DE3217667A1

DE3217667A1 - Druckluftsystem zur speisung einer zufuhrrinne mit schwebenden fasern

Info

Publication number: DE3217667A1
Application number: DE19823217667
Authority: DE
Inventors: Dennis E. Fairport N.Y. Wood
Original assignee: Rando Machine Corp
Current assignee: Rando Machine Corp
Priority date: 1981-05-29
Filing date: 1982-05-11
Publication date: 1982-12-02
Also published as: GB2099869A; US4404710A; GB2099869B

Description

Rando Machine Corporation, POB L, The Commons, Macedon,N.Y.14502/USA

Druckluftsystem zur Speisung einer Zufuhrrinne mit schwebenden Fasern

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Zuführung von Fasern, insbesondere ein verbessertes System zur Zuführung schwebender Fasern zu Kratzmaschinen u. dgl.

Üblicherweise werden zur Zuführung schwebender Fasern zu Kratz- bzw. Krempelmaschinen und zu Maschinen zur Erzeugung von Faservliesen Druckluftvorrichtungen eingesetzt. Dabei werden die schwebenden Fasern aus einem überkopf verlaufenden Hauptzufuhrkanal selektiv in eine von mehreren vertikalen Faserzufuhrrinnen abgelenkt, deren Unterenden mit den Eingängen der zugeordneten Kratz- oder Bahnerzeugungsmaschinen verbunden sind. Normalerweise sammelt sich dabei ein Faservorrat bis zu einer vorbestimmten Höhe in dem Oberende jeder Rinne oberhalb einer Ausbreitwalze an, die Fasern in der erforderlichen Menge von dem Vorrat abzieht und sie nach unten in einen Lagerteil im Unterende der Rinne fördert.

Zur Erzeugung eines Wickels oder einer Bahn gleichmäßiger Dicke am Ausgang einer vertikalen Zufuhrrinne ist es üblich, den Verdichtungsgrad der Fasern im Lagerteil der Rinne unmittelbar vor der Faserzuführung zum Eingang der zugeordneten Maschine zu regeln. Eine solche Vorrichtung zum Verdichten der Fasern ist z. B. in der US-PS 3 169 664 angegeben, wobei ein hin- und hergehender Kolben in Verbindung mit dem Oberende des Lagerteils der Rinne vorgesehen ist und Druckluftstöße erzeugt, die die Dichte der im Lagerteil befindlichen Fasersäule erhöhen. Der Kolben wirkt mit einem Klappenventil zusammen, das sich schließt, wenn der Kolben seinen Arbeitshub ausführt, so daß in der Rinne Druckluft aufgebaut wird, und das sich während des Kolbenrückhubs öffnet, so daß Frischluft in die Rinne oberhalb der verdichteten Fasern angesaugt wird. Der Kolben wirkt somit nur in eine Richtung, na er zwar die Fasern während seiner, Arbeitshubs verdichtet., jedoch während seines Rückhubs nicht auf die Fasern einwirkt.

Es ist bisher üblich, eine schwenkbare Balgvorrichtung oder Flügelpumpe einzusetzen, die an einem vertikalen Faserzufuhrkanal angeordnet ist, dessen Austrittsende mit im ünterende der Zufuhrrinne (z. B. im Lagerteil der Rinne) befindlichen Fasern verbunden ist, wodurch die. Fasern in diesem Teil intermittierend verdichtet werden; dieser •Vorgang ähnelt demjenigen, der mit dem vorstehend angegebenen Kolben durchgeführt wird.

Die bekannten Kolben- und Balgvorrichtungen dienen zwar dem Zweck, die im Lagerteil einer Zufuhrrinne befindlichen Fasern intermittierend zu verdichten, sie sind jedoch nicht dafür ausgelegt, den Faservorrat, der normalerweise im Auffangteil der Rinne oberhalb der zugeordneten Ausbreitwalze vorhanden ist, ebenfalls zu verdichten. Ferner sind die

bekannten Kolben- oder Balgvorrichtungen normalerweise oberhalb der zugeordneten Ausbreitwalze vorgesehen, so daß sie die Druckluftstöße in den Raum zwischen der Rinnenwandung und der Ausbreitwalze abgeben. Dadurch wird die Turbulenz an dem Punkt, an dem die Fasern tangential aus der Speisewalze austreten, erhöht und außerdem die Verwendung eines Wiedereintrittskanals (z. B. entsprechend der US-PS 4 240 180) ausgeschlossen.

Ferner gibt es bisher keine zufriedenstellende Möglichkeit zur Überwachung und Regelung solcher bekannter Pumpen zwecks Erzeugung der erwünschten Dichte der im Lagerteil einer Rinne befindlichen Fasersäule.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer verbesserten Flügelpumpe zur Verdichtung der Fasern im Lagerteil einer Zufuhrrinne der angegebenen Art, wobei gleichzeitig auf die im Oberende oder Auffangteil der Zufuhrrinne befindlichen Fasern eine Vibrationswirkung ausgeübt werden soll, so daß die Verdichtung der Fasern in der Rinne dadurch regelbar ist. Ferner soll eine neue Vorrichtung geschaffen werden, die die Fasern im Unterende einer vertikalen Zufuhrrinne mit Verdichtungsdruck beaufschlagt, ohne daß eine Beeinträchtigung des Luftdrucks in der Umgebung der zugehörigen Ausbreitwalze erfolgt. Fernfr soll eine elektrische Regelschaltung geschaffen werden, mit der die Faserzufuhrmenge und die Faserverdichtung in Rinnen der angegebenen Art regelbar ist, wodurch gleichzeitig die Dichte der am Ausgang der Rinnen erzeugten Bahnen einstellbar ist.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist an einer Faserzufuhrrinne oberhalb der zugeordneten Ausbreitwalze eine doppelflügelige Luftpumpe bzw. Balgvorrichtung angeordnet, wobei der eine Pumpenflügel so angeordnet ist, daß er

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dem Unterende des Auffangteils der Rinne intermittierend erhöhten Luftdruck zuführt, während gleichzeitig der zweite Pumpenflügel die im unteren Ende oder Lagerteil der Rinne befindlichen Fasern mit einem erhöhten Luftdruck beaufschlagt. Ferner weist dabei jeder Pumpenflügel ein aus Gummi bestehendes Klappenventil auf für die Einstellung des von den jeweiligen Pumpenflügeln erzeugten Druckdifferentials.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist eine Einflügelpumpe schwenkbar an der Zufuhrrinne so angeordnet, daß ihr Austrittsende mit dem Lagerteil der Rinne verbunden ist, jedoch unterhalb der Mitte der zugehörigen Ausbreitwalze liegt, so daß die Pumpe in Verbindung mit einem Wiedereintrittskanal z. B. gemäß der US-PS 4 240 180 einsetzbar ist.

Ferner ist für jede der genannten Pumpenvorrichtungen eine Regeleinrichtung vorgesehen, die die Dichte der im Lagerteil der Rinne befindlichen Fasersäule überwacht und die Elektromotoren regelt, die die Speisewalze und die Pumpe antreiben, so daß die Dichte der erzeugten Bahn oder des erzeugten Wickels innerhalb vorbestimmter Toleranzen einstellbar ist.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Endansicht einer Faserzufuhrrinne mit einer zugeordneten Krempelzufuhrvorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Teilansicht, die stark vergrößert die bei diesem Ausführungsbeispiel der Zufuhrrinne eingesetzte volumetrische Luftpumpe zeigt;

Fig. 3 eine der Pig. 1 ähnliche Endansicht, die eine modifizierte Ausführung der Zufuhrrinne und der Luftpumpe zeigt;

Fig. 4 eine Endansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Zufuhrrinne und der zugeordneten Luftpumpe; und

Fig. 5 ein Schaltbild, das schematisch eine Möglichkeit zeigt, wie der Pumpenmotor und der Speisewalzenmotor einer zugeordneten Zufuhrrinne so regelbar sind, daß eine Materialbahn mit erwünschter Dichte und gleichmäßiger Faserverteilung erzeugbar ist.

Es wird zuerst auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Eine Faserzufuhrrinne oder -leitung 10 weist an ihrem Oberende den üblichen Auffangteil 12 auf. Dieser steht an seinem Oberende mit einer konventionellen Faserzufuhrvorrichtung (nicht gezeigt) in Verbindung, die schwebende bzw. durch Luft geförderte Fasern aus einem Überkopf-Hauptkanal nach unten in den Teil 12 ablenkt oder intermittierend richtet nach Maßgabe der Geschwindigkeit, mit der Fasern aus dem ünterende der Rinne 10 abgezogen werden. Der Auffangteil steht an seinem Unterende in üblicher Weise mit einer Speisewalze 14 in Verbindung, die um eine Horizontalachse drehbar angrenzend an eine konventionelle Hakenstange 16 angeordnet ist. Die .Speisewalze 14 wird von einem Elektromotor 18 getrieben und hat die Funktion, Fasern nach unten aus dem Unterende des Auffangteils 12 zum Umfang einer großen Ausbreitwalze 20 zuzuführen; die Ausbreitwalze 20 läuft unterhalb der Hakenstange 16 um eine zur Achse der Speisewalze 14 parallele Horizontalachse um. Nach Fig. 1 ist die Ausbreitwalze 20 betriebsmäßig mit einem weiteren Motor 22 verbunden und wird von diesem getrieben; dieser ist in

einem Raum 24 unterhalb der Ausbreitwalze angeordnet. Der Raum 24 liegt oberhalb einer Absaugkammer 26, die im Unterende der Rinne 10 angrenzend an eine Seite derselben ausgebildet ist und noch zu erläuternden Zwecken dient.

Nach den Fig. 1 und 2 ist die eine Seite des Auffangteils 12 (die linke Seite) massiv, während die andere (also die rechte) Seite mit einer Mehrzahl voneinander beabstandeter Öffnungen 31 ausgebildet ist. An der gelochten Seite des Auffangteils 12 ist über den öffnungen 31 ein großes Pumpengehäuse 33 gesichert, das im Querschnitt im wesentlichen rechteckig ist. Das Pumpengehäuse 33 weist in seinem Unterende eine öffnung auf, die mit dem Oberende eines sich verjüngenden oder verengten Halses 35 der Rinne 10 in Verbindung steht, der im Querschnitt nahezu V-förmig ist. An seinem Unterende weist der Hals 35 eine schmale Austragsöffnung 36 auf, die sich über die Breite der Rinne 10 erstreckt und die mit dem zwischen der Ausbreitwalze 20 und der benachbarten Seitenwand 37 der Rinne 10 gebildeten Raum in Verbindung steht.

Die Ausbreitwalze 20, die nach Fig. 1 im Uhrzeigersinn umläuft, weist einen Faseraustragabschnitt auf, der der Seitenwand 37 der Rinne 10 unterhalb der Kanalöffnung 36 gegenüberliegt und Fasern tangential und nach unten in den unteren Lagerungsteil 38 der Rinne 10 abgibt. Der Lagerungsteil 38, der im wesentlichen Rechteckquerschnitt hat, erstreckt sich abwärts angrenzend an die Abzugskammer 26 und öffnet sich an seinem Unterende zu dem Walzenspalt, der zwischen einem Paar Speisewalzen 40 gebildet ist, die am Unterende der Rinne angeordnet sind und einen Wickel oder eine Bahn W aus Fasern auf eine schräge Gleitplatte 41 zuführen, die mit der Eingangs-Vorreißwalze 42 einer Kratzmaschine od. dgl. in Verbindung steht.

An entgegengesetzten Enden in den gegenüberliegenden Seitenwandungen des Gehäuses 33 ist eine zylindrische Stange bzw. Welle 44 so angeordnet, daß.sie sich horizontal durch das Gehäuse nahe der gelochten Seitenwand des Auffangteils 12 erstreckt. Auf der Stange 44 ist eine Buchse 45 hin- und hergehend angeordnet, die zwischen ihren Enden einen radial vorspringenden Arm 46 aufweist, in dem ein Langloch 47 ausgebildet ist. Ein Zapfen 48, der an einem Ende längsver* schiebbar in dem Langloch 47 montiert ist, ist mit seinem anderen Ende schwenkbar mit einem Ende 49 eines Kurbelarms 50 verbunden, dessen entgegengesetztes Ende schwenkbar mit einem Kurbelzapfen 52 verbunden ist, der aus der Endfläche einer Exzenterscheibe 54 vorspringt. Die Exzenterscheibe ist auf der Welle 55 eines Regelmotors 56 gesichert, der mit seiner Grundplatte 57 an der Innenseite der Oberwand des Gehäuses 33 montiert ist. Der Kurbelzapfen 52 ist in bezug auf die koaxialen Mittenlinien der Exzenterscheibe 54 und der Motorwelle 55 radial versetzt, so daß während der Rotation der Welle 55 der Kurbelarm 50 eine oszillierende Bewegung des Arms 46 und infolgedessen der Buchse 45 um die Achse der Stange 44 bewirkt.

Von der äußeren Umfangsflache der Buchse 45 an einer Seite derselben springt ein damit einstückiger Steg 61 vor, dessen entgegengesetzte Seitenränder in voneinander beabstandeten Ebenen liegen, die tangential zur Außenfläche der Buchse angrenzend an deren diametral gegenüberliegende Seiten liegen. Zwei große, im Wesentlichen rechteckige Pumpenflügel oder -platten 63 und 64 sind durch Schweißen oder anderweitig mit ihren Innenkanten an den entgegengesetzten Seitenkanten des Stegs 61 befestigt; die Pumpenflügel liegen ebenfalls in voneinander beabstandeten Ebenen, die tangential zum Außenumfang der Buchse 45 verlaufen. Jede Pumpenplatte 63 und 64 weist in ihrer Mitte eine Öffnung 65 bzw.

66 auf, die von einem normalerweise geschlossenen Klappenventil 67 bzw. 68 aus Gummi Überdeckt sind.

Nach Fig. 2 sind die Klappenventile 67 und 68 an der Innenseite oder den linken Flächen der Flügel 63 und 64 angeordnet; der Flügel 64 ist etwas größer als der Flügel 63, so daß ein biegsames Dichtband 69, das an der Unterkante des Flügels 64 gesichert ist, in Gleitanlage an einer schrägen Fläche 34 liegt, die am Unterende des Gehäuses 33 gebildet ist und sich zwischen dessen Außenwand und dem Oberende der Rinnenwandung 37 erstreckt. Der Pumpenflügel 63 weist an seiner Unterkante ebenfalls eine lange elastische Dichtung 70 auf, die so angeordnet ist, daß sie mit der gekrümmten Oberfläche einer gekrümmten Dichtplatte 72 in Gleitkontakt steht, die vom Unterende der Lochwand des Gehäuses 33 angrenzend an das Oberende des Halsabschnitts 35 vorspringt.

Im Betrieb oszillieren die beiden Pumpenflügel 63 und 64 um die Achse der Stange 44 zwischen ihren Vollinien- und Strichlinien-Stellungen nach Fig. 1. Angenommen, daß sowohl im Auffangteil als auch im Lagerteil der Rinne 10 ein Faservorrat vorhanden ist und daß die Motoren 18, 22 und 56 sowie die Speiserolle 40 und die Vorreißwalze 42 der zugeordneten Kratzmaschine in Betrieb sind, haben die oszillierenden Flügel 63 und 64 während dieser Bewegung zwei Funktionen; erstens drückt der Pumpenflügel 64 intermittierend Luft nach unten durch den Hals 35 der Rinne zwecks Verdichtung der Fasern im Lagerungsteil 38, und zweitens erzeugt der Flügel 63 einen Schwingungseffekt auf die Fasern im Auffangteil 12 der Rinne, da jedesmal Luft durch die Rinnenöffnungen 31 gedrückt wird, wenn der Flügel in seine Schließ- oder Strichlinienstellung (Fig. 1) gegen die gelochte Wandung des Auffangteils geschwenkt wird.

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Während des Betriebs wird ζ. B. das Druckluft-Faserzuführsystem unter einem Druck gehalten, der höher als der Atmosphärendruck des umgebenden Raums ist, so daß Luft und Fasern nach unten in den Auffangteil 12 der Rinne zugeführt werden, wo sich die Fasern oberhalb der Ausbreitwalze 20 sammeln, während die Luft weiter nach unten durch die Öffnungen 31 in der Innenwand des Auffangsteils 12 und dann nach unten durch den Hals 35 der Rinne 10 vorbei an der Ausbreitwalze 20 und abwärts durch die Lagerungsrinne und die dort gesammelten Fasern und schließlich durch Öffnungen 74 und 75 in den Wandungen der Austragskammer 26 zum umgebenden Raum strömt. Infolgedessen besteht zwischen dem Ober- und dem ünterende der Rinne 10 sowie zwischen dem Ober- und dem Unterende des Auffangteils und des Lagerungsteils der Rinne ein Druckdifferential. Dieses Druckdifferential durch den jeweiligen Abschnitt der Rinne kann als

P = P₁ - P₀

geschrieben werden, wobei P₁ der Luftdruck am Oberende des Rinnenabschnitts ist und p_ö, der niedrigere Wert, der Luftdruck im Unterende des Abschnitts oder angrenzend an die Löcher 31 im Fall des Auffangteils 12 ist.

Aufgrund dieses Druckdifferentials wird die in dem Auffangteil 12 befindliche Fasersäule unter dem Einfluß des Druckgefälles ρ verdichtet. Während des Betriebs des Motors 56 wird jedoch der Druck im Unterende des Rinnenteils 12 periodisch durch die Wirkung des Pumpenflügels 63 erhöht, der momentan eine umgekehrte Druckdifferenz erzeugt, die größer als der Förderdruck p^ im Teil 12 ist und somit die Fasersäule im Teil 12 momentan hebt. Sowie der Flügel sich im Gegenuhrzeigersinn (in Fig. 1) von der gelochten Wand dea Teils 12 in seine äußerste oder Vollinienlage nach

• · * mm· m * ·

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Fig. 1 zu verschwenken beginnt, erzeugt er einen geringen Unter- oder Saugdruck angrenzend an die öffnungen 31 in der gelochten Wand des Teils 12, wodurch der Transportdruck p. im Teil 12 erhöht und infolgedessen die Fasersäule nach unten in das ünterende des Rinnenteils 12 gedrückt oder verdichtet wird.

Während der beginnenden Bewegung der Flügel 63 und 64 im Gegenuhrzeigersinn bleibt das Klappenventil 67 am Flügel 63 mindestens so lange geschlossen, bis der über der Dichtplatte 72 erzeugte Unterdruck einen vorbestimmten Pegel er reicht; zu diesem Zeitpunkt wird das Klappenventil 67 automatisch geöffnet, so daß jede weitere Erhöhung des Unterdrucks, der durch die Bewegung des Flügels 63 im Gegenuhrzeigersinn erzeugt wird, verhindert wird. Der Druck, bei dem das Klappenventil 67 zum Öffnen gebracht wird, kann durch Wahl der Größe der Öffnung 65 sowie der Größe und Zusammensetzung des Klappenventils 67 eingestellt werden.

Das Klappenventil 68 ist an dem Flügel 64 vorgesehen, um die Erzeugung jeglichen Unterdrucks durch den Flügel 64 im Oberende des Halsabschnitts 35 während der Bewegung dieses Flügels im Gegenuhrzeigersinn zu verhindern. Wenn also der Flügel 64 im Gegenuhrzeigersinn schwingt (vgl. Fig. 2), öffnet sich das Klappenventil 68, falls der Druck im Gehäuse 33 unter dem Flügel 64 unter Atmosphärendruck fällt, automa tisch, so daß Luft aus dem umgebenden Raum in das Gehäuse 33 durch öffnungen 77 in dessen Außenwand und durch die Öffnung 66 zum Halsabschnitt 35 eintreten kann. Andererseits bleibt während der Schwenkbewegung des Flügels 64 im Uhrzeigersinn um die Achse der Stange 44 das Klappenventil 68 geschlossen und erlaubt es dem Flügel 64, die Luft im Unterende des Gehäuses 33 zu verdichten und sie nach unten durch den Halsabschnitt 35 zu drücken, um einen Druckluftstoß zu

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erzeugen, der die Pasern im unteren, also dem Lagerungsteil 38 der Rinne 10 verdichtet.

Bei dem .Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist eine modifizierte Paserzufuhrrinne 8o vorgesehen, bei der ein einziger volumetrischer Pumpenflügel 81 mit seinem Oberende an einer Welle 84 befestigt ist, die ihn in einer Kammer oder einem Gehäuse 83 hin- und herschwingt; die Kammer 83 ist in der Rinne unterhalb einer Horizontalebene gebildet, die etwa durch die Mitte der Ausbreitwalze 20 verläuft. Wie im Fall des vorhergehenden Ausführungsbeispiels weist der Pumpenflügel 81 in seiner Mitte eine Öffnung 86 auf, die von einem normalerweise geschlossenen flexiblen Klappenventil 87 überdeckt ist. Ferner ist an seinem unteren Rand ein biegsamer Dichtstreifen 89 befestigt, der auf einer gekrümmten und gelochten Unterwand 82 des Gehäuses 83 gleitet. Das Gehäuse 83 weist in seinem unteren Innenrand eine lange Austrittsöffnung 85 auf, die mit dem Oberende des Lagerteils 38 der Rinne 80 in Verbindung steht.

Im Betrieb durchsetzt die Druckluft, die Fasern zu dem Auffangteil 12 fördert, die Öffnungen 31 in eine Wiedereintritts-Druckkammer 91, die an der Seite des Auffangteils 12 in dem Bereich montiert ist, der bei dem vorhergehenden Beispiel von dem Pumpengehäuse 33 eingenommen wird. Die Druckkammer 91 weist in ihrem Oberende eine Öffnung 92 auf, die von einer manuell betätigbaren Ventilplatte 93 überdeckt ist, die so einstellbar ist, daß die Umgebungsluftmenge einstellbar ist, die in die Druckkammer eingelassen wird und nach unten durch den Rinnenhals 35 zur Ausbreitwalze 20 gelangen soll. Es ist zu beachten, daß zwar der Halsabschnitt 35 der Rinne 80 sich wie bei 36 angrenzend an den Punkt öffnet, an dem Fasern aus der Ausbreitwalze 20 austreten; dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich jedoch

von dem vorhergehenden dadurch, daß die Austrittsöffnung 85 für das Pumpengehäuse 83 vertikal unterhalb sowohl der Halsaustrittsöffnung 36 als auch des Punkts, an dem die Fasern tangential von der Ausbreitwalze austreten, angeordnet ist. Infolgedessen treten die von dem Pumpenflügel 81 erzeugten Druckluftstöße in die Rinne 80 an einem Punkt unterhalb der Ausbreitwalze 20 ein und wirken sich daher nicht auf die Luft aus, die nach unten durch den Halsteil und an dem Punkt vorbeiströmt, an dem Fasern aus der Ausbreitwalze 20 austreten. Dies ermöglicht einen gleichmäßigeren Luftstrom vorbei an der Ausbreitwalze 20 und eine gleichmäßigere Abnahme der Fasern von der Walze.

Es ist zu beachten, daß das Klappenventil 87 auf der linken Seite des Pumpen t'lügels 81 von Fig. 3 montiert ist, so daß es normalerweise geschlossen ist, wenn der Flügel im Uhrzeigersinn gechwenkt wird, so daß Luft in die Austrittsöffnung 85 hinein verdichtet wird. Wenn andererseits der Flügel 81 im Gegenuhrzeigersinn aus der Vollinienstellung in die Strichlinienstellung nach Fig. 3 geschwenkt wird, kann sich das Klappenventil 87 ungehindert aufgrund der Atmosphärenluft, die durch die öffnungen im unteren Wandabschnitt 82 eintritt, öffnen, so daß dadurch die Erzeugung eines unerwünschten Unterdrucks angrenzend an die öffnung 85 im Gehäuse 83 verhindert wird. Ferner ist die Welle 84 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel mit einem Regelmotor 56 verbunden (nicht gezeigt), der an jeder geeigneten Stelle an der Rinne 80 angeordnet sein kann. Ebenso können die Antriebsmotoren für die Speisewalze 14 und die Ausbreitwalze 20 an jeder geeigneten Stelle an der Rinne 80 angeordnet sein, was für den Fachmann offensichtlich ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist eine modifizierte Zufuhrrinne 100 vorgesehen, die eine volumetrische Pumpe

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aufweist, die durch den einzigen Pumpenflügel 101 dargestellt ist. Dieser Flügel schwingt in einem Gehäuse 103, das an einer Seite der Rinne 100 unterhalb und seitlich der Ausbreitwalze 20 angeordnet ist. Der Flügel 101- ist an seinem Unterende auf einer Welle 104 gesichert, die in üblicher Weise mittels eines Kurbelarms 50 in Schwingungen versetzt wird, der wiederum durch einen, im ünterende. des Gehäuses 103 angeordneten Motor 56 getrieben wird. Das Oberende des Flügels 101 weist den üblichen Dichtstreifen 109 auf, der an der Innenfläche einer gelochten gewölbten oberen Wandung 102 des Gehäuses 103 gleitet. Wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist eine mittige Öffnung 106 in dem Flügel 1.01 von einem flexiblen Klappenventil 107 überdeckt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Kammer 103 in ihrem Oberende und längs ihrer Innewand angrenzend an die Ausbreitwalze 20 eine lange Austrittsöffnung .105 auf, die sich zum Inneren der Rinne 100 oberhalb des Oberendes des Lagerteils 38 derselben und unmittelbar unter dem Punkt öffnet, an dem Fasern vom Umfang der Ausbreitwalze abgenommen werden, d.h. gerade unterhalb einer Horizbntalebene, die durch die Mitte der Ausbreitwalze 20 verläuft. Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 verdichtet der hin- und herschwingende Flügel 101 Luft während seiner Bewegung im Gegenuhrzeigersinn zur Öffnung 105. Die Druckluft wird durch die Öffnung 105 abgegeben und gelangt nach unten zum Lagerteil 38 der Rinne, jedoch von einem Punkt unterhalb der Mitte der Ausbreitwalze 20 aus, so daß ihre Auswirkung auf die Faserabnahme von der Walze minimiert wird. Während der Bewegung des Flügels 101 im Gegenuhrzeigersinn bleibt das Klappenventil 107 geschlossen, wenn jedoch der Flügel im Uhrzeigersinn aus der VoIlinien- in die Strichlinienstellung zurückkehrt, wird das Klappenventil 107 durch den Atmosphä-

rendruck geöffnet, der in die gelochte obere Wandung 102 des Gehäuses 103 eintritt, um erforderlichenfalls die Erzeugung eines Unterdrucks im Gehäuse 103 angrenzend an die Austrittsöffnung 105 zu unterbinden.

Bei jedem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele ist ein Druckfühler 120 an der jeweiligen Rinne 10, 80 und 100 so befestigt, daß er mit dem Inneren des Lagerungsteils 38 jeder Rinne angrenzend an dessen Oberende in Verbindung steht. Jeder Druckfühler 120 erfaßt den statischen Druck, der von der Höhe der Fasersäule und dem in. der jeweiligen Rinne entwickelten Pumpendruck abhängt. Dieser Druckfühler (z. B. vom LVDT-Typ gemäß der US-PS 4 240 180? vertrieben von Schaevitz Engineering) kann dazu genutzt werden, eine Signalspannung zu erzeugen, die die Drehzahl der Speisewalze 14 und der Welle des Pumpenmotors 56 regelt.

Nach Fig. 5 umfaßt dei: Druckfühler 120 z. B. einen Magnetkern 122, der über eine Stange 123 an einer Metallmembran 124 befestigt ist, die an ihrem Umfang im Fühlergehäüse gesichert ist. Das Fühlergehäuse 125 steht an einem Ende über ein Rohr 126 mit dem Inneren einer Rinne angrenzend an das Oberende des Lagerungsteils 38 in Verbindung, und das entgegengesetzte Ende steht über ein weiteres Rohr 127 mit dem Inneren desselben Lagerungsteils 38 angrenzend an dessen Unterende in Verbindung. Infolgedessen ruft jede Änderung der Dichte der Fasersäule in dem Rinnenteil 38 eine entsprechende Änderung der Druckdifferenz zwischen entgegengesetzten Enden des Fühlergehäuses 125 hervor. Dies resultiert in einer entsprechenden Verschiebung der Membran 124 und des Kerns 122, wodurch eine entsprechende Änderung des Ausgangssignals erfolgt, das auf den Leitungen 128 und 129 durch die Fühlerspule im Fühler 120 erzeugt wird.

Die Ausgangssignale auf den Leitungen 128 und 129 werden einem Demodulator 131 zugeführt, der das Wechselspannungssignal in ein Gleichspannungssignal umformt, das dann von einem Verstärker 132 verstärkt wird. Das negative Ausgangssignal des Verstärkers 132 wird über eine Leitung 133 den negativen Gleichspannungseingängen von zwei Drehzahlregelpotentiometern 134 und 135 zugeführt, die Teile konventioneller Drehzahlregler 136 bzw. 137 sind. Diese Drehzahlregler, die den Drehzahlreglern nach der US-PS 4 240 180 entspre chen, regeln den Speisewalzenmotor 18 bzw. den Motor 56 der volumetrischen Pumpe.

Das positive Ausgangssignal des Verstärkers 132 wird über ein Potentiometer 138 an den Eingang eines digitalen Spannungsmessers (DVM) geführt, der eine Sichtanzeige der Dichte dec am Ausgang der Zufuhrrinne erzeugten Faserbahn W liefert. .

Das positive Signal des Verstärkers 132 wird ferner über eine Leitung 141 an die Eingänge von zwei Offset-Relais 142 und 143 sowie an den positiven Gleichspannungseingang jedes Reglers 136 und 137 geführt. Jedes Offset-Relais 142 und 143 hat einen zweiten Eingang über eine Leitung 144 mit einem Bahndichte-Sollwertpotentiometer 146 verbunden, das so einstellbar ist, daß es dem anderen Eingang jedes Relais 142 und 143 eine Spannung zuführt, die die Solldichte der am Ausgang der Zufuhrrinne erzeugten Bahn bezeichnet.

Jedes Relais 142 und 143 umfaßt eine Wechselkontaktrelais- und Vergleicherschaltung zum Betätigen der jeweiligen Öffnungsschütze 152 bzw. 153. Wenn der Wert der verglichenen Eingangssignale eines Relais 142 oder 143 gleich oder größer als der von dem Sollwertpotentiometer 146 bestimmte Wert ist, wird die zugehörige Relaiswicklung erregt und öffnet

das entsprechende Schütz 152 oder 153. Um jedoch eine Fehlergrenze vorzusehen, weist jedes Relais 142 und 143 auch ein manuell justierbares. Potentiometer (nicht gezeigt) auf, das so justierbar ist, daß die Betriebsspannung der zugeordneten Relaiswicklung entweder über oder unter den Wert der vom Sollwertpotentiometer 146 bestimmten Spannung versetzt werden kann. Im Fall des Relais 142 wird dieser Wert in eine Richtung versetzt, so daß, wenn die Dichte der Bahn W den Sollwert gemäß dem Potentiometer 146 um einen vorbestimmten Betrag übersteigt, das Relais 142 erregt wird und seine zugehörigen Schütze 152 öffnet. Dagegen ist das Relais 143 so eingestellt, daß, wenn die Dichte der Bahn gemäß dem Vergleich der beiden dem Relais 143 zugeführten Eingangssignale um einen vorbestimmten Betrag unter den Sollwert fällt, die Wicklung des Relais 143 erregt.wird, so daß das öffnerschütz 153 geöffnet wird. Wenn also die Dichte der Bahn W zu hoch ist, wird das Schütz 152 geöffnet, und wenn die Bahndichte zu gering ist, wird das Schütz 153 geöffnet.

Anzeigelampen 154 und 155 sind mit den Wicklungen der Relais 142 bzw. 143 zusammengeschaltet, so daß bei Erregung des Relais 142 die Lampe 154 eingeschaltet wird und eine Sichtanzeige liefert, daß die Bahndichte zu hoch ist. Umgekehrt wird bei Erregung der Wicklung des Relais 143 die Lampe 155 eingeschaltet und zeigt an, daß die Bahndichte zu gering ist. Selbstverständlich können auch andere äquivalente Anzeigemittel, z. B. ein Warntonsystem, anstelle der Lampen 154 und 155 oder zusätzlich zu diesen eingesetzt werden.

Der Wechselstrom zum Einschalten der Motoren 18 und 56 wird diesen Motoren durch ihre zugeordneten Drehzahlregler 136 bzw. 137 zugeführt. Wie in Fig. 5 links gezeigt ist, wird Strom von einer Seite der Wechselstromversorgung (vgl. Leitung L1) über eine Leitung 161 an die Wechselstromeingän-

· · ir«* ψ Φ m a · * ft ·

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ge jedes Reglers 136 und 137 angelegt. Der andere Wechsel- ^:. Stromeingang des Reglers 136 ist über eine Leitung 162 mit einer Seite einer Relaiswicklung 163 verbunden, deren andere Seite über das Schütz 153 und die Leitung 164 an die andere Seite der Wechselstromversorgung angelegt ist (vgl. Leitung L2). Der zweite Wechselstromeingahg des Reglers 137 ist über einen mit Zeitverzögerung arbeitenden Öffnungsschalter 166, der von der Relaiswicklung 163 gesteuert wird, und eine Leitung 167 sowie das Öffnungsschütz 152 an die Leitung L2 angeschaltet.

Im Normalbetrieb, wenn z. B. die Dichte des Bands W befriedigend bleibt, erhöhen oder vermindern die an die Drehzahlregler 136 und 137 angelegten Gleichspannungssignale die Drehzahlen der Motoren 18 und 56 in der für die Unterhaltung der Banddichte erforderlichen Weise. Wenn jedoch das Schütz 152 geöffnet wird, wenn z. B. die Banddichte zu hoch wird, wird die Wechselstromzufuhr zu dem Regler 137 und damit zum Pumpenmotor 56 unterbrochen, wodurch der Betrieb des bzw. der zugeordneten Pumpenflügel unterbrochen wird. Da zu diesem Zeitpunkt dem Regler 136 für den Speisewalzenmotor 18 weiterhin Strom zugeführt wird, arbeitet die Speisevorrichtung weiter, und die Dichte der so erzeugten Bahn wird vermindert, weil die volumetrische Luftpumpe nicht weiterarbeitet. Daher sinkt nach einiger Zeit die Bahndichte unter den von dem Relais 142 gesetzten Grenzwert, und sobald dies der Fall ist, schließt das Schütz 152 wieder und schaltet die zugeordnete volumetrische Luftpumpe wieder ein.

Wenn andererseits die Bahndichte unter den Mindestwert fällt, der vom Offset-Relais 143 bestimmt ist, öffnet dieses Relais das Schütz 153, wodurch die Relaiswicklung 163 entregt und die Stromzuführung zum Regler für den Speisewalzenmotor 18 unterbrochen und der Motor somit abgeschaltet

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wird. Während der Zeit, die der mit Verzögerung öffnende Schalter 166 zum öffnen braucht, bleibt jedoch der Pumpenmotor 56 eingeschaltet und verdichtet die Fasern im Lagerteil 38 der Rinne weiter, wodurch die Dichte der Fasern in diesem Rinnenabschnitt weiter erhöht wird. Wenn die Dichte ausreichend zunimmt, bevor der Schalter 166 öffnet, wird die Wicklung des Relais 143 wieder erregt, wodurch das Schütz 153 wiederum schließt und das Relais 163 wieder erregt und der Speisewalzenmotor 18 wieder eingeschaltet wird, ohne daß der Motor 56 abgeschaltet wurde.

Aus der vorstehenden Erläuterung ist ersichtlich, daß durch die Erfindung eine sehr genau arbeitende Einrichtung zur Regelung der Dichte der durch die hier angegebenen Faserzufuhrrinnen erzeugten Bahnen oder Wickel angegeben wird. Die angegebenen volumetrischen Luftpumpen sind ein relativ einfaches und zuverlässiges Mittel zum erforderlichen Verdichten der in den Lagerungsteilen 38 der Rinnen 10, 80 und 100 befindlichen Fasern, so daß die Herstellung einer Bahn oder eines Wickels mit außerordentlich gleichmäßiger Dichte ermöglicht wird. Im übrigen kann die jeweilige Luftpumpe so ausgelegt sein, daß sie die Fasern im Auffangteil 12 der Rinne in Vibration versetzt, während gleichzeitig die Fasern im Lagerungsteil verdichtet werden, oder die Pumpe kann unterhalb der Ausbreitwalze angeordnet sein, so daß eine Verdichtungsvorrichtung erhalten wird, die ohne Beeinträchtigung des Luftstroms in der Rinne am Abnahmepunkt der zugeordneten Ausbreitwalze vorbei arbeitet. Erwünschtenfalls können auch zwei volumetrische Pumpen gleichzeitig vorgesehen sein; dabei ist die eine entsprechend Fig. 1 so angeordnet, daß sie die zugeführten Fasern im Auffangteil verdichtet, und die andere ist entsprechend Fig. 3 oder Fig. 4 angeordnet und verdichtet die Fasern im Lagerungsteil.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden' Erfindung besteht darin, daß die angegebene Regeleinrichtung eine automatische Regelung der Drehzahl jedes Motors 18 und 56 ermöglicht, wodurch die Dichte der Fasersäule im Lagerungsteil einer Rinne und. infolgedessen in der am Rinnenausgang erzeugten Bahn bzw. dem erzeugten Wickel automatisch einstellbar ist. Da die Dichte der Fasersäule im Lagerungsteil einer Rinne der Dichte der am Ausgang der Rinne erzeugten Bahn proportional ist, kann eine Bahn jeder erwünschten Dichte erzeugt werden, indem z. B. das Potentiometer 146 eingestellt wird und die erwünschten Ober- und Untergrenzen durch Justierung der in den Offset-Relais 142 und 143 enthaltenen Potentiometer eingestellt werden. Ferner ermöglicht die Regeleinrichtung die selektive Unterbrechung der Stromzuführung zu den Motoren der Speisewalze und der Pumpe, um die Herstellung vollständig unbefriedigender Bahnen zu verhindern.

Claims

Fafentanwait EDUARD K. BAUMANN Dipl. Phys. Sattlerstr. 1, D- 8011 Höhenkirchen-München rel.(08102)4108 od. 1379TeIeX: (Rando 018) Rando Machine Corporation, POB L, The Commons, Macedon, N.Y. 14502/USA Patentansprüche

1. Druckluftsystem zur Speisung einer Zufuhrrinne mit schwebenden Fasern, wobei die Rinne zwischen ihren Enden mindestens eine Speisewalze zur Zuführung von Fasern von einem Faservorrat angrenzend an das eine Rinnenende zu einem Lagerteil angrenzend an das andere Rinnenende aufweist, mit

- einer Einheit zum Erfassen der bestehenden Luftdruckdifferenz zwischen entgegengesetzten Enden einer Pasersäule im Lagerteil,

Einheiten zum Erzeugen eines ersten elektrischen Signals, dessen Spannung sich proportional zu Änderungen der von der Erfassungseinheit erfaßten Druckdifferenz ändert, und

einer Einrichtung zum Einstellen der Dichte der im Lagerteil der Rinne gebildeten Fasersäule, gekennzeichnet durch ein Glied (146) zum Erzeugen eines zweiten elektrischen Signals (144) mit einer Sollspannung, die der Soll-Druckdifferenz in dem Lagerteil (12) proportional ist, eine erste Speisewalzen-Regeleinheit (136), die aufgrund des ersten Signals die Drehzahl der Speisewalze (14) erhöht, während die Druckdifferenz abnimmt, und umgekehrt, und

eine zweite Speisewalzen-Regeleinheit (143, 153), die die Speisewalze (14) abschaltet, wenn die Spannung des ersten Signals einen von zwei vorbestimmten Grenzwerten oberhalb bzw. unterhalb der Spannung des zweiten Signals über- bzw. unterschreitet.

2. System nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch

eine Pumpe (61-69; 81—89; 101-109) zur intermittierenden Zufuhr von Druckluftstößen zu einem Ende des Lagerteils (38) der Zufuhrrinne zur Verdichtung der darin befindlichen Fasersäule und

eine erste Pumpen-Regeleinheit (137), die aufgrund des ersten Signals (141) während der Abnahme der Druckdifferenz die Geschwindigkeit, mit der die Druckluftstöße dem Lagerteil zugeführt werden, erhöht und umgekehrt.

3. System nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch

eine zweite Regeleinheit (142, 152), die die Pumpe abschaltet, wenn die Spannung des ersten Signals (141) den anderen der beiden vorbestimmten Grenzwerte überschreitet.

4. System nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß der eine vorbestimmte Spannungsgrenzwert der erwünschten Mindestdichte der Fasersäule in dem Rinnen-Lagerteil proportional ist und daß der andere vorbestimmte Spannungsgr-enzwert der erwünschten Höchstdichte der Fasersäule■proportional ist.

5. System nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Pumpe aufweist:

ein Pumpengehäuse (33; 83; 103), das an der Zufuhrrinne ausgebildet ist und eine mit einem Ende des Lagerteils (38) der Rinne in Verbindung stehende Austrittsöffnung (35; 85; 105) aufweist, und

einen im Pumpengehäuse schwenkbar angeordneten Pumpenflügel (64; 81; 101) sowie einen mit dem Pumpenflügel verbundenen Elektromotor (56), der auf die erste Pumpen-Regeleinheit (137) anspricht und den Pumpenflügel in bezug auf die Austrittsöffnung hin- und herschwenkt, so daß Druckluftstöße durch die Austrittsöffnung in den Rinnenlagerteil gepreßt werden.

6. System nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Pumpengehäuse (33) durch eine zweite Austrittsöffnung (31) mit einem Ende der Rinne (10) und dem darin befindlichen Paservorrat verbunden ist und die Pumpe einen zweiten schwenkbaren Pumpenflügel (63) aufweist, der von dem Elektromotor relativ zu der zweiten Austrittsöffnung (31) hin- und herschwenkbar ist und den in dem einen Rinnenende befindlichen Paservorrat mit Druckluftstößen beaufschlagt.

7. System nach Ansruch 1,

gekennzeichnet duroh

eine Pumpe (61-69; 81-89; 101-109) zur intermittierenden Zufuhr von Druckluft zu dem Oberende des Lagerteils der Rinne zur Verdichtung der dort befindlichen Fasersäule, einen ersten Elektromotor (56) zum Treiben der Pumpe, einen zweiten Elektromotor (18) zum Treiben der Speisewalze (14), und

Regeleinheiten (136, 137), deren eine die erste Speisewalzen-Regeleinheit ist und die die Drehzahl jedes Elektromotors mit zunehmender Dichte der Pasersäule automatisch vermindern und die Drehzahl jedes Elektromo-

tors mit abnehmender Dichte der Fasersäule automatisch erhöhen.

8. System nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch

ein Schaltglied (142, 152) zum Anhalten des ersten Elektromotors (56), wenn die Dichte der Fasersäule einen vorbestimmten Wert überschreitet, und

einen Schaltkreis (143, 153, 166) zum Anhalten beider Elektromotoren, wenn die Dichte der Fasersäule einen vorbestimmten Wert unterschreitet.

9. System nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Schaltkreis ein Glied (163, 166) zum momentanen Verzögern des Anhaltens des ersten Elektromotors (56) nach Abschalten des zweiten Elektromotors (18) aufweist.

10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

ein mit der Signalerzeugungsstufe verbundenes Meßglied (DVM), das eine Sichtanzeige der momentanen Dichte der Fasersäule liefert.

1 1 .'System nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Pumpe einen hin- und hergehenden Pumpenflügel (64; 81; 101) aufweist, der in einem an der Rinne angeordneten Pumpengehäuse (33; -83; 103) um seine eine Kante schwenkbar angeordnet ist, wobei das Pumpengehäuse an seiner einen Seite (77; 82; 102) mit Atmosphäre verbunden ist und an seiner entgegengesetzten Seite eim- Austrittsöffnung (35; 85; 105) aufweist, die mit dem Oberende des Lagerteils (38) der Rinne in Verbindung steht, und daß ein Verbindurtgsorgan

(44? 84; 104) den Pumpenflügel mit dem ersten Motor (56) verbindet, so daß der Pumpenflügel dadurch zwischen gegenüberliegenden Gehäuseseiten hin- und herschwingbar ist, wodurch intermittierend Druckluftstöße durch die Austrittsöffnung in den Lagerteil (38) gelangen und die dort befindliche Fasersäule verdichten.

12. System nach Anspruch 11 mit einer der Speisewalze benachbart angeordneten Ausbreitwalze in der Rinne, dadurch gekennzeichnet,

daß das Pumpengehäuse (83) angrenzend an die Faserabnahmeseite der Ausbreitwalze (20) angeordnet ist und seine Austrittsöffnung (85) mit dem Lagerteil (38) an einem Punkt unterhalb der Abnahmestelle der Ausbreitwalze in Verbindung steht.

13. System nach Anspruch 11,
gekennzeichnet durch

ein eine Öffnung in dem Pumpenflügel überdeckendes flexibles Absperrorgan (67; 87; 107), das normalerweise geschlossen ist, während der Pumpenflügel zur Austrittsöffnung geschwenkt wird, und das durch Atmosphärendruck geöffnet wird, während der Pumpenflügel von der Austrittsöffnung weggeschwenkt wird, wodurch die Erzeugung eines Unterdrucks an der Austrittsöffnung verhindert wird.