt vermag der Sensor eine Abnutzung der Trommelgarnitur  zu erfassen. Zweckmässig vermag der Sensor eine Verlagerung des Gegenelements  auf Grund thermischer Dehnung zu erfassen. Vorzugsweise vermag der  Sensor eine Verlagerung der Trommelgarnitur auf Grund thermischer  Dehnung und/oder Fliehkraft zu erfassen. Mit Vorteil sind an eine  elektronische Steuer- und Regeleinrichtung der Sensor und das Einstellmittel  geschlossen. Bevorzugt weist die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung  einen Speicher für Sollwerte des Abstandes auf. Zweckmässig wird  bei Überschreitung des Sollwertes ein Schaltvorgang, eine Anzeige  o.dgl. ausgelöst. Vorzugsweise wird die Einstelleinrichtung für den  Abstand durch manuelle Eingabe, z.B. durch Drucktaster, betätigt.

    Mit Vorteil wird mindestens ein mit einer Änderung des Arbeitsabstandes  korrelierender Parameter, z.B. Temperatur, zur Erzeugung eines auf  den Arbeitsabstand bezogenen Messwertes gemessen. Bevorzugt wird  die Lage der Deckelgarnitur in Abhängigkeit von dem Messwert zur  Einhaltung des Arbeitsabstandes bei einem vorbestimmten Wert nachgestellt.                                                     



   Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten  Ausführungsbeispielen näher erläutert. 



   Es zeigen:      Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht einer Karde  mit der erfindungsgemässen Vorrichtung,       Fig. 2 die erfindungsgemässe  Vorrichtung gegen-über der Garnitur der Trommel einer Karde,     Fig. 3 eine Seitenansicht eines Festkardierelements mit der erfindungsgemässen  Vorrichtung und  Fig. 4 ein Blockschaltbild.  



   Fig. 1 zeigt eine Karde, z.B. Trützschler EXACTACARD DK 803 mit Speisewalze  1, Speisetisch 2, Vorreissern 3a, 3b, 3c, Trommel 4, Abnehmer 5,  Abstreichwalze 6, Quetschwalzen 7, 8, Vliesleitelement 9, Flortrichter  10, Abzugswalzen 11, 12, Wanderdeckel 13 mit Wanderdeckelstäben 14,  Kanne 15, Kannenstock 16 und der erfindungsgemässen Vorrichtung (Sensor  19). Mit 4b ist die Drehrichtung der Trommel 4, mit 4a (siehe Fig.  2) ist die Garnitur der Trommel 4 und mit M ist die Mittelachse der  Trommel 4 bezeichnet. Die Drehrichtungen der Walzen sind mit gebogenen  Pfeilen gezeigt. Das Kardiersegment 27' ist zwischen Vorreisser 3c  und hinterer Deckelumlenkrolle 13a, und das Kardiersegment 27'' ist  zwischen Abnehmer 5 und vorderer Deckel-um-lenk-rolle 13b angeordnet.                                                          



   Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, sind über die Breite der Trommel 4 drei  Sensoren 19a, 19b und 19c verteilt angeordnet, wobei die Sensorfläche  19', 19'' bzw. 19''' in einem Abstand a gegen die Garnitur 4a der  Trommel 4 gerichtet ist. Feingewindesätze 21a, 21b und 21c gestatten  die Einstellung des Abstandes a gegenüber der Trommelgarnitur 4a.  Die Sensoren 19a, 19b, 19c sind in einer Halteeinrichtung 22 befestigt,  die durch Schrauben 23a, 23b ortsfest an den Seitenschildern 24a,  24b der Karde angebracht sind. 



   Nach Fig. 3 ist auf jeder Seite der Karde seitlich am (nicht dargestellten)  Maschinengestell ein etwa halbkreisförmiger starrer Seitenschild  24 befestigt, an dessen Aussenseite im Bereich der Peripherie konzentrisch  ein bogenförmiges starres Auflageelement 25 angegossen ist, das als  Unterlagefläche eine konvexe Aussenfläche und eine Unterseite aufweist.  Oberhalb des Auflageelements 25 ist eine flexible Auflageschicht  26, z.B. aus gleitfähigem Kunststoff vorhanden, die eine konvexe  Aussenfläche und eine    konkave Innenfläche aufweist. Die konkave  Innenfläche liegt auf der konvexen Fläche in einer ringförmigen Nut  auf und vermag auf dieser in Richtung der Pfeile A, B zu gleiten.  Die Verlagerung der Auflageschicht 26 erfolgt durch eine (nicht dargestellte)  Verlagerungseinrichtung, die eine Antriebseinrichtung wie Motor,  Getriebe o. dgl. umfasst.

   Die Kardiersegmente 27' weisen an ihren  beiden Enden Auflageflächen auf, die auf der konvexen Aussenfläche  der Auflageschicht 26 aufliegen. An der Unterfläche des Kardiersegments  27' sind Kardierelemente 27a mit Kardiergarnituren 27b angebracht.  Mit 28 ist der Spitzenkreis der Garnituren bezeichnet. Die Trommel  4 weist an ihrem Umfang eine Trommelgarnitur 4a, z.B. Sägezahngarnitur,  auf. Mit 29 ist der Spitzenkreis der Trommelgarnitur 4a bezeichnet.  Der Abstand zwischen dem Spitzenkreis 28 und dem Spitzenkreis 29  ist mit b bezeichnet und beträgt z.B. 0,20 mm. Der Abstand zwischen  der konvexen Aussenfläche 26a und dem Spitzenkreis 29 ist mit c bezeichnet.  Der Radius der konvexen Aussenfläche ist mit r 1 , und der Radius  des Spitzenkreises 29 ist mit r 2  bezeichnet. Die Radien r 1  und  r 2  schneiden sich im Mittelpunkt M (siehe Fig. 1) der Trommel 4.

    Auf diese Weise sind die Kardierelemente 27' an den ortsfesten Seitenschildern  24a, 24b gelagert. Das Kardiersegment 27' nach Fig. 3 besteht aus  einem Träger 30 und zwei Kardierelementen 27a, die in Rotationsrichtung  (Pfeil 4b) der Trommel 4 hintereinander angeordnet sind, wobei die  Garnituren 27b der Kardierelemente 27a und die Garnitur 4a der Trommel  4 einander gegenüberliegen. Seitlich an dem Träger 30 ist ein Halteelement  31 befestigt, an dem der Sensor 19 angebracht ist. Wenn sich der  Abstand a zwischen der Messfläche 19' des Sensors 19 und den Spitzen  29 der Trommelgarnitur 4a z.B. infolge thermischer Dehnung der Trommel  4 verkleinert oder infolge Abnutzung der Trommelgarnitur 4a vergrössert,  gibt der Sensor über die elektrische Leitung 32 ein elektrisches  Signal ab, das in einer elektronischen Auswerteeinrichtung 33 (siehe  Fig. 4) ausgewertet wird.

   Das elektrische Signal kann zur Ein- bzw.  Nachstellung eines vorgegebenen Abstandes b (Sollwert) über eine  elektronische Regel- und Steuereinrichtung 34 (siehe Fig. 4) herangezogen  werden. Dazu ist die keilförmige Auflageschicht 26 auf der schrägen  Nutzfläche in Richtung A, B verschiebbar, wodurch bei Verschiebung  das Kardiersegment 27' in Richtung der Pfeile C, D verlagert wird.  Der Abstand b zwischen den Garnituren 27b der Kardierelemente 27a  und der Trommelgarnitur 4a ist dadurch auf einfache Weise und genau  einstellbar. 



     Der Sensor 19 ist nach Fig. 4 über die Leitung 32 mit der elektronischen  Auswerteeinrichtung 33 verbunden, die die ermittelten Werte anzeigt  und speichert. Die Auswerteeinrichtung 33 ist mit der elektronischen  Kardensteuereinrichtung 34 verbunden, die Signale zur Einstellung  35 von Arbeitselementen der Karde aussendet, die den Kardierspalt  zwischen den Garnituren 27b der Kardiersegmente 27' und der Garnitur  4a der Trommel 4 einstellt. Gleichzeitig werden diese Informationen  an das Kardeninformationssystem KIT einer Rechner- und Anzeigeeinheit  36 weitergeleitet, wo die Daten einer kompletten Kardengruppe überwacht  werden. 



   Die Erfindung wurde am Beispiel eines garnierten Gegenelements zur  Mantelfläche der Trommel 4, des Kardiersegments 27' mit der Garnitur  27b dargestellt. Die Erfindung umfasst auch ein nichtgarniertes Gegenelement,  z.B. ein Trommelverschalungselement. Wenn der Sensor 19 gemäss Fig.  3 am Gegenelement befestigt ist und der Abstand b infolge thermischer  Dehnung auch des Gegenelements verkleinert wird, dann wird durch  die erfindungsgemässen Massnahmen über die Messung des Abstandes  a auch der Abstand b erfasst. Der Träger 30 und das Trommelverschalungssegment  können aus stranggepresstem Aluminium bestehen.

Claims (17)

1. Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine zur Messung von Abständen (a, b) an Gegenflächen, bei der eine garnierte Trommel (4) mit einem Gegenelement (27', 27'') zusammenwirkt, bei der mindestens ein ortsfester Sensor (19; 19a, 19b, 19c) vorhanden ist und dem Gegenelement (27', 27'') ein Einstellmittel (25) zugeordnet ist, das den radialen Abstand (b) zwischen der Trommelgarnitur (4a) und dem Gegenelement (27', 27'') zu ändern vermag, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (19; 19a, 19b, 19c) der Garnitur (4a) der Trommel (4) gegenüberliegt, dem Gegenelement (27', 27'') zugeordnet ist und der Abstand (a) zu der Trommelgarnitur (4a) erfassbar ist.

2.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinnereivorbereitungsmaschine eine Karde oder ein Reiniger ist und/oder das Gegenelement ein Abdeckelement und/oder ein garnierter Deckel ist und/oder der Sensor (19; 19a, 19b, 19c) den Abstand (a) zwischen der Messfläche (19', 19'', 19''') des Sensors und den Spitzen (29) der Trommelgarnitur (4a) erfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (19; 19a, 19b, 19c) den Abstand (b) zwischen dem Gegenelement (27', 27'') und den Spitzen (29) der Trommelgarnitur erfasst.

4.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale des Sensors (19; 19a, 19b, 19c) als Eingangsgrössen einer Steuer- und Regeleinrichtung (34) für die Abstandsregelung (35) zwischen dem Gegenelement (27', 27'') und der Trommelgarnitur (4a) herangezogen werden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand (a) zwischen der Trommelgarnitur (4a) und dem Gegenelement (27'', 27'') durch die Lage und/oder Form einer flexiblen Auflageschicht (26) einstellbar ist, die jeweils zwischen den Endteilen der Gegen-elemente (27', 27'') und einer ortsfesten Unterlagefläche (25) der Maschine angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenelement ein Trommelabdeckelement ist.

7.

Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trommelabdeckelement ein stranggepresstes Aluminiumhohlprofil ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die der Trommel (4) zugewandte Fläche des Gegenelements (27', 27'') eine Kardiergarnitur (27b) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (19; 19a, 19b, 19c) eine Abnutzung der Trommelgarnitur (4a) zu erfassen vermag.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (19; 19a, 19b, 19c) eine Verlagerung des Gegenelements (27', 27'') auf Grund thermischer Dehnung zu erfassen vermag.

11.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (19; 19a, 19b, 19c) eine Verlagerung der Trommelgarnitur (4a) auf Grund thermischer Dehnung und/oder Fliehkraft der Trommel (4) zu erfassen vermag.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung (34) der Sensor (19; 19a, 19b, 19c) und das Einstellmittel (25) angeschlossen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung einen Speicher für Sollwerte der Abstände (a, b) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass durch Überschreitung des Sollwertes ein Schaltvorgang oder eine Anzeige auslösbar ist.

15.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinrichtung für die Abstände (a, b) durch manuelle Eingabe, z.B. über einen Drucktaster, betätigbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass damit mindestens ein mit einer Änderung eines Arbeitsabstandes (b) korrelierender Parameter, z.B. Temperatur, zur Erzeugung eines auf den Arbeitsabstand (b) bezogenen Messwertes messbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Deckelgarnitur (27b) in Abhängigkeit von dem Messwert zur Einhaltung eines Arbeitsabstandes (b) bei einem vorbestimmten Wert nachgestellt wird.