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Die
Erfindung betrifft ein Streckwerk, wobei dem Streckwerk eine Karde
mit einer faserbandbildenden Einrichtung zum Erzeugen eines Faserbandes
vorgeschaltet ist und wobei das Faserband direkt von der Karde kommend
dem Streckwerk zugeführt wird,
und dem Streckwerk eine Bandablage nachgeordnet ist.
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Aus
der Praxis sind Regulierstreckwerke am Auslauf der Karde aus den
folgenden Veröffentlichungen
bekannt:
- JP-Gbm-560178 Nihon Keikizai KK
- JP-A-1552317 Nagoya Kinzoku Harinuno KK
- DE-A-1931929 Zinser
- DE-A-2230069 Texcontrol
- CH-B-599993 Graf
- EP-C-354653 Hollingsworth
- EP-A-544425 Hollingsworth
- EP-A-604137 Hollingsworth
- EP-A-617149 Grossenheiner Textilmaschinenbau GmbH
- EP-A-643160 Howa Machinery, Ltd
- EP-A-692560 Chemnitzer Spinnereimaschinenbau GmbH
- US-B-5400476 Myrick-White, Inc.
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Die
Erfindung befasst sich mit der Verbesserung des Faserorientierungsgrades
bzw. der Verminderung der Anzahl der Faserhaken (Faserhäkchen) im Kardenband.
Der Begriff "Kardenband "bedeutet hier ein
Faserband, das in eine der Karde nachfolgende Bandablage geliefert
wird.
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Die
Bedeutung des Faserorientierungsgrades und die Probleme, die aus
der Bildung von Faserhaken in der Karde entstehen, sind im Fachbuch "Verkürzte Baumwollspinnerei;
Faserband-Spinnverfahren" (Herausgeber: "Zeitschrift für die gesamte Textilindustrie", 1965) von Prof.
Dr. W. Wegener und Dr. H. Peuker erklärt worden (Seite 82 ff, siehe
aber insbesondere Seiten 87 bis 97). Daraus wird klar, dass die
Verwendung eines Streckwerks zur Verbesserung des Faserorientierungsgrades
im Kardenband bekannt ist (Seite 87/88: Kapitel "Kardenband-Verzugsaggregate", siehe auch Seite
72 – "Graf-Optima Kardenband-Vergleichmäßigungsaggregat"). Mittlerweile sind
weitere Vorschläge
für die Verwendung
eines Streckwerks am Auslauf der Karde vorgelegt worden (siehe z.B.
u.a. US-C-4,100,649; US-C-3,703,023; Textile Asia, Juni 1989, Seite
20; CH-C-462 682; US-C-4,768,262; US-C-5152033; US-C-4947947; US-C-5400476; US-C-5274883;
US-C-5018248; DE-A-2230069; EP-A-512683).
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Eine
echte japanische Veröffentlichung
(JP OS 51-2 aus dem Jahr 1976; Anwender Fuji Seiko KK) beschreibt
ein Streckwerk an der Karde mit einer Streckleistung in einem Ausmaß des 1,1
bis 2-fachen.
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Seit
der Erscheinung des erwähnten
Fachbuches ist das Interesse am Direktverspinnen von Kardenband
(ohne dazwischenliegende Streckenpassagen) sogar gestiegen, weil
ein derartiges Verfahren durch den Erfolg des Rotorspinnens (ab
1970) begünstigt
wurde - vgl. DE-A-4047719. Ein neuer Vorschlag in dieser Richtung
ist in EP-A-544 426 zu finden, wo ein Verzug zwischen 6 und 8 vorgeschlagen
wird, obwohl deutlich höhere
Verzüge
(12 oder sogar 30) erwähnt
werden. Trotzdem ist es bisher nicht gelungen, das Direktverspinnen
von Kardenband (ohne eine Streckenpassage) auch mittels des Rotorspinnverfahrens
zu realisieren.
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Mit
anderen Worten ist es bisher bekannt, Kardenband (in einer Kanne)
abzulegen, das Faserband mindestens einmal (aus der Kanne) abzuziehen
und zu verstrecken, um den Orientierungsgrad zu erhöhen, wonach
die Fasern (allenfalls nach weiteren Verarbeitungsschritten) versponnen
werden können.
Beim derartigen Verstrecken wird insgesamt keine Verfeinerung der
Vorlage angestrebt – es
werden z.B. sechs Faserbändern
zu einem Vlies vereinigt, das anschließend einem sechsfachen Verzug unterworfen
wird.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung vorzuschlagen, welche
die zuvor beschriebenen Probleme beseitigt.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass der Verzug der Streckwerkseinheit derart hoch ist, dass gewährleistet
wird, dass der Faserorientierungsgrad im gebildeten Faserband wesentlich
vergrößert bzw. der
Anteil der Hakenfasern wesentlich verkleinert wird. Hinweise über das
Verstrecken vor dem Ablegen sind aus dem Buch "Verkürzte
Baumwollspinnerei - Prof. Dr. Ing. Walther Wegener - Mönchengladbach
1965" zu entnehmen.
Darauf wird nachfolgend näher
eingegangen.
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Dabei
ist der Verzug erfindungsgemäß größer als
2, vorzugsweise zwischen 3 und 6 liegt. Damit soll zusätzlich gewährleistet
werden, dass ein Faserband mit einer hochwertigen Faserstruktur
gebildet wird, welches sich besonders in nachfolgenden Verarbeitungsstufen
positiv auswirkt.
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Um
einen derart hohen Verzug zwischen der bandbildenden Einrichtung
und der Bandablage zu ermöglichen,
erzeugt die bandbildende Einrichtung erfindungsgemäß ein Faserband
mit einer relativ niedrigen Feinheit (großen Stärke) von mindestens 8 ktex
und vorzugsweise 10 ktex oder sogar mehr (beispielsweise 12 ktex).
Um dies zu ermöglichen,
wird vorzugsweise mit einer relativ hohen Arbeitsbreite der Karde
gearbeitet, zum Beispiel größer als
1200 mm. Dies kann mit einer Maschine gemäß unserer EP-Patentanmeldung Nr.
866 153 realisiert werden. Der Gesamtinhalt der er wähnten EP-Anmeldung
wird hiermit zum integrierenden Bestandteil der vorliegenden Beschreibung
genannt.
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Alternativen,
die keine breite Karden erfordern, sind in EP-A-627 509 und US-C-5,535,488
beschrieben worden.
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Die
Bandfeinheit nach dem Streckwerk kann zum Beispiel 3 bis 5 ktex
betragen. Die Liefergeschwindigkeit am Ausgang des Streckwerks beträgt beispielsweise
mehr als 400 m/min. Vorzugsweise wird ein derartiges Streckwerk
auf der Bandablage vorgesehen (vgl. das Fachbuch "Verkürzte Baumwollspinnerei,
Seite 72 und das darin erwähnte CS-Patent
98 939), so dass das vom Streckwerk gelieferte Faserband möglichst
rasch (ohne einen langen Transportweg durchlaufen zu müssen) abgelegt werden
kann.
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Vorteilhafterweise
ist dem Streckwerk wenigstens ein weiteres Mittel zugeordnet, das
geeignet ist, einen notwendigen Regeleingriff in den Streckwerksantrieb
zur Einhaltung eines vorgegebenen Sollwertes vor oder während des
Regeleingriffes zu erfassen und zur Beeinflussung der Grunddrehzahl des
Streckwerks heranzuziehen.
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Dadurch
kann ein eventuell zwischen der textilverarbeitenden Maschine und
dem nachfolgenden Regulierstreckwerk benötigter Speicher relativ klein
gehalten werden, da die Regeleingriffe durch die Nachführung der
Grunddrehzahl des Streckwerks kompensiert werden. Außerdem erhält man eine
Sicherungseinrichtung, die gewährleistet,
dass die Antriebsdrehzahl (Grunddrehzahl) nicht gegenüber einer
Grundeinstellung abdriftet.
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Vorzugsweise
ist das weitere Mittel geeignet, Unterschiede zwischen der Liefergeschwindigkeit der
Quelle und der Einlaufgeschwindigkeit in das Streckwerk zu erfassen.
Der Unterschied in der Geschwindigkeit ergibt sich durch die Änderung
der Drehzahl der regulierten Streckwerkswalze.
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Ebenso
kann das weitere Mittel geeignet sein, langzeitige Massenschwankungen
in bezug auf einen vorgegebenen Sollwert (Soll) zu erfassen.
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Vorzugsweise
ist das weitere Mittel ein Faserbandspeicher, der mit entsprechenden Überwachungselementen,
bzw. -sensoren ausgestattet sein kann. Damit können die Unterschiede der Fördergeschwindigkeit
des Faserbandes, welche durch die veränderliche und regulierte Abzugsgeschwindigkeit des
Eingangswalzenpaares der Streckwerkseinheit entstehen, anhand des
veränderlichen
Füllstandes des
Speichers erkannt werden und kann ein Eingriff in die Grunddrehzahl
des Streckwerks vorgenommen werden. Damit wird eine Vorsteuerung
vorgenommen, die gewährleistet,
dass der Speicher auf einem niedrigen Niveau gehalten werden kann.
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Der
Faserbandspeicher kann als Durchhangspeicher ausgeführt sein,
wobei der Durchhang der Faserbandschlaufe kontinuierlich oder diskontinuierlich
erfolgen kann.
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Des
weiteren wird vorgeschlagen, dass ein zusätzlicher Sensor zur Erfassung
der Fasermasse vorgesehen ist, welcher direkt im Anschluss an den Auslauf
einer dem Streckwerk vorgeschalteten Textilmaterial verarbeitenden
Einheit angeordnet sein kann. Dadurch ist es möglich, sehr frühzeitig
langzeitige Massenabweichungen zu erkennen und mit einem entsprechenden
Eingriff in die Grunddrehzahl des nachfolgenden Streckwerks zu reagieren.
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Die
textilverarbeitende Einheit kann dabei eine Karde sein, wobei der
am Auslauf der Karde angebrachte Sensor gleichzeitig zur Langzeitregulierung
der Speiseeinrichtung der Karde verwendet werden kann.
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Das
weitere Mittel kann auch bestehen aus einer Sensoreinrichtung zur
Abtastung der Drehzahl des regulierten Walzenpaares des Streckwerks
und wenigstens einem dem Streckwerk vorgeschalteten und konstant
umlaufenden Förderwalzenpaar
für die Fasermasse,
wobei über
das ermittelte Dreh zahlverhältnis
die langzeitige Massenabweichung ermittelt wird und daraus entsprechende
Eingriffe in die Grunddrehzahl des Streckwerks vorgenommen werden.
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Die
Erfindung betrifft gleichfalls eine Verbundmaschine mit einer Karde,
einem der Karde nachgeordneten, erfindungsgemäß ausgebildeten Streckwerk
sowie einer dem Streckwerk nachgeordneten Bandablage, wobei die
Karde ein Faserband produziert, welches ohne eine zwischengeschaltete Ablage
in eine Kanne in das Streckwerk geführt wird.
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Weitere
Vorteile der Erfindung sind anhand nachfolgender Ausführungsbeispiele
näher beschrieben
und aufgeführt.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung,
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2 eine
weitere Ausführung
gemäß 1,
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3 eine
weitere Ausführung
gemäß 1,
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4 eine
schematische Draufsicht auf eine Anordnung mit zwei Karden, und
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5 eine
schematische Darstellung in Diagrammform des Massenverlaufes des
Kardenbandes in Verbindung mit der angeglichenen Drehzahlkurve des
Streckwerks.
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1 zeigt
schematisch die Darstellung einer Karde 1, die über einen
Speiseschacht 3 und über
eine anschließende
Speisewalze 2 mit Fasermaterial beschickt wird. Das Fasermaterial
wird vom Tambour aufgenommen und in Zusammenwirken mit nicht gezeigten
Kardierelementen verarbeitet. Das kandierte Material wird von einer
Abnehmerwalze 5 vom Tambour 4 abgenom men und zu
einer schematisch angedeuteten Abzugseinrichtung 10 überführt. Von
dieser Abzugseinrichtung 10 gelangt das dort gebildete
Faserband 6 in Förderrichtung
F zu einem Durchhangspeicher 14, der mit Eingangswalzenpaaren 15 und
mit Ausgangswalzenpaaren 16 bestückt ist. Der Durchhang (Faserbandschlaufe
FS) wird durch einen Balkensensor 20 abgetastet, der mit
in Reihe übereinander
angeordneten Sensoren versehen ist. Damit ist es möglich, jede
Stellung der Faserbandschlaufe FS exakt zu erfassen. Die Sensorsignale
werden über
die Leitung 21 an eine Steuereinheit S abgegeben.
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Von
dieser Steuereinheit S wird über
die Steuerleitung 7 der Antriebsmotor M1 der Abnehmerwalze 5 gesteuert.
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Das
von dem Speicher 14 abgegebene Faserband 6 wird
durch ein Messorgan 70 geführt, das in Form eines Tastwalzenpaares
ausgeführt
ist. Das Messergebnis des Messorgans 70 wird über die
Leitung 71 an die Steuereinheit S abgegeben. Im Anschluss
an das Messorgan 70 wird das Faserband in die Streckwerkseinheit 30 mit
den Walzenpaaren 24 und 25 geführt, worin es verzogen wird.
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Der
Grundantrieb der Streckwerkseinheit 30 erfolgt vom Motor
M2 aus, der über
die Leitung 40 von der Steuereinheit S gesteuert wird.
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In
der Praxis wird der Motor M1 der Abnehmerwalze 5 hierbei
als Führungsmotor
(Master) ausgeführt,
dem der Motor M2 in seiner Grunddrehzahl als "Blaue "nachgeführt wird, um vorgegebene Antriebsverhältnisse
einzuhalten. Diese Grunddrehzahl des Motors M2 kann durch die Signale
des Sensors 20 übersteuert
werden, worauf anschließend
noch näher
eingegangen wird.
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Der
Motor M2 treibt ein Getriebe 32 an, von welchem ein Antriebspfad 35 zu
den Ausgangswalzen 25 und ein weiterer Antriebspfad 36 zu
einem Regelgetriebe 33 (Differential) führt. Von diesem Regelgetriebe 33 wird über den
An triebspfad 37 das Eingangswalzenpaar 24 der
Streckwerkseinheit 30 angetrieben.
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Die
Regeleingriffe, welche durch Auswertung der Signale des Messorgans 70 anhand
eines vorgegebenen Sollwertes zur Ausregulierung von Massenschwankungen
(kurz und langwellige) notwendig werden, erfolgen von einem Regelmotor
M3 aus, der über
die Leitung 38 von der Steuereinheit S gesteuert wird und
regulierend in das Regelgetriebe 33 eingreift. Dadurch
wird der Verzug zwischen den Walzenpaaren 24 und 25 geändert und
Massenschwankungen im Faserband ausgeglichen.
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Der
Antrieb des Messwalzenpaares 70 erfolgt über die
Antriebsverbindung 68, welche von dem Antriebspfad 37 abgenommen
ist. Dadurch ist der Gleichlauf zwischen dem Eingangswalzenpaar 24 und
dem Messwalzenpaar 70 bestimmt.
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Die Änderungen
der Drehzahl des Eingangswalzenpaares 24 wirken rückwärts entgegen
der Förderrichtung
F und werden im Speicher 14 durch Veränderung der Schlaufenlage FS
aufgefangen. Die Abtastung der Schlaufenlage kann dabei in Schritten erfolgen,
wodurch bei einem bestimmten Änderungsbetrag über die
Steuereinheit S eine Übersteuerung der
Grunddrehzahl des Antriebsmotors M2 erfolgt. Durch diese Absenkung
oder Erhöhung
der Grunddrehzahl wird die Auswirkung der Drehzahländerung durch
den Regeleingriff, insbesondere beim Ausregulieren von langzeitigen
Massenschwankungen, kompensiert. Der Speicher kann daher auf eine
minimale Größe gehalten
werden.
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Sobald
sich die Drehzahl der Eingangswalzen 24 erhöht, verringert
sich der Durchhang der Schlaufe FS bei gleichbleibender Lieferung
der Abnahmewalze 5. Dies wird durch den Sensor 20 erfasst
und die Grunddrehzahl des Motors M2 entsprechend erniedrigt. Dadurch
sinkt die Drehzahl der Eingangswalzen bei gleichbleibendem geändertem
Verzugsverhältnis
im Streckwerk 30 ebenfalls ab, wodurch eine Rückführung der
Faserbandschlaufe auf ihre ursprüngliche
Lage erfolgt.
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Mit
dem Antrieb der Streckwerkseinheit 30 ist der Antrieb der
nachfolgenden Bandablage 60 fest gekoppelt und zwar über den
Antriebspfad 42, der vom Getriebe 32 abgenommen
wird und zu einem Getriebe 50 führt.
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Von
dem Getriebe 50 werden über
den schematisch gezeigten Antriebspfad 51 die Kalanderwalzen 47,
das Trichterrad 48 und der Kannenteller 49 angetrieben.
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Zwischen
dem Walzenpaar 25 und dem Kalanderwalzenpaar 47 ist
noch ein Überwachungsorgan 44 angeordnet,
das über
die Leitung 45 mit der Steuereinheit S verbunden ist. Dieses
dient zur Endüberwachung
der Nummer des gebildeten Faserbandes und stellt die Maschine ab,
wenn sich die Nummer über
einen vorgegebenen Zeitraum außerhalb eines
bestimmten Toleranzfeldes befindet.
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Das
Faserband wird über
die Kalanderwalzen 47 und das Trichterrad 48 in
eine Kanne K in Schlaufenform abgelegt, wobei die Kanne K während dem
Ablegevorgang über
den Kannenteller 49 gedreht wird.
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In 2 wird
eine Einrichtung gezeigt, wobei im Anschluss an die Abzugseinrichtung 10 ein
Messwalzenpaar 55 angeordnet ist, das über die Leitung 56 mit
der Steuereinheit S verbunden ist. Dieses Messorgan 55 erfasst
im wesentlichen die langzeitigen Massenschwankungen (Abdriften der
Nummer des Faserbandes). Entsprechend dem Signal dieses Messorganes 55 im
Vergleich mit einem vorgegebenen Sollwert wird in der Steuereinrichtung
ein Steuersignal erzeugt, das zur Übersteuerung der Grunddrehzahl
des Motors M2 verwendet wird. Dadurch kann frühzeitig auf einen nachfolgenden
Regeleingriff im Streckwerk 30 reagiert werden, um den
Speicher auf einem gleichbleibenden Niveau der Faserbandschlaufe
zu halten.
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Der
Speicher 14 ist hierbei lediglich mit zwei Sensoren S1
und S2 versehen, die nur dann ansprechen, wenn sich die Faserbandschlaufe
FS außerhalb
eines vorgegebenen Toleranzbereiches bewegt. In der Regel liegt
dann eine Störung
vor und die Maschine (Anlage) wird abgeschaltet. Das Signal des Messorganes 55 wird
zusätzlich
zur Regulierung des Antriebsmotors MS der Speisewalze der Karde 1 verwendet,
um die Abdriftung der Nummer bereits bei der Karde auszuregulieren.
Der Motor MS wird von der Steuereinheit über die Leitung 53 angesteuert.
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Die übrigen Elemente
entsprechen dem Ausführungsbeispiel
der 1, worauf hierbei nicht näher eingegangen wird.
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3 zeigt
eine weitere Ausführung,
wobei ein Abzugswalzenpaar 11 im Anschluss an die Abzugseinrichtung 10 angeordnet
ist. Die Drehzahl dieses Walzenpaares wird durch einen Sensor 12 überwacht.
Ebenso ist hierbei dem Einzugswalzenpaar 24 des Streckwerks 30 ein
Drehzahlsensor 62 zugeordnet, der über die Leitung 63 mit
der Steuereinheit S verbunden ist.
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Die
Ausführung
des Speichers 14 entspricht der Ausführung, welche bereits im Ausführungsbeispiel
der 2 beschrieben wurde.
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Ist
kein Regeleingriff erforderlich (gleichbleibende Bandnummer), so
bleibt das gemessene Drehzahlverhältnis zwischen den genannten
Walzenpaaren (11, 24) konstant. Sobald über das
Messorgan 70 ein Abdriften der Bandmasse nach der einen oder
anderen Richtung ermittelt wird, erfolgt ein Regeleingriff, wodurch
sich die Drehzahl der Eingangswalzen 24 verändert. Dadurch ändert sich
auch das Drehzahlverhältnis
zwischen den Walzenpaaren 11 und 24, wodurch entsprechend
der Änderung
ein Steuersignal von der Steuereinheit S erzeugt wird, das die Grunddrehzahl
des Streckwerks 30, bzw. des Motors M2 ändert bzw. übersteuert, um wie im Beispiel
der 2 beschrieben, den Regeleingriff zu kompensieren.
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Die übrigen Elemente
bzw. Steuerungen entsprechen dem Ausführungsbeispiel der 1,
weshalb hierbei nicht mehr näher
darauf eingegangen wird.
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Im
wesentlichen bezieht sich die Kompensation der Regeleingriffe über die Übersteuerung
der Grunddrehzahl des Streckwerks 30 nur auf die langzeitigen
Massenschwankungen und nicht auf die kurzzeitigen, da diese Schwankungen
nicht ins Gewicht fallen und sich in der Regel über die Zeit gesehen selbst
kompensieren.
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In 4 wird
eine Ausführung
gezeigt, wobei zwei Karden 1a, 1b parallel nebeneinander
arbeiten. Die Karden sind dabei ebenfalls mit Speisewalzen 6a, 6b,
Briseur 3a, 3b, Tambour 2a, 2b und
Abnahmewalze 4a, 4b versehen. Der Antrieb der
Abnehmerwalzen 4a und 4b ist schematisch mit 75 bzw. 46 angedeutet,
welche über
eine Steuerleitung L8 bzw. L9 mit der Steuereinheit S verbunden
sind. Ebenfalls ist der Antrieb 20a bzw. 20b der
Speisewalzen 6a bzw. 6b über die Steuerleitungen L7' bzw. L7" mit der Steuereinheit
S verbunden. Um das Zusammenwirken beider Karden 1a, 1b zu
ermöglichen,
wird über die
Steuereinheit S und die jeweiligen Steuerleitungen L8 und L9 gewährleistet,
dass die Drehzahlen der Abnehmerwalzen 4a und 4b aufeinanderabgestimmt
werden, das heisst der Antrieb 46 der Abnehmerwalze 4b wird
als "slave" dem Antrieb 75 der
Abnehmerwalze 4a nachgeführt, welcher als "master" fungiert.
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Die
von der jeweiligen Karde 1a bzw. 1b abgegebenen
Faserbänder
Fa und Fb werden durch jeweils einen Sensor 10a bzw. 10b geführt, um
ihre Masse abzutasten. Anschließend
gelangen die Faserbänder
Fa und Fb jeweils in einen Durchhangspeicher 11a und 11b.
in diesen Speichern sind zur Abtastung des Füllstandes bzw. des Durchhanges
der Faserbandschlaufen Sensoren O1, U1 und O2, U2 angebracht. Dabei
tasten die Sensoren U1, U2 eine obere und die Sensoren U1, U2 eine
untere Stellung der Faserbandschlaufe ab. Zwischen dem jeweiligen oberen
Sensor und dem unteren Sensor befin det sich die Toleranzgrenze,
innerhalb derer sich die Faserbandschlaufe frei bewegen kann, ohne
einen Steuerungseingriff auszulösen.
Es wäre
jedoch auch denkbar, einen Sensor mit kontinuierlicher Abtastung
vorzusehen. Die Sensoren O1, U1 und O2, U2 sind über die Leitungen L10 bzw.
L11 mit der Steuereinheit S verbunden.
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Nach
dem Austritt aus den beiden Bandspeichern 11a, 11b werden
die beiden Faserbänder
Fa und Fb zu einem einzelnen Faserband FZ zusammengeführt. Dieses
Faserband FZ wird anschließend über einen
Sensor 17 geführt,
der die Abtastung Massenschwankungen im vorgelegten Faserband FZ
vornimmt.
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Das
von dem Sensor 17 abgetastete Faserband FZ gelangt anschließend in
das Regulierstreckwerk 83. Die vom Sensor 17 ermittelten
Werte werden über
die Leitung L3 an die Steuereinheit S abgegeben.
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Das
Streckwerk 83 besteht im gezeigten Beispiel aus drei hintereinander
geschalteten Walzenpaaren 84, 85 und 86,
wobei das Eingangswalzenpaar 84 zur Ausregulierung von
Massenschwankungen im Faserband in der Drehzahl veränderbar
angetrieben wird. Das Lieferwalzenpaar 86 wird über einen
Hauptmotor 65 und ein nachfolgendes Getriebe 26 mit
einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben. Wie durch den Antriebsstrang 27 schematisch angedeutet,
wird auch das mittlere Walzenpaar 85 mit einer konstanten
Geschwindigkeit angetrieben und weist ein konstantes Drehzahlverhältnis zu
den nachfolgenden Lieferwalzen 86 auf. Durch das vorgegebene
Drehzahlverhältnis
wird ein konstanter Verzug des Faserbandes zwischen den Walzenpaaren 85 und 86 durchgeführt. Der
Motor 85 wird über einen
Frequenzumrichter 84 und über die Leitung L6 von der
Steuereinheit S gesteuert. Über
die Antriebsverbindung 92 wird ein Differentialgetriebe 28 angetrieben,
das über
den Antriebsstrang 31 das Eingangswalzenpaar 84 antreibt.
Der Antrieb des Differentials 28 kann durch einen Regelmotor 29,
der über einen
nicht gezeigten Frequenzumrichter und die Leitung L5 über die
Steuereinheit S angesteuert wird, übersteuert werden. Diese Übersteuerung
erfolgt anhand der von dem Sensor 17 abgegebenen Signale, die
mit einem in der Steuereinheit S abgelegten Ist-Wert verglichen
werden.
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Im
Anschluss an das Regulierstreckwerk 83 ist eine Bandablage
KA angeordnet, bei welcher das von dem Streckwerk abgegebene Faserband
F1 über
ein Kalanderwalzenpaar 34 und ein Trichterrad T in eine
Kanne K abgelegt wird. Die Kanne K steht dabei auf einem angetriebenen
Kannenteller (nicht gezeigt), der die Kanne K während dem Befüllvorgang
in Drehung versetzt. Der Kannenteller, die Kalanderwalzen 34 und
das Trichterrad T werden über den
Antriebspfad 98 von einem Getriebe 96 angetrieben.
Das Getriebe 96 erhält
seinen Antrieb über
die schematisch gezeigte feste Antriebsverbindung 95 des
Getriebes 26, das von dem Hauptmotor 65 angetrieben
wird. Daraus ist zu entnehmen, dass das Lieferwalzenpaar 86 mit
den Antriebselementen der Bandablage KA direkt über das Getriebe 26 miteinander
fest gekoppelt ist. Das heisst, sobald das Getriebe 26 durch
den Motor 65 mit einer geringeren Drehzahl angetrieben
wird, sinkt einerseits die Basisdrehzahl der Walzenpaare 84, 85 und 86 und
andererseits gleichzeitig die Drehzahl der Kalanderwalzen 34 des Trichterrades
T und des Kannentellers der Bandablage KA.
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Wie
schematisch angedeutet, wird aus den Signalen der Sensoren 10a und 10b in
der Steuereinheit S ein Mischsignal MS erzeugt, das mit einem Sollwert
verglichen wird. Das aus diesem Vergleich resultierende Steuersignal
SS wird zur Beeinflussung der eingestellten Basisdrehzahl des Motors 65 verwendet.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der Einrichtungen näher erläutert:
Beim
Beginn des Verarbeitungsvorgangs (Startvorgang) wird die Grunddrehzahl
des Streckwerks auf die Drehzahl der Abnahmewalze 4a abgestimmt
bzw. nachgeführt.
Erst bei Erreichen der Betriebsdrehzahl ist die Übersteuerung der Grunddrehzahl
freigegeben. Die von den Karden 1a und 1b abge gebenen Faserbänder Fa
und Fb werden durch die Sensoren 10a und 10b erfasst
und die entsprechenden Istwerte (Masse) an die Steuereinheit abgegeben,
wo ein Mischsignal MS erzeugt wird. Dieses Mischsignal wird mit
einem Sollsignal "Soll" verglichen und daraus
ein Steuersignal erzeugt, sofern der Istwert vom Sollwert abweicht.
Dieses Steuersignal geht auf einen Frequenzumrichter 94,
der über
die Leitung L6 die Drehzahl des Motors 65 verändert und
somit die Grunddrehzahl der Streckwerkseinheit und auch der Bandablage
KA. Dabei ist zu bemerken, das die bei den Sensoren 10a und 10b gemessenen
langwelligen Massenabweichungen gleichzeitig auch zur Steuerung
der Antriebe 20a und 20b der Speisewalzen 6a und 6b der
Karden 1a, 1b herangezogen werden. Die Antriebe
sind dabei über
die Steuerleitungen L7' und
L7" mit der Steuereinheit
S verbunden.
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Nach
Verlassen der Sensoren 10a und 10b werden die
Faserbänder
Fa und Fb in die Durchhangspeicher 11a und 11b überführt, in
welchen sie von den Sensoren O1, O2 bzw. U1, U2 abgetastet werden.
Befindet sich die jeweilige Faserbandschlaufe innerhalb des Bereiches
zwischen oberem und unterem Sensor, so wird kein zusätzlicher
Steuerimpuls ausgeführt.
Sobald jedoch zum Beispiel der Sensor U2 anzeigt, dass die Faserbandschlaufe
des Faserbandes Fb zu groß wird,
wird die direkte Nachführung des
Antriebs 46 der Abnehmerwalze 4b von dem Antrieb 75 aus,
der als "master" gilt, übersteuert
und die Drehzahl der Walze 4b verringert. Sobald sich nach diesem
Eingriff die Faserbandschlaufe wieder in den Toleranzbereich zwischen
O2 und U2 zurückbewegt, wird
die steuerungsgemäße Koppelung
zwischen den Antrieben 65 und 46 wieder aktiviert.
Sollte die Faserbandschlaufe nach einer vorbestimmten Zeit nicht
wieder in den Toleranzbereich zurückkehren, so liegt eine Störung vor,
wodurch das gesamte System abgeschaltet wird.
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Ähnlich verhält es sich
auch mit der Überwachung
im Speicher 11a, wobei beim Ausweichen der Faserbandschlaufe
des Faserbandes Fa außerhalb des
Toleranzbereiches zwischen den Sensoren U1 und 01 und über eine vorbestimmte
Zeit ebenfalls das System abgeschaltet wird, da eine Störung angenommen
werden kann.
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Die
den jeweiligen Speicher verlassenden Faserbänder werden vor Eintritt in
ein nachfolgendes Messorgan 17 zu einem gemeinsamen Faserband FZ
zusammengeführt.
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Im
Messorgan werden die Massenschwankungen gemessen und über die
Leitung L3 an die Steuereinheit S abgegeben. Durch einen Soll-/Istwert-Vergleich in der
Steuereinheit wird ein entsprechendes Signal über die Leitung L5 an den Regelmotor 29 abgegeben,
der über
das Regelgetriebe 28 die Drehzahl der Eingangswalzen 84 zur
Ausregulierung der Massenschwankung ändert. Dadurch ändert sich der
Verzug zwischen den Walzenpaaren 84 und 85. Der
Verzug zwischen den Walzenpaaren 85 und 86 bleibt
konstant.
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Das
so verzogene Faserband F1 wird von der Streckwerkseinheit abgegeben
und über
die Kalanderwalzen 34 und das Trichterrad T in eine Kanne K
schlaufenförmig
abgelegt.
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Es
ist von Vorteil für
die Struktur des Fasergemenges, wenn der Gesamtverzug des Streckwerks 83 größer als
3 gewählt
ist, da hierdurch die bei dem Abnahmevorgang des Fasergutes an der Karde
entstandenen Schlepphäkchen
beim Verzugsvorgang teilweise aufgelöst werden können, was sich vorteilhaft
auf nachfolgende Verarbeitungsprozesse auswirkt.
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Durch
die Vorsteuerung der Grunddrehzahl der Streckwerkseinheit ist es
möglich,
Auswirkungen durch einen nachfolgenden Regeleingriff beim Streckwerk
vorzeitig zu kompensieren, so dass der Regeleingriff, insbesondere
bei langzeitigen Massenabweichungen nicht allein vom jeweiligen
Faserbandspeicher aufgefangen werden muss. Damit erübrigt sich
eine Über dimensionierung
des Faserbandspeichers. Diese Kompensation wird nachfolgend anhand
der Diagramme der 5 näher erläutert: Ausgehend von einer
Basis- bzw. Betriebsdrehzahl U1 wird zum Zeitpunkt T1 über die
Sensoren 10a, 10b ein Abdriften der Masse m außerhalb
eines vorgegebenen Toleranzbereiches To festgestellt. Würde nun
das Abdriften der Masse im Zeitpunkt T1 ohne Eingriff in die Basisdrehzahl
erfolgen, so wäre der
Vorgang wie folgt: Aufgrund der dem Streckwerk 83 vorgelegten
geringeren Masse muss der Verzug zwischen den Walzenpaaren 84 und 85 herabgesetzt werden.
Das heisst, über
den Regelmotor 29 und das Differential 28 wird
die Drehzahl des Eingangswalzenpaares 84 erhöht, wodurch
gleichzeitig der Verzug zwischen den Walzenpaaren 84 und 85 verringert
wird, da die Drehzahl des Walzenpaares 85 konstant bleibt.
Durch die Verringerung der Drehzahl des Eingangswalzenpaares 84 wird
auch die Einzugsgeschwindigkeit des gelieferten Faserbandes F verringert.
Da die Karde bzw. die Abnehmerwalze mit konstanter Geschwindigkeit
betrieben wird, bleibt die ursprüngliche
Liefergeschwindigkeit des Faserbandes von der Karde gleich. Der
hierdurch entstandene Unterschied zwischen der Liefergeschwindigkeit
der Karde und der geänderten
Einzugsgeschwindigkeit des Faserbandes beim Streckwerk 83 wird
durch den Faserbandspeicher 11a bzw. 11b aufgefangen.
Das heisst, die überschüssig gelieferte
Menge an Faserband F füllt
die Faserbandspeicher 11a, 11b solange auf, bis
wieder gleiche Verhältnisse
zwischen der Abgabegeschwindigkeit bei der Karde und der Einzugsgeschwindigkeit
beim Streckwerk vorhanden sind. Dieser Ausgleich kann dann wieder
herbeigeführt werden,
sobald der Regeleingriff bei der Speisewalze 6a, 6b seine
Auswirkung bei der Abgabe an der Karde erzeugt. Treten diese Massenabweichungen
abwechselnd einmal nach oben, bzw. nach unten auf, so hat dies keine
größeren Auswirkungen
auf den Füllgrad
der Speicher 11a, 11b. Die Bandspeicher 11a, 11b müssen lediglich
eine genügend
große
Aufnahmekapazität
aufweisen. Treten jedoch diese Massenabweichungen in regelmäßigen oder
unregelmäßigen Abständen im wesentlichen
in einer Richtung auf, so steht die vorhandene Kapazität des Puffers
in den Bandspeicher 11a, 11b bald an der Grenze.
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Um
diese Nachteile zu vermeiden und um die benötigte Kapazität des Bandspeichers
auf einem Minimum zu halten, wird nun ein Eingriff in die Basisdrehzahl
des Antriebsmotors 65 durchgeführt. Sobald, zum Beispiel zum
Zeitpunkt T1, die über
die Sensoren 10a, 10b ermittelte Massenabweichung sich
außerhalb
eines vorgegebenen Toleranzbereiches To befindet, wird mit einer
Zeitverzögerung
t auch die Drehzahl des Motors 65 verändert. Aus dem oberen Diagramm
ist ersichtlich, dass die Masse kleiner wird, wodurch auch der Verzug
im Streckwerk 83 durch Erhöhung der Drehzahl des Eingangswalzenpaares 84 verkleinert
werden muss. Wird nun wie im unteren Diagramm in 3 gezeigt,
die Basisdrehzahl des Motors 65 auf U2 abgesenkt, so wird
die über
den Regelmotor 29 ausgelöste Drehzahlerhöhung gegenüber dem
Walzenpaar 85 fast vollständig kompensiert. Dies ist
insbesondere aus der Darstellung der unteren zwei Kurven der 3 zu
entnehmen, wobei die untere Kurve die Drehzahlveränderung
des Eingangswalzenpaares 84 in bezug auf eine gleichbleibende
Drehzahl des Walzenpaares 85 gezeigt ist. Daraus ist zu
entnehmen, dass die zum Zeitpunkt T1 von den Sensoren 10a, 10b erfasste Massenverringerung
des gelieferten Faserbandes zu einer Erhöhung der Drehzahl U14 der Walze 84 gegenüber dem
Walzenpaar 85 führt,
um durch Herabsetzung des Verzuges diese Dünnstelle auszugleichen. Befindet
sich die Faserbandschlaufe noch innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches,
so wird kein zusätzliches
Steuersignal zur weiteren Beeinflussung der Basisdrehzahl erzeugt.
Durch die gleichzeitige Herabsetzung der Basisdrehzahl U1 des Motors 65 wird
diese Drehzahlveränderung
der Walze 84 annähernd
kompensiert, das heisst das gesamte Drehzahlniveau des Streckwerks 83 wird durch
die antriebsmäßige Verknüpfung gleichmäßig heruntergefahren,
so dass trotz Veränderung
des Drehzahlverhältnisses
zwischen den Walzenpaaren 84 und 85 die jetzt
vorhandene Drehzahl des Eingangswalzenpaares sich etwa wieder auf
demselben Niveau befindet, das vor dem Regeleingriff bestanden hat.
Dadurch wird ermöglicht,
dass die Ein zugsgeschwindigkeit des Faserbandes FZ auch nach einem
durchgeführten
Regeleingriff und der Veränderung
des Drehzahlverhältnisses
etwa auf gleichbleibendem Niveau bleibt. Dadurch ist es möglich, dass die
Faserbandspeicher 11a, 11b lediglich kurzwellige Regeleingriffe
ausgleichen müssen,
wobei die langwelligen Abweichungen durch Veränderung der Basisdrehzahl des
Motors 65 ausgeglichen werden. Die Sensoren U1, O1, U2,
O2 dienen dabei als zusätzliche Überwachungshilfe.
Aus Übersichtlichkeitsgründen wurde
bei der Kurve der Walze 84 auf die Darstellung der Ausschläge, welche
durch die kurzwelligen Ausregulierungen entstehen, verzichtet. Diese kurzwelligen
Ausregulierungen pendeln in der Regel um die eingezeichnete Kurve
nach oben oder unten.
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Durch
die Absenkung der Basisdrehzahl wird auch die Drehzahl der Antriebselemente
der Bandablage synchron abgesenkt, wodurch das Drehzahlverhältnis zwischen
der Lieferwalze 86 und den Kalanderwalzen 34 aufrechterhalten
bleibt. Dieser Ausgleich der langwelligen Abdriftungen der Faserbandmasse
kann relativ sanft und langsam durchgeführt werden, so dass auch die
Nachführung
der relativ trägen
Elemente der Bandablage KA keine Probleme bereitet.
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Mit
der beschriebenen Einrichtung kann einerseits mit bereits bekannten
Sensoreinrichtungen rechtzeitig auf langwellige Abweichungen in
der Faserbandmasse reagiert werden und andererseits der für die Regulierung
am Eingang des Streckwerks benötigte
Faserbandspeicherauf einem Minimum gehalten werden.
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Die
Erfindung sieht eine entsprechende Vorrichtung vor, mit einem Streckwerk
zum Einsatz zwischen der bandbildenden Einrichtung und der Bandablage
einer Karde, dadurch gekennzeichnet, dass das Streckwerk ein derart
hoher Verzug erzeugen kann, dass dadurch der Faserorientierungsgrad
im Band wesentlich vergrößert bzw.
der Anteil der Hakenfasern wesentlich verkleinert wird.
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Bei
einem entsprechenden Verfahren zur Bildung eines Kardenbandes wird
ein Kardenvlies zu einem Faserband zusammengefasst, das Faserband verstreckt
und das verstreckte Band abgelegt, wobei das Faserband beim Verstrecken
einem derart hohen Verzug unterworfen wird, dass der Faserorientierungsgrad
wesentlich erhöht
bzw. den Anteil der Hakenfasern wesentlich verkleinert wird.
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Insbesondere
kann das dem Ablegen vorgeschaltete Verstrecken des Faserbandes
(z.B. mittels des genannten Streckwerk) dazu verwendet werden, den
Anteil der Schlepphaken (vgl. das Fachbuch "Verkürzte
Spinnerei ", Seite
90) wesentlich zu reduzieren.
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Erfindungsgemäß wird das
Faserband einem Verzug von mehr als 2 und vorzugsweise mehr als
3 unterworfen. Wenn möglich,
sollte ein Verzug von 5 bis 6 verwendet werden, was sich aber nur
selten zwischen dem Kardenauslauf und der anschließenden Bandablage
ohne Störungen
im Laufverhalten des Faserbandes realisieren lässt.
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Um
einen derart hohen Verzug zwischen der bandbildenden Einrichtung
und der Bandablage zu ermöglichen,
erzeugt die bandbildende Einrichtung erfindungsgemäß ein Faserband
mit einer relativ niedrigen Feinheit (großen Stärke) von mindestens 8 ktex
und vorzugsweise 10 ktex oder sogar mehr (beispielsweise 12 ktex).
Um dies zu ermöglichen,
wird vorzugsweise mit einer relativ hohen Arbeitsbreite der Karde
gearbeitet, z.B. größer als
1200 mm. Dies kann mit einer Maschine gemäß unserer EP-Patentanmeldung
Nr. 98 810 088.9 realisiert werden. Der Gesamtinhalt der erwähnten EP-Anmeldung
wird hiermit zum integrierenden Bestandteil der vorliegenden Beschreibung
genannt. Die EP-Anmeldung wird voraussichtlich am 23.09.1998 unter
der Nr. 866 153 veröffentlicht
werden.
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Alternativen,
die keine breite Karden erfordern, sind in EP-A-627 509 und US-C-5,535,488
beschrieben worden.
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Die
Bandfeinheit nach dem Streckwerk kann z.B. 3 bis 5 ktex betragen.
Die Liefergeschwindigkeit am Ausgang des Streckwerks beträgt beispielsweise mehr
als 400 m/min. Vorzugsweise wird ein derartiges Streckwerk auf der
Bandablage vorgesehen (vgl. das Fachbuch "Verkürzte
Baumwollspinnerei, Seite 72 und das darin erwähnte CS-Patent 98 939), so dass
das vom Streckwerk gelieferte Faserband möglichst rasch (ohne einen langen
Transportweg durchlaufen zu müssen)
abgelegt werden kann.
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Bei
einem dementsprechenden Verfahren wird ein Kardenvlies zu einem
Faserband zusammengefasst und das Band mit einem Verzug von mindestens
2 und vorzugsweise mehr als 3 vor dem Ablegen verstreckt.
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Anders
ausgedruckt sieht die Erfindung eine Karde mit einer faserbandbildenden
Einrichtung zur Erzeugung eines Faserbandes mit einer Bandstärke höher als
8 ktex, einer Bandablage und einem zwischen der bandbildenden Einrichtung
und der Bandablage eingeschalteten Streckwerk vor, wobei das Streckwerk
zum Erzeugen eines Verzugs höher
als 2 und vorzugsweise höher
als 3 gestaltet ist.
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Das
Streckwerk kann als Vergleichmäßigungsaggregat
gebildet werden, d.h. es kann zum Erzeugen eines steuerbar variablen
Verzugs angeordnet werden, was aber nicht erfindungswesentlich ist.
Verzugsänderungen
werden zu entsprechenden Änderungen
des Orientierungsgrades führen.
Die Karde selbst kann daher zweckmäßigerweise als Vergleichmäßigungsaggregat
gestaltet werden (z.B. nach EP-A-271 115), wobei das anschließende Streckwerk
zum Erhöhen
des Faserorientierungsgrades konzipiert ist.
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Ein
geregeltes Streckwerk gemäß der Erfindung
weist vorzugsweise einen Gesamtverzug GV (zwischen den Einlauf-
und Auslaufwalzenpaaren) von mehr als 2 und vorzugsweise 3 bis 6
auf. Falls das Streckwerk ein Vorverzugsfeld aufweist, was nicht
erfindungswesentlich ist, kann der mittlere Verzug im geregelten
(variablen) Verzugsfeld z.B. ca. 2,5 betragen, der Verzug im anderen
(fest eingestellten) Verzugsfeld z.B. ca. 1,2 betragen. Der "Vorverzug" (im ersten Verzugsfeld)
kann z.B. ca. 1,1 bis 1,5 betragen und der "Hauptverzug" (im zweiten, variablen Verzugsfeld)
ca. 2,0 bis 4 betragen.
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Die
Faserbandstärke
am Auslauf des Streckwerks beträgt
vorzugsweise 3 bis 5 ktex, beispielsweise 3,5 ktex. Das Streckwerk
ist vorzugsweise direkt oberhalb des Trichterrades einer Bandablage angeordnet,
beispielsweise wie dies in DE-Gbm-296 22 923 gezeigt wird. Das in
der Kanne abgelegte Faserband kann direkt an die OE-Spinnmaschine,
beispielsweise nach EP-A-627
509 geliefert werden.
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Die
Erfindung wird vorzugsweise (aber nicht unbedingt) in Kombination
mit den anderen, in der Einleitung beschriebenen Merkmalen verwendet.