DE2506061C3 - Wiegeeinrichtung zum kontinuierlichen Wiegen einer durchlaufenden Faserschicht - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wiegeeinrichtung zum kontinuierlichen Wiegen einer durchlaufenden Faserschicht in der Dosiervorrichtung einer Spinnereivorbereitungsmaschine, mit einer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Walzenpaaren liegenden Meßzone, in der sich entlang der Bahn der Faserschicht mindestens eine um eine Achse schwenkbare, mit ihrem freien Ende auf einem Meßwertgeber aogestützte Wiegeplatte befindet.

Die Bedeutung des Einflusses der Gleichmäßigkeit der beispielsweise einem Öffner, einer Mischmaschine oder einer Karde vorgelegten Faserschicht auf die Güte nicht nur des von solchen Maschinen unmittelbar erzeugten Produkts, sondern auch diejenige des letztlich hergestellten Fadens ist bekannt. Die Unterschiede beispielsweise in der zeitlichen Menge, d. h. im zeitlichen Gewicht (»Produktion«) einer angelieferten Faserschicht oder Gewichtsunterschiede zwischen mehreren miteinander zu mischenden Faserschichten können zu unterschiedlichen Nummern des gewonnenen Bandes, Garns od. dgl. zumindest zu Störungen des Misehungs-Verhältnisses führen.

Bei einer durch die CH-PS 4 90 526 bekannten Wiegeeinrichtung der eingangs genannten Art wird eine durch ein Walzenpaar angelieferte Faserschicht durch ein Einzugwalzenpaar der Meßzone zugeführt, aus der sie durch ein Lieferwalzenpaar abgeliefert wird Ein gemeinsamer Antrieb erteilt den erwähnten Walzenpaaren stets in einem konstanten Verhältnis zueinander stehende Geschwindigkeiten. Entsprechend den von der Wiegeeinrichtung ermittelten Gewichtsabweichungen der Faserschicht wird die Geschwindigkeit der Walzenpaare gesteuert Die Wiegeeinrichtung selbst besteht in dem betreffenden Beispiel aus zwei aufeinanderfolgenden, zueinander spiegelbildlich angeordneten Wiegeplatten, die nach oben und unten um den anschließenden Walzenpaaren benachbarte Achsen schwenkbar sind, während sich ihre freien Enden etwa in der Mitte der Meßzone auf einem gemeinsamen Meßwertgeber abstützen. Das Ausgangssignal dieses Meßwertgebers wird mit einem einstellbaren Sollwert verglichen, um

jo daraus ein Steuersignal für den Walzenantrieb zu gewinnen.

Bei dieser bekannter Wiegeeinrichtung hat es sich gezeigt, daß die unregelmäßigen Reibungskräfte seitens der über die Wiegeplatten gleitenden Faserschicht den Meßwert verfälschende Momente verursachen, worunter die Regelung leidet Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Wiegeeinrichtung so weiterzubilden, daß die durchlaufende Faserschicht keine die Messung störenden Reibungseinflüsse hervorrufen kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Faserschicht auf der Wiegeplatte über ein synchron mit der Faserschicht angetriebenes, dünnwandiges, endloses Band aufliegt
Da dieses Band auf der Wiegeplatte einen sehr gleichmäßigen Reibungswiderstand findet und zudem, wegen seiner Dünnwandigkeit, in bezug auf die Schwenkachse der Wiegeplatte an einem genau bestimmbaren Hebelarm wirkt, läßt sich der Reibungseinfluß in diesem Falle leicht kompensieren, sofern er überhaupt in den Regelvorgang eingeht.

Aus den US-PS 36 79 010 und 33 62 585 sind zwar bereits Wiegeeinrichtungen zum Wiegen eines körnigen Gutes bekannt, bei denen das Wiegegut auf einem Band über eine schwenkbar gelagerte Wiegeplatte läuft, doch handelt es sich dabei um ein verhältnismäßig dickwandiges Förderband, auf welches das Wiegegut über einen Trichter aufgegeben wird und welches dem Wiegegut überhaupt erst die für seinen Transport durch die Wiegezone erforderliche Horizontalgeschwindigkeit vermittelt. Sodann ist aus der US-PS 22 21 396 auch schon eine Wiegeeinrichtung für ein faseriges Gut bekannt, bei der die Fasern auf einem Band durch die Wiegezone laufen, doch auch dieses Band ist ein Förderband, auf welches die Fasern lose von oben her durch einen Schacht aufgegeben werden. Zudem wird dieses Band mitsamt dem Wiegegut als Ganzes gewogen, womit zwar keine Reibungskräfte in das Meßergebnis eingehen können, andererseits jedoch

kein hochempfindliches Meßsystem Verwendung finden kann.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung an.

Durch Verlegung der Schwenkachse der Wiegeplatte in die Ebene des Bandes nach Anspruch 2 wird vermieden, daß die sich seitens des Bandes an der Wiegeplatte einstellenden Reibungskräfte überhaupt zu irgendwelchen seitens des Meßv/ertgebers wahrnehmbaren Momenten führen können. Eine reibungsfreie Lagerung der Wiegeplatte z. B. mittels Kreuzbandgeienken und einer pendelfähigen Aufhängung an dem Meßwertgeber gemäß Ansprüchen 3 und 4 bewirkt, daß die Wiegeplatte hysteresefrei auf den Meßwertgeber einzuwirken vermag. Zwei in an sich bekannter Weise aufeinanderfolgende, zueinander spiegelbildlich angeordnete Wiegeplatten, die sidi etwa in der Mitte der Meßzone auf einem gemeinsamen Meßwertgeber abstützen, nach Anspruch 5 erlauben es, etwaige doch seitens des Bandes an den Wicgeplatten auftretende Reibungsmomente auf mechanischem Wege zu kompensieren. Durch ein nahtloses Band gemäß Anspruch 6 wird erreicht, daß seitens dieses Bandes stets unveränderte Reibungsverhältnisse herrschen und Stöße vermieden werden. Die Herstellung des Bandes aus einem Synthetikgarngewebe ergibt neben hoher Flexibilität und Dünnwandigkeit des Bandes bei ausreichender Festigkeit von vorneherein niedrige Reibungswerte und eine hohe Verschleißfestigkeit Die Ausrüstung des Bandes beidseitig außerhalb der Wiegeplatte(n) mit Zahnriemen nach Anspruch 8 gestattet es auf besonders zuverlässige Weise, das Band synchron mit der Faserschicht anzutreiben. Dabei bewirkt eine Abstützung der Zahnriemen im Bereich der Meßzone durch Führungen nach Anspruch 9, daß das Gewicht der Zahnriemen die Wiegeplatte(n) möglichst unbeeinflußt läßt. Schließlich bewahrt eine weichelastische Lagerung der gesamten Wiegeeinrichtung nach Anspruch 10 das Meßergebnis davor, durch äußere Erschütterungen beeinflußt zu werden.

Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Figuren beschrieben. Von diesen zeigt

F i g. 1 eine mit der betreffenden Wiegeeinrichtung ausgestattete Dosiervorrichtung schematisch im Seitenriß,

Fig.2 dieselbe Wiegeeinrichtung -viederum im Seitenriß, jedoch in größerem Maßstab,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Wiegeeinrichtung nach F i g. 2, wobei jedoch das erwähnte Band der Übersichtlichkeit halber weggelassen erscheint, und

F i g. 4 ein Kreuzbandgelenk, wie es für die schwenkbare Lagerung der Wiegeplatten Verwendung findet.

Nach Fig. 1 ist ein mit flockenförmigem Fasermaterial 1 beschickter, vertika¹ angeordneter Füllschaft 2 an seinem unteren Ende mit einem in Richtung der Pfeile E angetriebenen Abzugwalzenpaar 3, 3' ausgerüstet, welches das Fasermaterial 1 aus dem Füllschacht 2 in Richtung des Pfeiles F abzieht und als Faserschicht 4 in Form eines Vlieses oder einer Wattebahn auf einer μ unter dem Abzugwalzenpaar 3, 3' angeordneten Führung 5 ablegt. An die Führung 5 sehließen sieh aufeinanderfolgend ein in Richtung der Pfeile E' angetriebenes Einzugwalzenpaar 6, 6' und ein in Richtung der Pfeile fangetriebenes Lieferwalzenpaar 7, T an. Zwischen den Walzenpaaren 6, 6' und 7, T befindet sich die Wiegeeinrichtung 8. Eine sich in Richtung des Pfeiles A drehende Walze 9 der Wiegeeinrichtung treibt ein endloses Band 10 an, das über eine leer mitlaufende Walze 11 und, wie in Verbindung mit F i g. 2 noch genauer beschrieben, über beidseitige Spannrollen 12 geführt ist. Zwei unmittelbar unterhalb des oberen Trums des Bandes 10 liegende Wiegeplatten 13 und 14 sind in beidseitigen ortsfesten Gelenken 15 und 16 auf- und abschwenkbar gelagert und stützen sich mit ihren freien Enden auf einem Meßwertgeber 17 ab. Der Meßwertgeber 17 ist als Druckmeßdose ausgebildet und über eine Leitung 18 mit einem Multiplikator 19 verbunden. Der Multiplikator 19 steht weiterhin über einen Vergleicher 20 mit einem daran angeschlossenen Sollwertgeber 21 sowie einer Steuereinrichtung 22 zur Steuerung eines Motors 23 in Verbindung und wird andererseits von einem mit dem Motor 23 verbundenen Tachogenerator 24 gespeist Der Motor 23 ist wie schematisch dargestellt, mit den Walzen 3, 6, 7 und 9 gekuppelt und treibt diese mit in einem konstanten Verhältnis zueinanderstehenden Geschwindigkeiten an.

Die von dem Abzugwalzenpaar 3, 3' aus dem Füllschacht 2 dem Einzugwalzenpaar 6, © in Richtung des Pfeiles F zugeführte Faserschicht 4 wirci von dem Einzugwalzenpaar 6, 6' und dem Lieferwalzenpaar 7, T über die sich von den Gelenken 15 zu den Gelenken ?6 erstreckende Meßzone geleitet Das Band 10 begleitet die Faserschicht 4 von der Walze 9 bis zur Walze 11, wobei es über die Wiegeplatten 13 und 14 gleitet Das von den Wiegeplatten 13 und 14 aufgenommene Gewicht der Faserschicht 4 wird von dem Meßwertgeber 17 registriert Die in der Zeiteinheit durch die Lieferwalzen 7, T abgelieferte Fasermenge, die sog. Produktion P (kg/h), berechnet sich nach der Gleichung P=A- V, wobei A das Auflagegewicht (kg/m) und V die Geschwindigkeit (m/h) der durch die Meßzone geleiteten Faserschicht 4 bedeutet Das Auflagegewicht A erhält man als Spannungssignal aus dem Meßwertgeber 17 und die Geschwindigkeit V ebenfalls als Spannungssignal aus dem Tachogenerator 24. Die beiden Spannungssignale werden durch den Multiplikator 19 laufend miteinander multipliziert Das resultierende Signal wird im Vergleicher 20 mit dem in den Sollwertgeber 21 eingegebenen Sollwert verglichen. Mit dem hieraus hervorgehenden Abweichungssignal wird über die Steuereinrichtung 22 der Motor 23 gesteuert, derart daß das Produkt A ■ V pleich dem Sollwert wird. Die von dem Lieferwalzenpaar 7, T somit mit im wesentlichen konstanter Produktion abgelieferte Faserschicht 4 wird anschließend durch eine sich in Richtung des Pfeiles M kontinuierlich drehende Auflösewalze 25 in Faserllocken aufgelöst und auf einem nicht eigens dargestellten, darunter angeordneten Förderband ggf. auf einer weiteren, von einer anderen Dosiervorrichtung stammenden Faserschicht abgelegt, ur.1 mit dieser einem Mischautomaten oder aber unmittelbar einer Karde zugeführt zu werden.

In den F i g. 2 und 3 ist die Wiegeeinrichtung S allein dargestellt. Wie hieraus ersichtlich, sind die Wiegepisten 13 und 14 auf querverlaufenden Stäben 30 bzw. 31 (Fig.3) angeordnet, die ihrerseits in den Gelenken 15 und 16 gelagert sind. Von diesen Gelenken wird die Länge der Meßzone Z bestimmt. Die Gelenke sind als federnde Kreuzbandgelenke ausgebildet, indem die Stäbe 30 und 31, wie noch genauer beschrieben, mit entsprechenden Lagei stücken 32 bzw. 33 eines nicht dargestellten Maschinerjesteils verbunden sind. In der Nähe ihrer freien Enden in der Mitte der MeDzone sind an den Wiegeplatten 13 und 14 zueinander symmetrisch

Winkelstücke 34 und 35 angebracht, an denen jeweils ein Fedei stahldraht 36 bzw. 37 befestigt ist (F i g. 2). Die anderen Enden dieser Federstahldrähte sind an einem horizontalen Joch 17' befestigt, welches das Meßglied des als Kraftmeßdose ausgebildeten Meßwertgebers 17 bildet.

Mit den Enden der Walzen 9 und 11 steht je ein Zahnriemen 38 in Eingriff, der mit einer der Spannrollen 12 gespannt ist. Auf die beiden Zahnriemen ist das dünnwandige Band 10 aufgeklebt, das in F i g. 3 wegen besserer Übersichtlichkeit weggelassen erscheint.

Die Walze 9, die an beiden Enden, wo die Zahnriemen J8 aufliefen, eine nicht eigens gezeigte Verzahnung besitzt, wird vom Motor 23 in Richtung des Pfeiles A angetrieben und treibt ihrerseits schlupffrei die beiden Zahnrieirien an. Damit wird auch das darauf aufgeklebte Band 10 schlupffrei mit der gleichen Geschwindigkeit angetrieben, mit der die Faserschich! 4 durch das Finzugwalzenpaar 6,6' angeliefert wird.

Indem die Schwenkachsen der Wiegeplaüen 13 und 14 innerhalb der Gelenke 15 bzw. 16 in der Ebene des Bandes 10 liegen, kann sich die seitens des Bandes auf die Wiegeplatten ausgeübte Reibungskraft nicht dem Meßwertgeber 17 mitteilen, denn dies könnte nur über ein Drehmoment geschehen. Das Band 10 besteht zweckmäßigerweise aus einem hochflexiblen Gewebe, das aus Polyestergarnen nahtlos hergestellt ist, um auch Finwirkungen einer vorstehenden Naht auf die Wiegeplatten 13 und 14 zu verhindern. Der F.influß des Gewichts des Bandes ebenso wie derjenige der Wiegeplatten selbst wird durch entsprechende Nullpunkteinstellung im Sollwertgeber 21 aus dem Regelvorgang herausgehalten.

Selbst wenn jedoch die Schwenkachsen der Wiegeplatten 13 und 14 außerhalb der Ebene des Bandes 10 lägen, würde der Einfluß der davon ausgeübten Reibungskraft allein schon dadurch weitestgehend lusgeschaltet, daß die Wiegeplatten zueinander spiegelbildlich angeordnet sind, wodurch sich die im wesentlichen gleichen darauf einwirkenden Reibungskräfte in entgegengesetztem Sinn auf den Meßwertgeber 17 auswirken müßten. Bei nur einer Wiegeplatte könnte ein: Kompensation der weitgehend konstanten Reibungskraft etwa durch Ausbalancieren oder aber wiederum auf elektrischem Wege über den Sollwertgeber 21 erreicht werden.

Das Gewicht des jeweils in der Meßzone Z befindlichen Abschnitts der Faserschicht 4 drückt über das flexible Band 10 auf die in den Gelenken 15 und 16 schwenkbar gelagerten Wiegeplatten 13 und 14. Innerhalb der Meßzone Z werden die beiden Zahnriemen 38 durch nicht gezeigte Führungen gestützt. Ihr Abstand von den Wiegeplatten 13 und 14 ist ein solcher, und die Flexibilität des Bandes 10 ist so groß, daß das Band bei dem nur sehr geringen Meßhub der Wiegeplatten keinen verfälschenden Einfluß auf die Auflagekraft ausübt.

Über die Winkelstücke 34 und 35 sowie die Federstahldrähte 36 und 37 wird diese Auflagekraft reibungsfrei auf den Meßwertgeber 17 übertragen. Abweichungen von dem im Sollwertgeber 21 als Sollproduktion eingestellten Sollwert werden von der Steuereinrichtung 22 über den Motor 2.3 ausreguliert.

Durch die Dreipunktlagerung der Wiegeplatten H und 14 vermittels der beiderseitige» Gelenke 15 bzw. ιό und des Federstahldrahtes 36 bzw. 37 nimmt die Meßempfindlichkeit gegen die Mitte der Meßzfir Z hin zu, so rh? sich Störungen zu Beginn und Ende der Meßzone weniger bemerkbar machen. Ferner wird das von den Wiegeplatten aufgenommene Gewicht allein über Federkräfte (Kreuzbandgelenke 15 und 16. Meilwertgeber 17) in einen Meßweg umgewandelt, so daß die Messung hysteresefrei erfolgt, wie dies für eine cv'iaue Regelung notwendig ist.

In Fig. 4 ist die federnde Lagerung des Stabes 30 in einem der beidseitigen Gelenke 15 im Detail dargestellt. Ein Federband 39 ist, beispielsweise mit Schrauben, einerseits an dem Stab 30 und nüiiercrseits an dem Lagerstück 32 befestigt. Hinter dem Federband 39 befindet sich senkrecht dazu verlaufend ein weiteres Federband 40, das ebenfalls an dem Stab 30 und an dem Lagerstück 32 angebracht ist. Die beiden Federbänder 39 und 40 bilden zusammen das reibungsfreie Kreuzbandgelenk.

Um auch dynamische Störeinflüsse von außerhalb von dem Meßvorgang fernzuhalten, kann die gesamte Wiegeeinrichtung weichelastisch gelagert werden, derart, daß die Eigenschwingfrequenz dieser Lagerung mit beispielsweise 3 Hz weit unterhalb derjenigen der Wiegeplatten 13 und 14 liegt, mit der diese um ihre Schwenkachsen zu schwingen vermögen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Wiegeeinrichtung zum kontinuierlichen Wiegen einer durchlaufenden Faserschicht in der Dosiervorrichtung einer Spinnereivorbereitungsmaschine, mit einer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Walzenpaaren liegenden Meßzone, in der sich entlang der Bahn der Faserschicht mindestens eine um eine Achse schwenkbare, mit ihrem freien Ende auf einem Meßwertgeber abgestützte Wiegeplatte befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserschicht (4) auf der Wiegeplatte (13,14) über ein synchron mit der Faserschicht angetriebenes, dünnwandiges, endloses Band (10) aufliegt

2. Wiegeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse der Wiegeplatte (13,14) in der Ebene des Bandes (10) liegt

3. Wiegeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Wiegeplatte (13, 14) einerseits aus beidseitigen ortsfesten reibujgsfreien Gelenken (15,16), wie z. B. K.reuzbandge!enken, andererseits aus einer reibungsfreien Abstützung (36, 37) auf dem Meßwertgeber(17) besteht.

4. Wiegeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiegeplatte (13, 14), etwa über einen Federstrahldraht (36,37), pendelfähig an dem Meßwertgeber (17) aufgehängt ist

5. Wiegeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Meßzone (Z) zwei aufeinanderfolgende Wiegeplatten (13, 14) zue'nander spiegelbildlich angeordnet sind, die sich etwa in der Mitte der Meßzone auf einem gemeinsamen Meßwertgeber (17) abstützen.

6. Wiegeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (10) nahtlos ist.

7. Wiegeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (30) aus einem Synthetikgarngewebe besteht.

8. Wiegeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (10) beidseitig außerhalb der Wiegeplatte(n) (13, 14) mit Zahnriemen (38) verbunden ist, die ihrerseits mit der Geschwindigkeit der Faserschicht (4) schlupffrei angetrieben sind.

9. Wiegeeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnriemen (38) im Bereich der Meßzone (Z)durch Führungen abgestützt sind.

10. Wiegeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie (8) in ihrer Gesamtheit weichelastisch gelagert ist.