CN101175877A - 纺纱准备机及无接触测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纺纱准备机，例如梳棉机或清理机或其它。其包括用于两个相对的梳理针布(21，25)之间参数的无接触测量和/或调整的装置。所述梳理针布的顶端(22，26)设置成可导电的，至少一个梳理针布的顶端与电压源(41；101；201，206)连接，并通过在两个梳理针布的顶端之间施加可变的电位差产生放电。该等放电用来指示梳理针布顶端之间的实际距离(δ)和/或要调整的距离和/或至少一个梳理针布的磨损程度和/或一个梳理针布相对另一个梳理针布的位置，特别是相对彼此的倾斜角度(θ)。本发明还涉及一种相应的无接触测量方法。

Description

纺纱准备机及无接触测量方法

技术领域

本发明涉及一种纺纱准备机及一种根据独立权利要求的前序的无接触测量方法。

背景技术

已知有各种用于确定梳理针布顶端之间距离的无接触测量方法及相应的装置。例如，DE 42 35 610 A1公开一种感应传感器，其分配给梳棉机的盖板并相对辊针布设置。DE 102 51 574 A1描述了一种光学传感器，其能探测梳理针布的自由端与相应的参考面之间的距离。DE 39 13 996 A1同样公开了非接触型传感器，其中传感器在这里特定为电容传感器，感应传感器和光学传感器。

间接测量方法是不测量相对的针布顶端之间的直接距离的方法。前述DE 42 35 610 A1描述了这样一个例子，其公开了一种对于锡林针布和仅仅容纳传感器的盖板杆之间的距离的测量法。按照DE 39 13 996 A1，传感器设在梳理针布的前侧，这些传感器与梳棉机锡林连接并测量盖板上的相反朝向的构件之间的距离。已知其还用于测量通过梳理头与盖板杆连接的导靴与盖板针布之间的距离。然后通过这些间接距离测量值确定梳理针布顶端之间的直接距离。

前述装置和方法具有以下缺点：一方面它们比较昂贵，另一方面通过相当大数目的针布钉和针布齿条产生距离的平均值。另外，需要基于人工测量进行校准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种划算的并且精确的测量方法及相应的纺纱准备机，用于两个相对的梳理针布之间的距离和/或它们的磨损的无接触测量和/或调整，和/或用于对它们相互之间的空间位置的测量。

该目的是以通过独立权利要求的技术特征最初限定的纺纱准备机及方法实现的。

本发明的优点特别在于相互移动的梳理针布的顶端之间的距离能够直接测量。因为梳理针布顶端本身用作传感器，又获得了非常划算的解决方案。作为电压和/电流放电形式的感应放电的结果，可以从电压放电过程中作用在两梳理针布顶端之间的电位差推导出所述顶端之间的距离有多大。在这种情况下，放电的频率和/或数目和/或类型可以观测和/或计算。借助于本发明的方法，这种直接距离测量法可以在小距离的范围内使用，特别是在0到0.5mm之间。此外，本发明允许个别距离的测量方法用于相对于锡林针布的每个盖板之间和/或相对于锡林针布的盖板针布的特定区域之间，这在随后将描述。此外，本发明具有这样的优点：当材料的性质，湿度和温度的影响确定时，测量方法可以独立于材料的性质，湿度和温度使用。

优选地，本发明还设有计算单元，该计算单元以前述参数(放电的频率，数目，类型和放电过程中的电参数的计算值)为基础计算确定本发明的梳理针布顶端之间的距离。这种计算机辅助计算可以迅速产生精确值，用于梳理针布顶端相对彼此之间的改进调整，提高机器的性能。该计算单元更适宜计算测量值和操作者关于梳理针布顶端之间的距离应该如何修改的指令，例如在机器显示器上。操作者还能够选择地或附加地获得关于梳理针布的即时磨损状态和/或盖板针布相对于锡林的倾斜角(拔模角)的信息，这在随后将会描述。

在一特别优选实施例中，正好在放电之前的电压值通过电压测量装置记录。该电压值与放电过程中相对的梳理针布的顶端之间的最短距离有直接的函数关系，所以该距离能够精确地确定。

如果电压源设置成脉冲发生器，其能产生不同的电压，例如，锯齿形电压或具有锯齿形峰值的直流电压，则能够精确确定放电过程中的击穿电压或电压。在最后提到的情况下，恒定分量即直流电压适当地与针布顶端的最小容许距离相对应。最大电压优选至少与梳理针布的最大预测距离相对应。击穿是在电压升高过程中为了分接电压放电时即时作用的电压并相对梳理针布顶端的距离计算该电压而产生的。

由于剩余湿气的存在，存在于梳理针布中间空间的纤维会导致过早的高压放电，这会篡改测量结果。为了消除这些影响，通过短时间在低压范围内施加适当的电位差，优选在电压放电之后，是有可能在针布顶端之间引起带有等离子电流的等离子放电。这种现象可用于确定保持等离子电流所需的电压(根据本发明的词语，也归入词语“放电”)。该电压也称为等离子熄灭电压。梳理针布顶端之间的最短距离为该熄灭电压和等离子电流的函数，这样可以通过计算机计算简单的确定。前述低压范围内的电位差依赖于梳理针布顶端之间的距离并且不受纤维剩余湿气的影响。

根据本发明的机器特别优选具有附加的电极对，在该电极对之间感应电压或火花放电。这电极对用作参考测量单元，其中两电极顶端之间的距离是已知的。根据一优选实施例，该距离以限定的方式变化，其中电极顶端之间更新的距离必须也是知道的。附加的电极对优选具有与梳理针布类似的几何表面。由于参考电极之间的已知距离和可比几何表面，几何表面对梳理针布之间的电压放电的测量值的影响可以借助计算单元而减少。因此这一过程增加了梳理针布顶端之间的距离计算的准确性。

附加参考电极对可以选择地或优选附加地用于计算微作业环境和/或梳理针布表面形状对梳理针布之间的放电测量值的影响。为该目的，参考电极对应该置于和梳理针布相同的微作业环境下。词语“微作业环境”特别理解为气流温度，气流湿度，气流速度，电离粒子和/剩余电离的存在。梳理针布表面形状特别理解为梳理针布的顶端角度和顶端半径的值。前述参数对电晕效应有影响，因此影响放电电压的振幅。

为了不影响梳棉进程或降低效率，附加电极对优选位于设置成梳棉机的纺纱准备机的梳理区域以外。它具有附加证明的优点，如果附加电极对位于没有纤维可以在纺纱准备机的操作过程中穿入其内的空间中，因此不会产生任何纤维引起的损坏，或者对有关参考电极的测量结果造成其它影响，包括测量空间内的“飞离”。而且，如果基本不包括纤维并且产生于梳棉区域的气流被引导穿过测量空间，测量空间内的微作业环境与两梳理针布之间的微作业环境基本相同。

如果适当地设计机器，倘若火花放电亮得足以更加精确地观测到，使用者能够额外地或可选择地视觉监控火花放电。为该目的，可设有观察口，通过该观察口能够观察到梳理针布之间的中间空间。

在一优选实施例中，一个梳理针布设置成梳棉机的盖板针布，另一个梳理针布设置成相关联的锡林针布。正好，这两个梳理针布之间的距离与梳棉结果有关，所以最优调整是主要的优点。由于梳理过程中涉及的几乎所有梳理针布的顶端都可用作传感器，可以获得非常精确的距离确定及其距离调整。

本发明中在梳棉机情况下的相同应用可类似应用于起毛机。

由于有关部件的运动和梳理条件，存在距离上迅速改变的风险，并且这能够通过相对于彼此重新调整梳理针布迅速作出反映，所以，当确定两个相互移动(以相同方向或相反方向)的梳理针布之间的距离时，根据本发明的方法可以特别有利地应用。

在许多应用中，当电压放电发生时，即时相对彼此设置的梳理针布顶端之间的电位差被测量；因此，这些电压值需要相应的分接头(taps)。在测量盖板和锡林针布之间的距离的情况下，可在盖板杆和/或锡林轴上设置相应的滑动触头，其中至少一个滑动触头与电压源连接。另一个触头可以接地或同样与电压源连接。

在这种情况下，存在几种分接电量值的可能。在一可行的方法中，所有的盖板被测量，其中例如沿着盖板针布在某些测量点设有固定测量接点，每一盖板在其移动过程中与固定测量接点进入电接触。为此，每个测量点设有短滑动触头或滑动电刷，每个短滑动触头或滑动电刷仅适用一个盖板。这具有能够监控各个盖板以确定任何损坏例如和/或梳理针布的各自磨损的优点。

在另一可行的方法中，在回转盖板相对锡林的大部分运转区域内进行测量，甚至可能在整个运转区域内。在这种对整个梳理区域的测量中，优选使用长滑动触头或长滑动电刷，其沿回转盖板的整个运转轨迹延伸。这种情况下，优点在于可以检查并监控装载期间(即运行过程中)和生产过程中存在的热条件下的曲轨(flexible arc)，锡林，锡林罩和/或盖板杆的定位的精确性。

当然，两种方法的结合也是可能的，其中，例如短滑动电刷设在机器的一侧上，而长滑动电刷设在另一侧上。

两梳理针布之间的电绝缘优选以这样的方式设定，使得盖板杆依靠在前侧的两个扇形体(quadrants)上，这些扇形体包括非导电的塑料或设有这种塑料层。这些扇形体优选为曲轨，盖板杆的梳理头在锡林针布上的回转过程中被引导在该曲轨上。该电绝缘保证梳理针布顶端之间的电压放电。

如果用于梳理针布之间的电压放电的电位差在整个梳理宽度上产生，可以保持距离测量的高精确性。因此，根据本发明的装置或根据本发明的方法使具有大面积的传感器成为可能，与已知传感器相比，该传感器可以覆盖实质上更大的测量区域。如果火花放电在该表面触发，操作者会接收关于所有相对的梳理针布顶端之间的最短距离的信息并能够相应作出反映。

由于针布钉连接在针布带上，上述盖板杆上的滑动触头通常与所有梳理针布顶端具有电接触。因此，在这种情况下，火花放电的准确位置不能固定。然而，空间分辨的测量值会产生更多准确细节。为该目的，在盖板杆和梳理针布带之间能够设有至少一个表面元件，该表面元件至少部分导电，该元件与梳理针布背离梳理针布顶端的末端电接触。因此在火花放电过程中，电流经由梳理针布和导电表面元件之间的接触从梳理针布顶端流向电压源以闭合电流电路。至少一个导电表面元件能够例如固定在盖板杆上已知为相关的针布带的位置上。

根据一优选实施例，该至少一个表面元件具有多个相互电隔离的传导区域，其分布在表面元件上。在这种情况下，为了各个部分中关于电压放电进而关于关联的梳理针布顶端的最短距离的特定局部预测，这些传导元件可在关联的梳理针布带的长度和/或宽度上分布。这些传导区域通过相应的分接头和信号线分别与电压源和电压测量装置连接，借此由于不同的电路，计算单元能够在电压放电过程中将传导区域彼此区别开。

很通常地，通过计算来自不同电分接头的信号，不同梳理区域的顶端的状况可以确定，所述电分接头与盖板连接并相互电绝缘，其分配给盖板的不同梳理区域。

在类似的，同样优选的方法中，当在圆周方向看去，这些梳理区域一个接一个连续设置时，通过来自这些分配给盖板的不同梳理区域的电分接头的信号，曲轨的状况可以确定。

因为梳理针布相对彼此移动，可有利地使用具有多个连续上升和递减的侧面的重复序列的电压。在这种情况下，重复序列优选固定在梳理针布顶端之间的最大预测相对速度和梳理针布顶端的最大预测密度的状况下。

在梳理针布顶端之间产生的与距离有关的最大电位差，其超过气流的击穿强度(大约3200V/mm)并取决于所需测量范围，优选在1000到10000之间。已经证明有利的是，该范围在2000到5000V之间调整，且最好在2500和3500V之间。对于大约0.4mm的梳理间隙，计算出的击穿电压为大约1280V。

另外由于存在失火和电击的危险，火花放电中的放电能量应低于10mJ。梳理针布顶端也会因为电蚀而过度磨损。放电电能更优选低于5mJ，特别优选低于1mJ。在这些放电能量下，如果操作者用其身体使电路短路也不会存在危险。

根据本发明的方法的进一步改进在于，统计学计算在计算单元进行，直到消除梳理针布间隙内纤维对测量结果的影响。因此，统计学计算获得以不含纤维气流方式的火花放电中具有对梳理针布顶端的实际距离进行精确预报的测量值。当然，可以选择地或附加地在不存在纤维的情况下获得这种或类似预报。

根据本发明的进一步改进，由本发明方法确定的梳理针布顶端之间的距离可用于自动地随意调整该距离。为该目的设有相应的调整装置，其在计算值和/或可视监控的基础上调整梳理针布的距离。优选地，在确定梳理针布的距离以后，该计算单元发送调整指令到调整装置。这些调整装置例如是作用于曲轨的弯曲轮廓的调整驱动器，其用于升高或降低盖板杆的导靴，从而借此增大或减小梳理针布顶端之间的距离。

根据本发明用于调整梳理针布顶端之间的距离的方法的进一步改进，提议实现两盖板侧的连续调整。为该目的，距离一开始在第一侧面减小，使所需距离δ在记录和/或观察到的火花放电的基础上设定。这可以通过使用在梳理间隙内插入测量杆的常规方法来监控。该距离δ与击穿电压U_E＝f(δ)或取决于等离子电流的熄灭电压U_P＝f(δ，I_P)相对应。然后借助曲轨接近相应盖板杆的第二前侧。只要重新调整的盖板侧与锡林之间的距离为δ_N≥δ，由于盖板的倾斜，火花出现在第一盖板侧；因此，电测量参数U_E＝f(δ)或U_P＝f(δ，I_P)最初保持不变。然而，一旦第二盖板侧和锡林之间的距离变为δ_N＜δ，火花形成变为另一侧，而且新的击穿电压为U_EN＝f(δ_N)＜U_E或取决于等离子电流的新熄灭电压为U_PN＝f(δ_N，I_P)＜U_P。在该情况下，第二距离降到低于最优值，第二前侧然后再次升高直到新击穿电压U_EN＝U_E或取决于等离子电流的新熄灭电压为U_PN＝U_P。这样实现新距离δ_N具有所需值δ。在这种情况下，盖板杆与锡林相平行。该过程确保盖板杆的整个梳理宽度上的距离基本一致。

在根据本发明的一个特别简单但有效的运用中，当梳理针布顶端之间的距离降到预定标准以下时，放电电压作为碰撞的预兆。如果顶端间相互太近，放电电压会相应低，因此特别当放电电压降到预定标准以下时，通过相应的信号设备发出碰撞指示，即采取可听的和/可见的和/或适当的方法阻止碰撞。

根据本发明的优选的进一步改进通过从属权利要求的特征来描述。

附图说明

下面结合附图详细说明本发明，在图中：

图1为梳棉机的侧面示意图；

图2为盖板杆的侧视图，该视图带有部分梳棉机锡林；

图3为盖板杆的前视图，该视图带有部分梳棉机锡林；

图4为盖板针布和锡林针布之间火花产生的示意图；

图5为测量放电电压的测量装置的电路图；

图6为说明火花放电的电压-时间图和电流-时间图；

图7为测量等离子电流的测量装置的电路图；

图8为说明等离子电流的电压-时间图，等离子电流在下面的电流-时间图中可见；

图9为带有一体形成的一对参考电极的纤维引导元件的侧视图，沿图10中的I-I线剖视；

图10为图9中装置的平面图；

图11为一对参考电极的第二实施例的侧视图；

图12为一对参考电极的第三实施例的侧视图；

图13为盖板杆的立体图，其具有位于盖板杆和针布带之间的导电表面元件；

图14为针布带的放大侧视图，其带有插入的针布钉和表面元件；

图15为导电表面元件的第一实施例的仰视图；

图16为导电表面元件的第二实施例的仰视图；

图17为具有三个独立测量位置的回转盖板装置的侧面示意图；

图18图示了在测量位置作为时间的函数被测的梳理间隙；

图19为回转盖板装置的侧面示意图，其沿着盖板杆的梳理通道具有三个细长的滑动触头；

图20图示了在三个滑动触头处作为测量范围β的函数的假想的被测梳理间隙。

具体实施方式

图1示出了一种已知的梳棉机1，其中棉絮F从给料箱2输送到喂入罗拉3和之后的刺辊4。梳棉机1包含单个锡林5(主锡林或所谓的绷鼓)，该锡林可转动地安装在机架内。锡林5以已知方式与回转盖板装置6、纤维喂入装置7以及纤维落纱装置8一起运转，纤维喂入装置7特别包括喂入罗拉3和刺辊4，而纤维落纱装置8特别包括所谓的道夫9。在梳棉机1的预梳理区、后梳理区和次梳理区中可安装梳棉元件10。纤维引导元件位于回转盖板装置6和梳棉元件10之间，该纤维引导元件在这里并未详细示出，在后面会进一步详细描述。纤维落纱装置8将纤维条FB传送到纤维条沉积装置11。

所述回转盖板装置6上设有多个盖板杆13，图1中仅示意性地示出了单个盖板杆13。现在通常使用的回转盖板装置6包括多个间隔很近的回转盖板杆13，为此，盖板杆13由它们各自前侧附近的环形带18(见图3)支撑，并逆着锡林5的旋转方向移动，被回转盖板装置下侧的锡林5越过。

图2示出了从前侧看到的盖板杆13。盖板杆13的主要部分14设置成中空外形。同时，设有中间腹板15以提高盖板杆13的稳定性。主要部分14的下侧上是带有盖板针布21的梳理针布带20，盖板针布21包括多个通过夹子或夹具固定的梳棉针布钉。盖板杆13在设有锡林针布25的锡林5的外表面上沿运动方向D被引导，锡林5沿方向T旋转。锡林针布25包括多个在整个锡林表面圆周方向上分布的梳理针布顶端，图中示意性示出。

在盖板针布21和锡林针布25之间的梳理间隙δ内，传送到梳棉机的纤维束会开松成单个的纤维，其额外地进行充分的纵向定向。另外，包括灰尘的剩余杂质被消除，一些短纤维被除去，棉结被开松。为了使这些任务顺利完成，正确地观察宽度仅为毫米的几十分之一的梳理间隙δ是很重要的。

图3以纵向剖视图示出了图2中的盖板杆。盖板杆的两前侧的每个前侧具有插入盖板杆13的下中空部分的梳理头17。每个梳理头17的下侧设有导靴19，该等导靴19被搁在两个曲轨12上以形成滑动面G并沿这些曲轨12滑动，每个曲轨12位于盖板杆13的前侧。此外，两环形带18在梳理头17的上侧与梳理头17接合。为了清楚，夹具16未在图3中示出。

由于锡林表面的曲率及与其匹配的曲轨12的外形，盖板针布21的梳棉针布钉离开锡林针布25的距离在盖板杆13的宽度B范围内表现得不同。在图2中这些距离以δ，δ₁，δ₂表示，其中δ是最小的。在计算时可以将这些不同的距离考虑进来，这取决于针布带20的表面范围内的放电信号被拾取的位置和方式。特别地，当确定倾斜角θ时，电压放电是必需的并以各个外部梳理针布钉来计算，倾斜角θ给出了盖板针布21相对锡林5的倾斜角，倾斜角θ是距离δ₁，δ₂和锡林的半径(r_cylinder)和所述宽度B的函数。适当设置的信号拾取器随后会描述。放电电压的火花发生器和测量装置在图4中示意性示出。电压发生器41通过电线与固定的滑动触头42连接。滑动触头42与沿工作方向D移动经过它的各个回转盖板杆13的顶端连续电接触。前述针布带20设在盖板杆13的下侧，梳理针布21以针布钉的形式插在针布带20上。针布钉穿透针布带20，背离梳理针布顶端的针布钉的末端抵接盖板杆13的下侧形成电接触。盖板杆13相对两曲轨电绝缘；为此，所述曲轨例如由塑料制成。

电压发生器41还通过电线与固定的滑动触头43连接，滑动触头43抵靠在锡林5的驱动轴5a上，锡林5在图中部分示出。电压发生器41通过锡林轴5a和锡林5的侧壁与锡林针布25电连接。通过采用不同的电压，从盖板针布21的顶端22到锡林针布25的顶端26能够产生火花放电，该火花放电连接顶端22和26之间的梳理间隙δ并在电路中产生短路。使用与变压器41并联的伏特计49测量放电电压并输送到计算单元50。通过存储的运算法则，计算单元50计算在电压放电或火花放电过程中梳理针布顶端22，26之间的即时距离δ(梳理间隙)。该距离可以显示出来，例如通过显示器52。如果梳理间隙δ太小，顶端22，26之间会存在碰撞的危险，可视和/或可听的报警信号会通过信号装置53输出。选择地或附加地，回转盖板装置6和/或锡林5停止。同样地，可以设有设置成微型电子计算机的计算单元50，其发送调整指令到调整驱动器51，重新调整曲轨，该曲轨依次影响顶端22，26(也如图3所示)之间的距离δ。

梳理间隙δ优选从机器的一侧是可以看到的，从而使操作者能够可视地监测火花的产生，并可以使用该结果借助于曲轨12手动调整梳理间隙δ。

图5示出了用于产生火花和测量放电电压的简单的测量装置。高压源101通过可变电阻102为电容103充电，其中固定电阻的大小决定了放电频率，并且电容103的容量决定了放电能量。高压源101通过固定的滑动触头42与梳理针布21连接。抵接锡林5的驱动轴29的固定的滑动触头43接地，锡林5部分示出。在两梳理针布21，25之间的电压放电中，电容103被充电，放电电压通过具有高阻抗输入的电压测量装置104测量。

图6示出了应用于顶端22的电压的时间曲线(更精确地：顶端22，26之间的电位差)，具有多个连续上升和递减侧面的锯齿形重复序列的电压在这里被采集。该电压线性地从0增加到电压U_max再急剧下降到0。在没有火花放电发生的区域A内，针布顶端22，26之间的实际距离δ_A(被测距离)大于可测量的最大梳理间隙δ_MAX。

在区域B内，另一方面，测量距离δ_B在0到δ_MAX之间，所以在击穿电压U_E时发生火花放电，即梳理针布顶端22，26之间的电位差足够大以至于发生火花放电和短路，这样电压迅速降到0，然后电压按照预定的电压曲线再线性增加。锯齿形电压的频率是这样确定的，其覆盖了所有可能的峰值，从而覆盖了盖板针布21和锡林针布25之间的即使在高瞬时相对速率下的放电位置。在这种情况下，如果放电电压U_E与连续放电(火花放电)的振幅基本相同，被测距离也是相同的。

在区域C，被测距离δ_C小于δ_B，所以击穿电压U_E低于区域B的击穿电压U_E。因此，区域C内的击穿或火花放电发生的频率要高于区域B。

图6的下半部分示出了作为时间t的函数的火花放电之后即刻的放电电流。因为电压U已经降到0，这些短路电流仅流动一小段时间。最大电流在这标记为I_E。电流的大小可选择地用于确定针布顶端的距离δ。

最后，示出了区域D内短路中的恒定短路电流的流动。

图中还示出了在区域B和区域C内纤维是如何特别影响放电电压或放电电流(见各情形中用星号标注的位置)。纤维引起的击穿电压小于没有纤维的梳理间隙δ内的击穿电压。相应地，放电电流也小(见图6的下半部分)。另外，可以使用统计学计算，例如，借助不同的测量方法，对于有纤维情况下的放电的测量值能够从那些不含纤维的气流情况下的测量值分离。按照这种方式，不含纤维气流情况下的梳理间隙δ能够精确地确定。

图7示出了一种测量装置，使用该测量装置产生可测量的等离子电流。为此，用于产生低压的电压源201与稳压器202连接，该稳压器202的可控输入端与切换单元(switching unit)203的输出端连接。稳压器202的输出端与第一整流模块204的输入端连接。第一整流模块204的另一输入端由脉冲形成器207供给。第二整流模块205也接收来自脉冲整形器207的相应信号。第二整流模块205还与发送锯齿形电压的信号整形器206连接。两整流模块204，205的各个输出端与连接在前述切换单元203的两个输入端之间的测量电阻208连接。测量通道209也与这两个输入端中的一个相连接，借此测量用于保持等离子电流的低压的大小。切换单元203的第三个输入端是用于调整所需等离子电流的可调电阻210的电压分接头。

根据图7的电路装置的工作模式如下：两整流模块204，205交替地由脉冲整形器207触发。当整流模块205位于图7所示位置时，盖板杆13的梳理针布和锡林5的梳理针布之间出现来自信号发生器206的锯齿形电压。在击穿过程中电压崩溃并由切换单元203记录。这输送信号到脉冲整形器207，脉冲整形器207马上将两整流模块204，205切换到各自的另一转换状态。稳压器202的电压这时出现在测量电阻208上并由测量通道209记录。该电压(用于保持针布间隙δ范围内的等离子电流的电压)的大小由切换单元203确定，切换单元203为此转换通过电阻210调整的所需等离子电流。

图8中示出了等离子产生的情形下确定梳理间隙的电压-时间图表及电流-时间图表。与图6中所示的一样，这里采用了锯齿形电压。在这种情况下，区域A和区域D与图6中所示的一致。另一方面在电压U_E，B(对于区域B)或U_E，C(对于区域C)都小于最大电压U_MAX下，火花放电随着放电电流I_E，B或I_E，V产生。然而，电压再调整到电压值U_P，B或U_P，C，从而在每种情形下基本恒定的等离子电流I_P流动。当低于熄灭电压U_P，B或U_P，C，等离子会消散，没有等离子电流I_P流动。两参数U_P，I_P与梳理针布顶端22，26之间的距离δ存在已知的函数关系，所以按照这种方式，梳理间隙δ的宽度能够不接触就直接测量。

如图6所示，纤维引起的击穿表示在用星号标注的位置上。

图9和图10示出了可用于获得相关测量值的具体实施例。一对参考电极71，75安装在纤维引导元件60的内部，从而具有双重功能。纤维引导元件60位于旋转盖板装置6和梳理元件10(这里均未示出，但见图1)之间。与锡林5的圆周表面相对的纤维引导元件60的下侧上设有间隙61，间隙61沿锡林旋转的方向逐渐变细，以压缩由锡林5带入的空气L(点划线)。紧接着沿着空气L的流动方向设有开口62，空气L从开口62穿过进入纤维引导元件60的内部。开口62的凹入形状和大小防止纤维穿入纤维引导元件60的内部。纤维引导元件60的壳体内大量的无纤维气流还通过纤维引导元件60下侧上的下游开口63循环，在那里，随后变宽的间隙64内产生的额外的动态负压辅助气流的流动。开口62和63可在一条直线上依次或相互偏移设置(见图10中所示)。

在纤维引导元件60的内部，由壁65和可移动的盖子66(在图9中就位而在图10中被移除)限定一封闭空间。一对参考电极位于该空间内，其一方面包括固定电极71，该固定电极71位于绝缘体72上并具有由铂合金制成的电极头73，另一方面包括与电极71隔开一段距离的可手动调整电极75，电极75具有同样由铂合金制成的电极头76。电极75枢轴安装在臂79上。所述距离可通过穿过臂79的调节螺栓77调整，这作用于枢轴电极75，枢轴电极75借助于弹簧78动作。例如，电极75电接地，电极71通过电缆68连接到测量单元或伏特计49，电缆68被引导穿过绝缘体67进入盖66内(见图4)。

电极头73或76具有锡林针布25的顶端26(半径R₁，角α₁)或盖板针布21的顶端22(半径R₂，角α₂)的主要几何特征。这些几何特性对电晕效应有直接影响并因此可能获得一方面在电极71，75之间的参考放电的可比结果以及另一方面在盖板针布21和锡林针布25的顶端之间的测量放电之间的可比结果。通过将电极71和75之间的距离调整到与预测的梳理针布距离δ相同的值δ_V(＝δ_comp)，来创造条件消除梳理针布21，25的表面形状和微作业环境因素对测量放电的影响。参考电极71，75之间的已知距离和参考电极71，75的可比表面形状用于该目的。词语“微作业环境”特别理解为气流温度，气流湿度，气流速度，电离粒子和/剩余电离的存在。梳理针布形状特别理解为梳理针布21，25的顶端角度和顶端半径的值。

图11中示出了调整参考电极对71，75之间的距离的机电解决方案的一个例子。除了与根据图9和图10的实施例中相同的组件(具有相同的附图标记)以外，电动马达177作用于电极75。这样，距离δ_V可以在梳棉机工作过程中通过由未示出的控制器驱动的马达177调整到新的所需的梳理针布距离。

在图12中，参考电极71，75之间的距离可以通过压电元件调整。具有相同尺寸的两个压电驱动器81和82位于非导电的支撑板80上。设置成在该情况下可移动的两电极71或75连接到这些部件。这种设置补偿了两驱动器81，82的热膨胀。如果通过在具有相反极化的并联电路中相同的控制电压作用于两压电驱动器81和82，两电极71，75相对彼此之间的距离δ_V能够适合生产过程中新的所需梳理针布距离。

图13示出了本发明用于测量放电电压U_E的另一个实施例。在该情况下，盖板杆13不用作导体，但是盖板杆13和针布带20之间设置的表面元件30设置成下侧至少部分导电，但在其上侧与盖板杆13没有电接触。图13以爆炸图的方式示出了盖板杆13，表面元件30和梳理针布20。当插入机器内时，这些元件相互相邻摆放，并通过夹具16(见图2)固定在一起。

图14从侧面示出了梳理针布带20的一部分，梳理针布21的针布钉从上方推入梳理针布带20中。针布带20通常由纺织或皮革材料组成。针布钉21的后臂23抵接导电部分，导电区域34，使得电流从梳理针布21的顶端22流向传导区域34。在这种情况下，允许传导区域34进入表面元件30，压印，胶合或以其它方式设在表面元件30内。

图15和16从下侧示出了表面元件30和30’两个不同的实施例。图15中的实施例具有三个在表面元件30的纵向方向上相互电绝缘设置的传导区域31，34，37。这些传导区域31，34，37通过信号线32，35，38连接到触头33，36，39，触头33，36，39位于与固定的相对的滑动触头对应的表面元件30的前侧。这些触头33，36，39的每一个都连接到伏特计49(见图4)，以便用空间分辨方式(spatially resolved manner)测量各个传导区域31，34或37区域内的电压放电。通过这种方法，可以完成例如在梳理区域内的顶端分配给不同的传导区域情况下的预测。

根据图16的实施例还提供了在表面元件30并从而在针布带20的宽度范围上进行空间分辨测量的可能性。在这种情形下，设有6个传导区域，其中两传导区域31’或34’或37’的每一个都在盖板杆13的移动方向上相互邻近依靠。这些传导区域31’，34’或37’成对设置并在表面元件30’的长度上分布，与图15的实施例中一样。这种设置使得在六个不同的区域以空间分辨的方法测量电压放电。电线32’，35’，38’和表面元件30’前侧的触头33’，36’，39’的排布与图15中的一致。根据图16中的排布还允许曲轨12的状态被随意地评定(见图1，3，19)。

除了使用放电或熄灭电压记录梳理针布22，26之间的距离以外，为了计算，还可以使用放电的频率和/或数目和/或类型；为此所需的计算或测量装置未详细示出。例如梳理间隙内的状况，例如纤维占位，可以在例如信号的统计学计算的基础上推理出。这一信息能够可选择地用于更精确的确定梳理针布顶端之间的距离δ和/或不同梳理区域内的梳理针布的磨损状态。

图17示出了本发明的一个实施例，用于获得各个盖板针布21和锡林针布25之间的各个距离的测量值。为该目的，根据图17，设有三处用于测量放电电压的固定测量点，这些测量点在曲轨12(见图1)上分布，每处测量点具有一个与正好经过的各自盖板杆接触的滑动触头45，46，47。在该情形下，每个滑动触头仅探测一个盖板杆13。连续的盖板杆13在滑动触头44的区域标记为i-1，i，i+1，在滑动触头45的区域为j-1，j，j+1，而在滑动触头46的区域为k-1，k，k+1。三处测量点的滑动触头44，45，46通过连接线与独立的测量通道连接，测量通道在这用罗马数字I，II和III标记，其为测量与计算单元50的一部分。作为选择，仅设有一个测量通道以整流方式处理来自滑动触头44，45，46的信号。正如结合图4，5，7已经说明的那样，滑动触头连接到电压源，这里并未详细示出。

根据图17的实施例还具有另外两个测量点47，48。首先，这是在回转盖板装置6(测量点47)上侧的无接触探测(例如感应地，光学地，使用超声波等)，借此通过传感器91在总数目为n的盖板杆中探测标记为“1”的盖板杆13，传感器91将测量的距离指定给相关的盖板杆i，j，k。为了计算锡林外表面与通过测量通道I，II和II确定的距离测量值的几何误差(例如圆度误差)，在锡林5的旋转轴线区域设置具有无接触测量传感器92的另一个测量点48，其通过设置在轴5a上的凸轮5b报告锡林5的即时角度位置。

在三个滑动触头44，45，46中的每一处，每个盖板杆13的各个盖板针布21与锡林针布25之间的距离可以借助测量的电压值(见图6或图8)来确定。这些被测值在图18中精确地示出，其中对于每个盖板杆k，k+1，k+2，…或j，j+1，j+2，…或i，i+1，i+2…，被测的梳理间隙δ作为时间函数在三个测量通道I，II和II的y轴上画出。

各个盖板针布21的磨损或可能损坏的程度也可以使用图17中的实施方式确定，结果在图18中画出。按照这种方式，盖板针布21相对锡林5(见图2)的拔模角或倾斜角也可以测量。

图19示出了另一个具体实施例，其中梳理间隙δ的轮廓借助几乎整个梳理区域，即角度为β的测量范围内的放电电压的测量来测量。至少一个滑动触头144在测量区域β范围内延伸，并沿该区域与特别准备的参考盖板杆13的上侧电接触。因此梳理间隙δ可以在该盖板杆13的整个运转轨迹上测量。

优选地，梳理间隙测量法的空间分辨在盖板杆13的宽度范围内提供，即横向于它的回转方向。为该目的，设有各自的滑动触头，例如设在盖板杆13的左侧和右侧及其中间，在那里，例如，可设有与图15中一样具有在宽度上分布的三个传导区域31，34，37的表面元件30。这些传导区域可借助于三个相邻运转的滑动触头接触，图19中仅示出了一个这样的滑动触头144；然而相应地，图19中示出了通向“左测量通道”，“中测量通道”，或“右测量通道”的三根连接线。作为选择，这里也可设有整流测量通道。

测量点47，48及其传感器91或92与图17中的一致。

在图20中，测量区域β范围内的梳理间隙δ的大小作为三个测量通道的例子画出。这些假定的曲线为使用者提供测量区域β的部分区域的梳棉机信息，在该区域梳理间隙δ应重新调整，特别是通过调换盖板杆13和/或重新调整曲轨12(见图1和3)。

与根据图17的实施例类似，图19中所示的实施例中也提供特定盖板杆(标记为“1”)的位置的无接触测量，同样地，锡林5的圆度误差通过锡林轴5a上的无接触测量探测。

本发明并不限于所示和描述的具体实施例。因此，结合附图对盖板针布21的梳理针布顶端22，26与梳理锡林5的锯齿形针布25之间的距离的测量方法进行描述。所述测量原则也不限用于锡林5的锯齿形针布与刺辊之间的距离的测量(见图1)。电接触的其它可能的方法也是可能的，例如，在锡林一侧敲入锡林5的环形法兰来代替锡林轴。也可至少在一前端设有同定的电轨以在盖板杆13的区域内电压分接，该电轨与盖板杆(根据图4的实施例)或触头33，36，39或33’，36’，39’(根据图15，16的实施例)进行滑动接触。也可使用其他的电压分接头代替滑动触头。

当上文使用词语火花放电时，其也包括肉眼刚刚可见或不可见的电压放电。

因此本发明涉及一种纺纱准备机，例如梳棉机，清理机或其它，其包括用于两个相对的梳理针布(21，25)之间参数的无接触测量和/调整的装置。针布(21，25)的顶端(22，26)是导电的，至少一个梳理针布(21，25)与电压源(41；101；201，206)连接，并且，通过在两个梳理针布(21，25)的顶端(22，26)之间采用可变的电位差能够产生放电。这给出了梳理针布顶端之间的实际距离(δ)和/或要调整的距离和/或至少一个梳理针布的磨损程度和/或一个梳理针布相对另一个梳理针布的定位的指示，特别是它们相对彼此的倾斜角度(Θ)。本发明还涉及相应的无接触测量方法。

Claims (37)

1.一种纺纱准备机，例如梳棉机，清理机或其它，其包括用于两个相对的梳理针布(21，25)中参数的无接触测量和/或调整的装置，其特征在于，梳理针布(21，25)的顶端(22，26)是可导电的，至少一个梳理针布(21，25)的顶端(22，26)与电压源(41；101；201，206)连接，通过在两个梳理针布(21，25)的顶端(22，26)之间施加可变的电位差能够产生放电，用来指示梳理针布顶端(22，26)之间的实际距离(δ)和/或要调整的距离和/或至少一个梳理针布(21，25)的磨损程度和/或一个梳理针布(21)相对另一个梳理针布(25)的布置。

2.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，设有计算单元(50)，该计算单元(50)能够根据记录的放电的频率和/或数目和/或类型和/或与至少一放电有关的至少一个电参数确定梳理针布顶端(22，26)之间的距离(δ)。

3.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，放电(火花放电)之前的电压值(U_E)能够通过电压测量装置(49；104；209)记录，其中，该电压值与火花放电过程中梳理针布顶端之间的最小距离值(δ)相对应。

4.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，电压源(41；101+102+103；206)设置成电压发生器(脉冲发生器)，用于例如产生可变的电压，例如锯齿形电压或具有锯齿形峰值的直流电压。

5.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，设有用于放电的附加电极对(71，75)，其作为参考测量单元，该附加电极对(71，75)的随意变化距离是已知的，其在电极头(73，76)具有与所述梳理针布顶端(22，26)相似的表面几何形状。

6.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，所述附加电极对(71，75)位于设置成梳棉机的纺纱准备机的梳理区域外侧。

7.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，所述附加电极对(71，75)位于一空间内，在纺纱准备机(1)的运转过程中基本没有纤维进入该空间。

8.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，所述附加电极对(71，75)位于一空间内，在纺纱准备机(1)的运转过程中气流(L)通过该空间。

9.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，所述两梳理针布(21，25)连同它们的中间空间对于操作者是可见的，因此能够视觉监控放电。

10.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，一个梳理针布(21)为梳棉机(1)的盖板针布，另一个梳理针布(25)为关联的锡林针布。

11.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，两梳理针布(21，25)以相同或相反的方向旋转。

12.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，盖板杆(13)相对于两扇形体(12)是电绝缘的，在旋转中盖板杆(13)的前侧临时搁在两扇形体(12)上。

13.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，梳理针布(21，25)之间的电位差能够在整个梳理宽度(B)上产生。

14.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，设有至少一个滑动触头(42，43；44，45，46；144)用于与盖板杆(13)和/或锡林轴(46)接触，其中至少一个滑动触头(42，43；44，45，46；144)与电压源(41)连接。

15.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，相互之间没有电连接的多个滑动触头(43，44，45)沿梳理通道设置用于与不同的盖板杆(13)接触。

16.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，沿梳理通道的至少一部分区间设有至少一个细长的滑动触头(144)，该滑动触头(144)在沿锡林(5)的传送过程中与至少一个盖板杆(13)电接触。

17.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，在盖板杆(13)的宽度范围内设有多个细长的滑动触头(144)，所述滑动触头(144)与至少一个盖板杆(13)的梳理针布(21)的不同电隔离区域电接触。

18.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，在盖板杆(13)和梳理针布带(20)之间设有至少一个表面元件(30)，该表面元件(30)至少局部是可导电的，其与背离梳理针布顶端(22)的梳理针布端(23)电接触，通过该表面元件(30)在放电过程中产生的放电电流流动。

19.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，至少一个表面元件(30)具有多个彼此电隔离的传导区域(31，32，33；31’，32’，33’)，这些传导区域在关联梳理针布带(20)的长度和/或宽度上分布。

20.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，超过气流击穿强度的与距离有关的最大电位差能够建立在两梳理针布(21，25)的顶端(22，26)之间，这取决于所需测量范围，该范围在1000到10000之间，优选在2000到5000V之间，更优选在2500和3500V之间。

21.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，梳理针布(21，25)与电压源的阻抗相互协调，使测量过程中的放电能量限制在10mJ以下，优选在5mJ以下，更优选在1mJ以下。

22.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，梳理针布(21，25)相对彼此设置，所述电位差可通过电压源(201)施加，因而随着电压放电在梳理针布(21，25)之间产生很短时间间隔的等离子。

23.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，用于保持等离子电流的电压或等离子熄灭电压(U_P)能够被记录。

24.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，用于确定梳理针布(21，25)之间的距离(δ)或用于计算放电的计算单元(50)与用于调整两梳理针布之间距离(δ)的调整装置(51)连接，并能够发送指令调整所述距离。

25.如前述权利要求中的任一项所述的纺纱准备机，其特征在于，如果针布顶端(22，26)之间的距离(δ)降到预定标准以下，能够通过信号装置(53)发送碰撞警告和/或能够采取适当措施以阻止碰撞。

26.一种无接触测量方法，用于纺纱准备机特别是梳棉机(1)上的两相对的梳理针布(21，25)的区域内，其中梳理针布顶端(22，26)包括导电材料，其特征在于，在两梳理针布(21，25)的顶端(22，26)之间产生可变电位差以在顶端(22，26)之间产生放电，至少部分梳理针布顶端(22，26)之间的距离(δ)和/或至少一个梳理针布(21，25)的磨损程度和/或一个梳理针布(21)相对另一个梳理针布(25)的定位，特别是它们相对于彼此的倾斜角度(Θ)，可以根据放电的频率和/或数目和/或类型和/或与放电有关的至少一个电参数确定。

27.如前述方法权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，提供附加电极对(71，75)，其随意变化的顶端距离(δ_V)是已知的，该附加电极对(71，75)位于与所述梳理针布(21，25)相同的微作业环境中，其作为参考测量单元，用于计算微作业环境对放电的测量值的影响。

28.如前述方法权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，提供附加电极对(71，75)，其随意变化的顶端距离(δ_V)是已知的，并在电极头(73，76)上具有与所述梳理针布(21，25)相似的表面几何形状，该附加电极对(71，75)作为参考测量单元，用以考虑表面几何形状对梳理针布(21，25)之间的放电的测量值的影响。

29.如前述方法权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，使用具有多个连续上升和递减的侧面的重复序列的电压，该重复序列的频率与一个或两个梳理针布(21，25)的转度相匹配。

30.如前述方法权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，使用具有多个连续上升和递减的侧面的重复序列的电压，该重复序列的频率与梳理针布顶端(22，26)的数目相匹配。

31.如前述方法权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，电压(U_E)正好在电压放电之前被测量。

32.如前述方法权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，随着电压放电，在两梳理针布之间的中间空间内产生毫秒级或更短时间间隔的等离子，两梳理针布顶端(22，26)之间的距离根据用于保持等离子电流的等离子电压或根据熄灭电压确定或调整。

33.如前述方法权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，通过统计学计算将纤维存在情况下放电的测量值与不含纤维气流中放电的测量值进行分离。

34.如前述方法权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，为了在盖板针布(21)的整个宽度上调整梳理针布顶端(22，26)之间的距离，调整盖板针布(21)的第一侧，使正好在电压放电之前被测的电压(U_E)与该第一侧的所需梳理针布距离(δ)相一致，然后第二侧被降低或再随意升高直到相同的电压(U_E)，由此与第一侧相同的梳理针布距离(δ)出现在第二侧上。

35.如前述方法权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在确定的电压(U_E)的基础上，如果梳理针布顶端(22，26)之间的距离(δ)降到预定标准以下，则发出碰撞警告。

36.如前述方法权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，来自电分接头的信号被计算以确定不同梳理区域的顶端的状况，所述电分接头与盖板连接，电分接头之间相互电绝缘，并与盖板的不同梳理区域连接。

37.如前述方法权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，来自电分接头的信号被计算以确定曲轨(12)的状态，所述电分接头与盖板连接，电分接头之间相互电绝缘，并与沿着转动方向一个接一个设置的盖板的不同梳理区域连接。

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