DE2548299A1

DE2548299A1 - Verfahren zum erfassen von messwerten, die von der dicke eines faserbelages abhaengig sind, an einen faserbelag verarbeitenden maschinen sowie einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2548299A1
Application number: DE19752548299
Authority: DE
Inventors: Robert Moser; Paul Staeheli
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 1974-11-01
Filing date: 1975-10-29
Publication date: 1976-05-06
Also published as: FR2289886B1; GB1521108A; AR209619A1; FR2289886A1; BR7507179A; IT1048087B; JPS5172622A

Description

Verfahren zum Erfassen von Meßwerten, die von der Dicke eines Faserbelages abhängig sind, an einen Faserbelag verarbeitenden Maschinen sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von Meßwerten, die von der Dicke eines Faserbelages abhängig sind, an einen . Faserbelag verarbeitenden Maschinen.

Bei einer bekannten Vorrichtung (DT-GM 7 237 903) wird mittels eines Meßorgans die Dicke der dem Briseur einer Karde zugeführten Wattebahn praktisch mechanisch abgetastet. Das Fasermaterial wird hierbei zwischen der Speisewalze und einem gas- oder flüssigkeitsgefüllten Hohlkörper, der auf seiner an der Materialbahn anliegenden Seite mit einer Membran versehen ist und der zur Speisewalze in konstantem Abstand liegt, hindurchgeführt. Unregelmäßigkeiten in der zugeführten Wattebahn werden dabei über die Membran zunächst auf das Medium im Hohlkörper übertragen

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Telefon: 0)2 21) 38 02 38 · Telegramm: Inventator Köln · Telex: 8 883555 max d

Postscheckkonto Köln (BLZ 37010050) Kto.-Nr. 152251-500 · Deutsche Bank AG Köln (BLZ 37070060) Kto.-Nr. 1236181 f 12

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und dann von diesem an eine pneumatische oder hydraulische Meßeinrichtung weitergegeben. Etwaige Unregelmäßigkeiten in der verhältnismäßig dicken Materialbahn rufen auf der Membran jedoch nur kleine Verformungen hervor, die wiederum nur sehr kleine Druckschwankungen im Hohlkörper erzeugen, wodurch Ungenauigkeiten durch die notwendige Verstärkung dieser Meßwerte noch wesentlich vergrößert v/erden.

Eine weitere bekannte Vorrichtung (CH-PS 436 779) umfaßt eine Düse, die von dem von einer Karde abgelieferten Faserband durchlaufen wird. Die Düse v/eist einen in Durchlaufrichtung abnehmenden Querschnitt auf, wobei innerhalb der Düse zwischen zwei hintereinander liegenden, zur Düsenachse senkrechten Ebenen ein Hohlraum vorgesehen ist, an den ein Druckmeßgerät angeschlossen ist. Die Wirkungsweise beruht darauf, daß die im Fasermaterial eingeschlossene Luft beim Durchlauf durch die Düse komprimiert wird und dadurch das Manometer einen Wert anzeigt, welcher als Meßgröße für die Regelung der Karde benutzt wird. Derartige Meßdüsen sind vielfach kombiniert mit den das Faserband verdichtenden Kondensern oder Trompeten und sind dem Vliesabnehmer der Karde nachgeschaltet. Der Nachteil liegt jedoch darin, daß Schwankungen im Substanzquerschnitt des verarbeiteten Fasermaterials mit dieser Vorrichtung zu einem Zeitpunkt erfaßt werden, wo das Band die Karde bereits verlassen hat, und eine Korrektur sich erst nach einer Totzeit auf das eingespiesene Material auswirkt.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Vorfahren zu schaffen, das zuverlässiger und genauer arbeitet und mit wesentlich geringeren Totzeiten arbeitet. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der auf einer bewegten Oberfläche liegende Faserbelag unter einer Abdeckung durchgeführt und die durch die unterschiedliche Dicke des Belages hervorgerufenen Druckveränderungen unter der Abdeckung festgestellt werden. Dies hat den Vorteil, daß die Dicke des Materials bereits während des Durchlaufs durch die Maschine, beispielsweise ein Karde, kontrolliert wird und so ein Meßwert gewonnen wird, durch den ohne nennenswerte Totzeit vorzugsweise die Materialzufuhr und/oder Abfuhr reguliert wird. Auf diese Weise läßt sich ein nahezu gleichmäßiges Faserprodukt, beispielsweise ein Kardenband_/erzielen und Schwankungen ausgleichen.

Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, daß in_tdem Raum zwischen einer bewegten, einen Faserbelag tragenden Oberfläche und einer darüber liegenden Abdeckung an beliebiger Stelle in dem dazwischen durchlaufenden Fasermaterial bei Dickeschwankungen Druckschwankungen auftreten, die den Dickeschwankungen des Fasermaterials proportional sind. Dies gilt beispielsweise für den Tambour einer Karde und die Abdeckbleche des Tambours.

Im Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß ein über wenigstens einen Druckfühler

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durch Druckveränderungen gewonnes Signal einer Regeleinrichtung zugeführt wird und daß nach Vergleich mit einem vorgegebenen Sollwert entsprechend dar Abweichung des Ist-Wertes vom Sollwert die Materialzufuhr und/oder der Materialabzug .für die den Faserbelag bewegenden Oberfläche verändert wird. Dadurch, -daß der Regeleingriff sich auf Einrichtungen auswirkt, die unmittelbar der Maschine zugeordnet sind, läßt sich die Totzeit erheblich verkürzen, wobei als weiterer Vorteil sich etwaige Regeleingriffe in der Weise auswirken, daß festgestellte Dickenabweichungen praktisch noch im Bereich der sich bexiregenden Oberfläche selbst weitgehend ausgeglichen werden und so ein Faservlies oder ein Faserband abgegeben wird, das praktisch ein konstantes Gewicht pro Längeneinheit aufweist. Dieser Vorteil ergibt sich insbesondere dadurch, daß z.B. die Drehzahl des Tambours einer Karde und der zugehörigen Deckelsätze infolge der Regeleingriffe sich nicht ändert und der erforderliche Ausgleich bei Dickenschwankungen durch erhöhte , bzw. verminderte Materialzufuhr zum Tambour und/oder einen verzögerten bzw. beschleunigten Abzug des auf der Karde erzeugten Vlieses ausgeglichen werden können.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Druckunterschiede im Faserbelag auf dem Briseur oder auf dem Tambour unmittelbar hinter dem Briseur der Karde gemessen werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn lediglich die Drehzahl der Speiseeinrichtung geregelt wird, da hierbei die geringstmögliche Totzeit erzielt wird. Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn sowohl die Speisewalze als auch der Briseur von der Regeleinrichtung

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unabhängig voneinander angesteuert werden, wobei das Verhältnis der Drehzahländerungen zueinander durch eine entsprechende Programmierung der Regeleinrichtung festgelegt wird.

In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ferner vorgesehen, daß über die Breite der den Faserbelag bewegenden Oberfläche gesehen an mehreren Stellen etwa entstehende Druckabweichungen erfaßt und vor dem Vergleich mit dem vorgegebenen Sollwert durch Mittelwertbildung zu einem Ist-Wertsignal zusammengefaßt werden. Durch diese Maßnahme wird vermieden, daß sowohl eine örtliche Dickenschwankung im Paserbelag des Tambours, etwa nach Art einer "Strähne" bereits zu einem Eegeleingriff führt, während diese Inhomogenität in dem aus dem Paserbelag anschließend gebildeten Kardenband praktisch nicht feststellbar ist.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Erfindungsgemäß ,ist hierbei vorgesehen, daß der Raum zwischen der einen Faserbelag bewegenden Oberfläche und einer in einem Abstand zur bewegten Oberfläche liegenden Abdeckung durch eine Leitung mit einer Druckmessvorrichtung verbunden ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß zum Erfassen von Druckunterschieden im Faserbelag keine speziellen Einrichtungen an der faserverarbeitenden Maschine vorgesehen werden müssen, sondern daß ohnehin vorhandene Bauteile verwendet werden können, beispielsweise auf einer Karde die ohnehin vorhandenen, den Deckelsätzen benachbarten Abdeckbleche, die sowohl hinsichtlich des Abstandes zum Tambourumfang als auch hinsichtlich ihrer Lage hierzu ge-

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eignet sind. Die lage der Meßstellen kann nahezu an jeder Stelle am Umfang des Tambours oder Briseurs gesehen werden. Besonders zweckmäßig ist es, wenn wenigstens eine Meßstelle in unmittelbarer Mhe der Einspeisung der Faserschicht auf den Tambour oder den Briseur angeordnet ist und so der hinsichtlich: seiner Dicke von einem bestimmten Sollwert abweichende Bandabschnitt über eine sehr kurze Länge erfaßt werden kann. Es lassen sich somit nicht nur langperiodische sondern auch mittelperiodische Schwankungen ausgleichen.

Während die Erfindung nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles an einer Karde näher beschrieben ist, ist es selbstverständlich, daß die Erfindung auch an anderen faserbewegenden Vorrichtungen anwendbar ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine Karde mit Druckmeßanschlüssen,

Fig. 2 · ein vergrößert dargestellter Ausschnitt einer möglichen Ausgestaltung einer Meßstelle von Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung der Meßstelle von Fig. 1, Fig. 4 ein Druckprofil im Bereich der Meßstelle nach Fig.

An einer Karde 2 führen eine Speisewalze 1 und ein Briseur 3, zusammenfassend Speiseeinrichtung genannt, Fasermaterial in Form

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einer kompakten Paserschient 4 in üblicher Weise einem rotierenden Tambour zu, der die den Faserbelag bewegende Oberfläche 5 bildet. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung (5¹Ig. 3) befindet sich zwischen einem Deckelsatz 6 und dem Briseur 3 in einer aus Blech geformten Abdeckung 7 eine Ke3einrichtung, die eine den Abstand zwischen Tambour 5 und Abdeckung 7 verengenden Verdickung 24 der Abdeckung 7 und Bohrungen 9 und 21 aufweist, die nach außen mit einem Anschlußstutzen 10, 22 versehen sind. Die Verdickung, deren Anfang mit A und deren Ende mit B bezeichnet sind, (ü?ig. 3) wirkt bei sich drehendem Tambour als Drosselstelle und es entsteht im Bereich vor A ein ansteigender Druck, der bei A einen Maximalwert erreicht und der bei B auf einen Minimalwert absinkt. Die Anschlußstutzen 10, 22 sind durch eine Rohrleitung 11 mit einer Druckmeßvorrichtung 23 und diese mit einer Regelvorrichtung 12 verbunden, welche die Differenz der pneumatischen Signale (Druckänderungen) an den Meßstellen 9 und 21 mit einem vorgegebenen Sollwert vergleicht und bei festgestellten Abweichungen einen entsprechenden Regeleingriff auslöst.

Durch die Bildung der Differenz zwischen dem Meßwert an der Druckseite (Meßstelle A) und demjenigen an der Saugseite (Meßstelle B) der Drosselstelle (Verengung) wird das Ausgangssignal für den Regler größer als das Einzelsignal an der Druck-, resp. der Saugseite.

In Pig. 4 ist der Druckverlauf unter der Abdeckung schematisch

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dargestellt. Auf der Ordinate ist der Druck ρ aufgeführt, auf der Abszisse der "Weg längs der Abdeckung. A P ist die Differenz der beiden Meßwerte und zugleich das Signal, das, wie oben bereits erwähnt, zur Regelung der Karde oder einer anderen faserverarbeitenden Maschine herangezogen wird.

Selbstverständlich kann auch nur mit einem der beiden Meßwerte gearbeitet werden, denn die gemessenen Signale liegen in einem Bereich von 50 mm Ws, bei einer Umfangsgeschwindigkeit von ca.· 25 m/s und einem Abstand der verengenden Ausbuchtung in der Abdeckung zur Garnitur von 1/10 mm, über oder unter einem sich einstellenden, vom verarbeiteten Material und der Produktion abhängigen Mittelwert. Meßwerte dieser Größe ergeben einen ausgezeichneten Ausgangswert für die Regelung einer faserverarbeitenden Maschine. Die Meßstelle B ist besonders geeignet, ein konstant gutes Meßsignal abzugeben, weil an dieser Stelle ein Unterdruck gemessen wird (vergl. Fig. 4)» wodurch eine Verschmutzung der Meßstelle durch in den Meßstutzen eintretende ■ Kurzfasern oder Schmutzteilchen ausgeschlossen wird.

Nachstehend werden verschiedene Möglichkeiten des Regeleingriffs erläutert.

Ein Antriebsmotor 16 ist über ein Getriebe starr mit dem Tambour 5 verbunden. Die Speisewalze 1 und der Briseur 3 sind dagegen einzeln über regelbare Getriebe 13, 13' mit dem Motor verbunden.

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Die Regelung der Speisung kann durch die Regelgetriebe 13, 13' vorgenommen werden, welche von der Meß- und Regelvorrichtung 23, 12 angesteuert werden.

Die Einrichtung arbeitet nun wie folgt: Nachdem die Faserschicht 4 vom Briseur 3 an den Tambour 5 übergeben ist, wird diese (Fig. 2) unter dem Abdeckblech 7 in Form eines dünnen Faserbelages 14 dem Deckelsatz 6 zugeführt. Verändert sich die Dicke des Faserbelages 14 auf dem ganzen Querschnitt oder aber auch nur an einzelnen Stellen, so ergibt sich an den Meßstellen 9, eine Druckdifferenz Δ P, und zwar eine Erhöhung der Druckdifferenz bei zunehmender Dicke des Faserbelages 14 und entsprechend eine Verringerung bei Abnahme der Dicke. Dementsprechend muß durch eine Verminderung bzw. eine Erhöhung der Drehzahlen von Speisewalze 1 und/oder Briseur 3 die Materialzufuhr vermindert -oder erhöht werden. Das Maß der Drehzahländerung richtet sich nach der festgestellten Abweichung des gemessenen Ist-Wertes vom vorgegebenen Soll-Wert.

Bei einer Erhöhung der Produktion der Karde oder beim Wechsel des zu verarbeitenden Materials ergibt sich lediglich eine Verschiebung des Druckniveaus an den Meßstellen, was durch eine einmalige jeweilige Anpassung der Regelvorrichtung an die eingestellte Leistung der Karde oder das verarbeitete Fasergut, d.h. eine entsprechende Sollwertvorgabe zu berücksichtigen ist. Die relativen Ausschläge, hervorgerufen durch Dickenunterschiede

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des Easerbelages, erfahren dagegen keine Veränderung, so daß Anpassungs- oder Einstellniaßnalimen an der Maschine nicht notwendig sind. Da der Regeleingriff sich unmittelbar auf die Materialzufuhr zum Tambour auswirkt, kann die Meßstelle auch am Briseur 3 oder am Abdeckblech 7^f nach dem Deckelsatz 6' oder bei mehreren Deckelsätzen 6 und 6' auch zwischen diesen vorgesehen werden, wie dies strichpunktiert in 3?ig. 1 angedeutet ist. Anstelle nur der Anschlußstutzen 10, 22 können mehrere über die Breite der Karde verteilt angeordnet und von der Meß- und Regelvorrichtung summiert bzw. durch Mittelwertbildung zusammengefaßt werden, bevor der Soll-Ist-Vergleich erfolgt. Dies kann beispielsweise auch dadurch bewirkt werden, daß die Meßstellen 8 tambourseitig durch eine Nut 7¹' miteinander pneumatisch in " Verbindung stehen (5¹Ig. 2).

Die Veränderung der Materialzufuhr in Abhängigkeit von den gemessenen Druckabv/ei chung en kann noch dadurch genauer geregelt werden, daß die Drehzahl der Speisewalze 1 und die Drehzahl des Briseurs 3 in vorgegebenen G-renzen unabhängig voneinander, jedoch gleichwohl abhängig von der gemessenen Druckabweichung verändert werden.

Anstelle einer Regelung der Materialzufuhr, die an sich vorzuziehen ist, oder als zusätzlicher Regeleingriff kann auch die Drehzahl der durch das Walzenpaar 19 gebildeten Abzugseinrichtung in Abhängigkeit von den gemessenen Druckabweichungen verändert werden. Die Tendenz dieses Regeleingriffs muß jedoch

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gegenläufig sein. Bei Materialverdickungen muß der Abzug schneller erfolgen und entsprechend umgekehrt. Ba diesem Regel eingriff jedoch enße Grenzen gesetzt sind, sollte er nur als zusätzliche Maßnahme zum Ausgleichen der Totzeit dienen.

Demgegenüber ist es günstiger zum Ausgleich einer Dickenänderung der Faserschicht die Drehzahl der Walzen eines oder mehrerer der Karde nachgeschalteter Streckwerke vorzunehmen, wobei durch die Regeleinrichtung der Regeleingriff entsprechend der Durchlaufzeit des Materials zwischen Meßstelle und Streckwert verzögert ausgelöst wird. Auch hier muß die Tendenz des Regelein- -griffs so ausgelegt sein, daß bei einer festgestellten Materialverdickung auf dem Tambour die Drehzahl der Walzen des Streckwerks erhöht wird.

Gelingt es mittels entsprechender Aufgabevorrichtungen der Speiseeinrichtung der Karde eine nahezu gleichmäßige Wattevorlage zuzuführen, so wird es in der Regel genügen, nur an einer Stelle eine Drehzahländerung durch einen Regeleingriff vorzunehmen, sei es nun an der Speiseeinrichtung, an der Abzugseinrichtung oder an einem nachgeschalteten Streckwerk.

Bei starken DickeSchwankungen in der Wattevorlage empfiehlt es sich dagegen, wenigstens zwei Regel eingriffe zu überlagern. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn in jedem Pail ein Regeloingriff mit einer der Durchlaufzeit entsprechenden Zeitverzögerung an

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der Abzugseinriclitung oder dem nachgeschalteten Streckwerk erfolgt. Gegebenenfalls kann zur Kontrolle und im Sinne einer "UND"-Schaltung eine zweite, selbständige Heßstelle Jiurz vor der Abzugsvorrichtung vorgesehen sein, um den Eegeleingriff auf die nacli^, j schaltete Einrichtung zu überwachen und eine in der Karde bereits erfolgte Vergleichmäßigung zu berücksichtigen. Die erste Meßstelle liegt in diesem Pail auf dem Briseur oder dem Einzugsbereich des Tambours 5.

Patentansprüche

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Claims

/T. Verfahren zum Erfassen von Meßwerten, die von der Dicke eines Faserbelages abhängig sind, an einen Faserbelag verarbeitenden Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der auf einer bewegten Oberfläche liegende Faserbelag unter einer Abdeckung durchgeführt und die durch die unterschiedliche Dicke .es Belages hervorgerufenen Druckveränderungen unter der Abdeckung festgestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein über wenigstens einen Druckfühler durch Druckveränderungen gewonnenes Signal einer Regeleinrichtung zugeführt wird und daß nach Vergleich mit einem vorgegebenen Sollwert entsprechend der Abweichur des Ist-Wertes vom Sollwert die Materialzufuhr und/oder der Materialabzug für die den Faserbelag bewegende Oberfläche verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß über die Breite der den Faserbelag bewegenden Oberfläche gesehen an mehreren Stellen etwa entstehende Druckabweichungen erfaßt und vor dem Vergleich mit dem vorgebenen Sollwert durch Summation oder Mittelwertbildung zu einem Signal zusammengefaßt werden.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 an einer einen Faserbelag verarbeitenden Maschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Saum zwischen

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der einen Faserbelag bewegenden Oberfläche (5) und einer in einem Abstand zur bewegten Oberfläche liegenden Abdekkung (7) durch eine leitung mit einer Druckmeßvorrichtung (23) verbunden ist.
5. · Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

im Raum zwischen der bewegten Oberfläche (5) "und der Abdeckung (7) eine Drosselstelle vorgesehen ist, die, in Bewegungsrichtung gesehen, eine Druckerhöhung im Bereich vor und einen Druckabfall im Bereich nach der Drosselstelle hervorruft.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle durch eine an der Abdeckung quer zur Bewegungsrichtung der bewegten Oberfläche (5) tind der Abdeckung (7) verengende Ausbuchtung gebildet wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,dadurch gekennzeichnet, daß der Raum im Bereich vor der Drosselstelle durch eine Leitung (10) mit einer Druckmeßvorrichtung (23) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß -der Raum im Bereich hinter der Drosselstelle durch eine Leitung (22) mit einer Druckmeßvorrichtung verbunden ist.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume im Bereich vor und nach der Drosselstelle
durch je eine leitung (10,22) mit einer Druckmeßvorrichtung (23) verbunden sind, die die Differenz der beiden Meßwerte bildet.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (23) mit einer Regelvorrichtung (12) in Verbindung steht, welche den Meßwert
mit einem Sollwert vergleicht und die mit dem aus dem Vergleich resultierenden Regelsignal die Materialzufuhr (1,3) und/oder den Materialabzug (15, 19) für die den Easerbelag. bewegenden Oberfläche (5) regelt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Regelvorrichtung (12) mindestens auf ein Regelgetriebe (13, 13') für den Antrieb der Materialzufuhr (1, 3) der
Maschine (2) wirkt. -
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die regelvorrichtung (12) mindestens auf ein Regelgetriebe (18) für den Antrieb des Materialabzuges (15, 19, 20) an
der Maschine (2) wirkt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Regelvorrichtung mindestens auf ein der Maschine nachgeschaitetes Streckwerk wirkt.

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14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Abstand zur bewegten Oberfläche (5) lieger.de Abdeckung (7) die Abdeckung des Tambours einer Zarde is
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Abstand zur bewegten Oberfläche liegende Abdeckung die Abdeckung des Briseurs einer Karde ist.

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