DE2915710A1

DE2915710A1 - Wiegevorrichtung

Info

Publication number: DE2915710A1
Application number: DE19792915710
Authority: DE
Inventors: Mynard J Krull
Original assignee: Davis and Furber Machine Co
Current assignee: Card Tek Inc North Andover Mass Us
Priority date: 1978-04-26
Filing date: 1979-04-19
Publication date: 1979-11-08
Also published as: GB2019914B; GB2019914A; CH642118A5; US4206823A

Description

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WiegevorrichtungyiK-grrdierffltt^drrnenf -ό^y - " ,

Gegenstand dieser Erfindung sind Texti1-Kardiermaschinen, Gegenstand dieser Erfindung ist insbesondere aber eine Wiegevorrichtung zum Wiegen von gepreßten Faserbündeln, die von einem Preßrollenpaar zu einem Transportrollenpaar geführt werden, welches zu einer Kardiermas chine gehört.

Die genaue Überwachung sowie Steuerung und Regelung des Faserflusses, der einer Kardiermaschine zugeführt wird, ist sehr wichtig, und das ist auch den Fachleuten bekannt. Was die Entwicklung und die Herstellung von Vorrichtungen betrifft, die diese wichtige Funktion wahrnehmen sollen, so sind bisher bereits eine Reihe von Versuchen unternommen worden, die alle nichts gebracht haben. Viele dieser Vorrich tungen versuchen die Durchflußmenge indirekt zu messen, indem sie die Fähigkeit der Fasern nutzen, entweder den Schall, das Licht oder Radioisotope zu absorbieren oder zu reflektieren. Das Hauptproblem, vor dem sich solche Vorrichtungen gestellt sehen, besteht darin, daß das Absorptionsverhalten von Fasern starken Schwankungen unterworfen ist und beispielsweise abhängig ist, von der Faserart, (Nylon, Polyester, Wolle und dergleichen mehr), von dem Ausmaß der Faservermischung, von dem Glanz oder von der Färbung der Fasern, von dem Einsatz von Emulsionen, Farben, Antistatikmitteln und dergleichen mehr. Diese Vorrichtungen benötigen also eine häufige Kalibrierungseinstellung bei den während des kontinuierlichen Betriebes gegebenen Durchflußungenauigkeiten

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Andere bekannte Vorrichtungen wiederum messern den Klemmdruck oder den Anpreßdruck eines Walzenpaares auf die durchlaufenden Fasern. Die Genauigkeit dieser Meßvorrichtungen wird jedoch immer dann beeinträchtigt, wenn in Zufallsverteilung Faserklumpen zwischen die Preßwalzen gelangen und dann eine Druckerhöhung vortäuschen, die dem gesamten Faserdurchfluß überhaupt nicht entspricht.

Die Erfindung stellt sich somit die Aufgabe, die vorerwähnten Probleme und Nachteile dadurch zu vermeiden und abzustellen, daß beim Durchlaufen zur Kardiermaschine die Fasern kontinuierlich und fortlaufend gemessen, d.h. gewogen werden.

Sie löst diese Aufgabe dadurch, daß in einer bevorzugten Anlage, die in der Patent&pezifikation noch ausführlicher beschrieben wird, die Fasern durch Preßwalzen zusammengepreßt werden und von diesen Preßwalzen aus dann über eine Schurre den Zuführrollen einer Kardiermaschine zugeführt werden. Diese Schurre ist derart montiert, daß sie sich im Ansprechen auf die Gewichtsveränderungen in den auf ihr transportierten Fasern bewegen kann. Die Schurrenbewegung wird von einer-Steuerungs-und Regelungsvorrichtung überwacht, die ein den Fasergewichtsveränderungen entsprechendes elektrisches Steuer- und Regelsignal erzeugt. Dieses elektrische Steuer-und Regelsignal kann auf vielerlei Weise angewendet und verarbeitet werden, wobei die Verwendung mit den größten Vorteilen beispielsweise die Geschwindigkeitssteuerung der Zuführungsrollen und/oder der Preßwalzen

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Wegen der direkten Messung des Gewichtes der zu den Karden-Zuführungsrollen durchlaufenden Fasern können Schwankungen und Veränderungen in der Faserart, in der Farbe der Fasern, in der Fasermischung und in den Zuschlagsstoffen außer Acht gelassen werden, was wiederum zur Folge hat, daß die Vorrichtung auch dann nicht nachgestellt und neu kalibriert zu werden braucht, wenn im Kardierrahmen ein anderes Material verarbeitet werden soll.

Diese Erfindung wird nachstehend nun anhand des in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles, (der in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele) näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wiegeanlage dieser Erfindung in der Seitenansi cht.

Fig. 2 Eine Draufsicht auf einen Teil der Wiegeanlage, der in die Linie 2-2 von Fig. 1 gelegt ist. Die Preßwalzen sind weggelassen.

Fig. 3 Die Wiegeanlage in der Endansicht, die in die Linie 3-3 von Fig._l gelegt ist.

Fig. 4 Eine schematische Darstellung der Wiegeanlage und deren elektrische Verbindungen zu anderen mit ihr verbundenen Steuerungsund Regelungssystemen sowie zu anderen Teilen.

Wie nun aus der Zeichnung zu erkennen ist, besteht das untere Ende oder das Austrittsende einer Beschikkungskammer 10 zum T$iQ 9aäi. 5e/rCfe7 4>$rforierten Front-

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platte 12 und aus einer rückwärtigen Platte 14, die in irgendeiner bekannten Weise schwenkbar hin und her verfahren wird, bei spei 1sweise von dem mit Fig.4 dargestellten Antriebsrad 16. Dem unteren Ende der Beschickungskammer 10 zugeordnet sind die beiden Preßwalzen 18a und 18b.Die Fasern "F" fallem zum unteren Teil der Beschickungskammer 10 und werden dort von den Preßwalzen 18a und 18 b derart zusammengepreßt, daß ein Fasern-Preßbündel "1" entsteht, welches dann über die Schurre, die mit der allgemeinen Hinweiszahl 20 gekennzeichnet ist, zu den Kardier-Transportrollen 22a und 22b hingeführt wird. Die Kardier-Transportrollen 22a und 22b stehen über Zahnräder miteinander in Verbindung, so wie dies auch bei den Preßwalzen 18a und 18b der Fall ist. Diese Rollen werden angetrieben von einem konventionellen und aus Antriebsketten und Kettenrädern bestehenden Antriebssystem, das in Fig. 4 dargestellt ist.

Mit ihrer Breite ist die Schurre 20 quer über die Preßwalzen 18a und 18b sowie über die Kardier-Transportrollen 22a und 22b geführt. Die Schurre 20 w'eist eine solche Schrängneigung auf, daß das zusammengepreßte Fasernbündel "L" unter der Einwirkung der Schwerkräaft sich langsam über diese Schurre bewegen kann.

Eine Hohlwelle 24 ist unter Verwendung der Halterungen 26 oder unter Verwendung irgend welcher anderer Vorrichtung an dem Boden 28 der Schurre 20 befestigt. In die Enden der Hohlwelle 24 sind die Zylinderbol-

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zen oder die Wellenzapfen 30 eingesetzt, die ihrerseits wiederum von den Buchsen 32 und den Schrauben 34 in der Einbaulage gehalten werden. In diesem Zusammenhang sei jedoch darauf hingewiesen, daß auf die Enden der Welle eine Reihe von anderen Formstükken aufgesetzt werden kann, wenn sie nur zur Herbeiführung einer Schwenkbewegung konstruiert und ausgelegt sind. Die Schwenklager 38 sind ihrerseits wiederum auf darunter angeordneten und befestigten Halterungen 40 - diese sind auf den Konstruktionselementen 42 federnd und elastisch befestigt - montiert. Das aber heißt, die Schurre 20 ist derart montiert und eingebaut, daß sie sich um eine Achse "A", die sich quer zur Faserdurchlaufrichtung "B" zu den Kardier-Transportrollen 22a und 22b hin erstreckt, schwenkend bewegen kann.

Die Hebelarme 44a und 44b weisen an einem Ende, das mit der allgemeinen Hinweiszahl 46 gekennzeichnet ist, eine Ausnehmung auf und sind mit dieser Ausnehmung und unter Verwendung der Schrauben 48 an der Hohlwelle 24 festgeklemmt. Das aber heißt, auf diese Weise sind die Hebelarme 44a und 44b im Hinblick auf die Schurre 20 befestigt und können sich somit zusammen mit der Schurre um die Achse "A" schwenkend bewegen.

Von den Hebelarmen 44a und 44b führen Stutzen 50 nach unten, die untereinander durch die Wellen 52 in Verbindung stehen, auf denen Gleitgewichte 54 angeordnet sind, die in lösbarer Weise festgelegt werden können, und zwar vermittels der Schrauben 56

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und in einer jeweils vorgegebenen Position. Dadurch, daß man entlang den Wellen 52 die Position der Gewichtig 54 richtig wählt und einstellt, kann man das Gewicht der Schurre 20 ganz genau austarieren. Die Schwenkbewegung der Hebelarme 44a und 44b wird inner halb von einstal1 baren Grenzen durch die Gewindebolzen 58 begrenzt, die in die festen Halterungen 60 eingeschraubt sind.

Von einer anderen Halterung 64, die über dem Hebelarm 44a angeordnet ist, wird eine Steuerungs-und Regelungsvorrichtung gehalten. Diese Steuerungs-und Regelungsvorrichtung besteht vorzugsweise aus einem Lastarm-Meßwandler 62. Als Meßwandler kann jede kommerziell verfügbare Ausführung eingesetzt werden, beispielsweise der Meßwandler LBPl, der von der Firma BLH Electronic, Waltham, Mass., USA hergestellt und vertrieben wird. Der Transducer oder Meßwandler 62 hat einen Kontaktstift 66, auf den der Hebelarm 44a einwirkt.

Wird nun das Faserbündel "L" von den Preßwalzen 18a und 18b auf den Boden der Schurre 20. d.h. den Boden 28, abgelegt, dann bringt das Gewicht der Fasern die Schurre 20 und die Hebelarme 44a und 44b dazu, sich schwenkend um die Achse A zu bewegen. Dies wiederum hat zur Folge, daß der Kontakt 66 des Meßwandlers 62 betätigt wird, daß weiterhin nun der Meßwandler ein elektrisches Steuerungs-und Regelungssignal erzeugt.

Die Anwendung des Lastarm-Meßwandlers 62 als Gewichtsmeßvorrichtung für eine Masse, die sich ent-

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lang einer schwenkbar montierten Schurre 20 bewegt, bietet besondere Vorteile; denn der Lastarm-Meßwandler spricht nicht nur auf die Masse ingesamt an, sondern auch auf Veränderungen, die sich in der Verteilung dieser Masse dann ergeben, wenn diese Masse den Momentenhebel passiert. Weil die Fließmenge des zusammengepreßten Faserbündels "F" auf die Schurre 20 eine Kraft einwirken läßt, wirkt auch der Hebelarm 44a auf den Lastarm-Meßwandler mit einer gleichen
und entgegengesetzt gerichteten Kraft ein. Vom Meßwandler wird jede voreingestellte Durchflußmenge
gemessen und in ein elektrisches Steuerungs-und Regelungssignal umgesetzt, desgleichen auch jede Veränderung im Gewicht des Fasernbündels. Das dem direkten Wiegevorgang entsprechende Signal wird elektronisch verarbeitet und dann einem Regler 70 mit
siliziumgesteuerten Gleichrichter (SCR-DC-Regler)
aufgeschaltet. Diesem Regler wird auch ein Bezugssignal 72 vom Kardierantrieb aufgeschaltet. Mit dem Ausgangssignal 74 des Reglers 70 wird die Arbeitsgeschwindigkeit des Transportrollen-Antriebsmotors
76 gesteuert und geregelt.

Daraus erhält man dann den gesteuerten und geregelten Massenfluß (K) als ein Produkt aus der Masse
(K) multipliziert mit der Geschwindigkeit (V). Dieses Produkt kann mathematisch wie folgt ausgedrückt werden:-

MxV = K.

Wie nun aus Fig. 4 zu erkennen ist, wirkt die Masse (M) mit einer Kraft (Fp) über den Momentenhebel (m, )

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auf den Lastarm-Meßwandler ein. Diese Kraft ist gleich und entgegengesetzt gerichtet dem Produkt aus der Fasernmasse im einem Punkt (F,) und dem Momentenarm (rn ). Kommt es zu Veränderungen im Gewicht oder in dem in Längsrichtung wirkenden Massenmoment, dann hat dies zur Folge, daß sich je nach dem Konzentrationspunkt auch die Kraft (F₁) und der Momentenarm (m₌) verändern. Das Pro-

I α

dukt F-i χ m, wird ausgeglichen mit dem Produkt ι a

aus FoX m.. Weil nun m. eine Konstante ist, ist die Kraft (Fp") das Steuerungs-und Regelungssignal der Messung. Dieses Signal läßt sich mathematisch wie folgt ausdrücken:-

F₁ χ m_a

^mb

^{= F}2

Dieses Steuerungs-und Regelungssignal der Kraft (Fp) wird digital bei 78 in Lbs/Ft angezeigt. Dieses Signal wird im Gleichstrommotorregler 70, der als siliziumgesteuerte Gleichrichterschaltung ausgeführt ist, elektronisch verarbeitet und in diesem Regler 70 auch mit einem Drehzahlsignal und einem Bezugssignal 72 zum Steuerung und Regeln des Motors 76 kombiniert. Die Motordrehzahl wird als F.P.M. digital angezeigt/umgesetzt an der Zuführungsrone 80. Als Resultat davon ist das Produkt aus Lbs/Ft multipliziert mit F.P.M. gleich der Produktionsmenge der Maschine, die als Lbs/Hr bei 82 angezeigt und umgesetzt wird, so daß auch die Produktivität bestimmt und festgelegt werden kann.

Wenn auch ein System dargestellt und beschrieben worden ist, das die Schurre 20 vermittels einste'll

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barer Gewichte 54 auf den Hebelarmen 44a und 44b austariert, so muß in diesem Zusammenhang jedoch auch noch darauf hingewiesen werden, daß dies "Austarieren" auch elektronisch durchgeführt werden kann. Darüber hinaus ist es möglich, daß der Kontakt 66 des Meßwandlers von der Schurre 20 direkt betätigt werden kann.

- Ende -

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Claims

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NACHQEREIChflr

Wiegevorrichtung / e „ ι \θ\

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Patentansprüche: VyI

(T,) Wiegevorrichtung für ein Faserbündel, das durch ein Preßrollenpaar einem Zuführrollenpaar zugeführt wird. Diese Wiegevorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß zu ihr gehören:- eine Transport-und Fördervorrichtung für den Faserbündel transport von den Preßwalzen zu den Zuführrollen - diese Transport-und Fördervorrichtung derart konstruiert und ausgelegt, daß sie entsprechend den Gewichts· Veränderungen bei dem auf ihr geförderten Faserbündel eine Schwenkbewegung durchführen kann, und eine Steuerungs-und Regelungsvorrichtung, die im Ansprechen auf die Schwenkbewegung der Transport-und Fördervorrichtung ein elektrisches Steuer-und Regelsignal erzeugt, das der Gewichts· veränderung im Faserbündel entspricht.
2. Wiegevorrichtung nach Anspruch 1,

d adurch gekenn zei chnet, daß die Schwenkbewegung um eine Achse erfolgt, die sich quer zur Bewegungsrichtung,des auf der Transport-und Fördervorrichtung transportierten Faserbündels erstreckt.
3. Wiegevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Hinblick auf die vorerwähnte Transport- und Fördervorrichtung ein Hebelarm derart fest montiert ist, daß er sich mit dieser Transport- und Fördervorrichtung um die vorerwähnte Achse

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schwenkend bewegen kann.
4. Wiegevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung auf die bereits angeführte Steuerungs-und Regelungsvorrichtung über diesen Hebelarm erfolgt.
5. Wiegevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtseinstel1 system wirkungsmäßig dem vorerwähnten Hebelarm zwecks Auswiegen des Gewichtes der vorerwähnten Transport-und Fördervorrichtung zugeordnet ist.
6. Wiegevorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichne ti daß zu dem Steuerungs-und Regelungssystem ein Lastarm-Meßwandler gehört.
7. Wiegevorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu ihr auch noch eine Vorrichtung gehört, die auf das Steuer-und Regelsignal anspricht und im Ansprechen auf dieses Steuer-und Regelsignal die Arbeitsgeschwindigkeit der zuführenden Rollen steuert und regelt.
8. Wiegevorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zu ihr auch noch eine Vorrichtung gehört, die auf das Steuer-und Regelsignal anspricht und im Ansprechen auf dieses Steuer-und Regelsignal auch noch eine Sichtanzeige des Gewichtes des auf der Fördervorrichtung transportier-

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ten Faserbündels ermöglicht.
9. Wiegevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bereits angesprochene Transport-und Fördervorrichtung als eine Schurre in Schrägneigung ausgeführt ist.
10. Anlage zum Wiegen eines zusammengepreßten Faserbündels, das durch zwei Preßwalzen zu einem Transportrollenpaar geführt wird. Diese Wiegeanlage

dadurch gekennzeichnet, daß zu ihr gehören:- eine Schurre, über die das Faserbündel von den Preßwalzen aus den Zuführungswalzen oder Transportrollen zugeführt wird; eine Vorrichtung mit der die Schurre derart montiert ist, daß sie in der Faserbündel-Transportrichtung eine Schwenkbewegung durchführen kann, und zwar um eine Achse die quer zur Durchlaufrichtung des Faserbündels angeordnet und ausgerichtet ist; einstellbare Gewichte, die dem vorerwähnten Hebelarm zum Ausgleichen des Schurrengewichtes zugeordnet sind, wobei dann die Schurre im Ansprechen auf die Gewichtsveränderungeh im Faserbündel eine Schwenkbewegung um die vorerwähnte Achse durchführt; schließlich auch noch eine -Steuerungs-und Regelungsvorrichtung, die im Ansprechen auf die zuvor bereits genannten Gewichtsveränderungen ein elektrisches Steuerungs-und Regelungssignal erzeugt.

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