DE3534933A1 - Vorrichtung zum messen der einer textilmaschine zuzufuehrenden fasermenge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der einer Textil­ maschine zuzuführenden Fasermenge, bei der durch mindestens eine Meßvorrichtung über die Breite der Oberfläche eines Faserbelages gesehen, an mehreren Stellen etwa entstehende Dickenabweichungen mechanisch erfaßt und über einen Wandler einem Auswerterechner mit Anzeigeeinrichtung zugeführt werden.

Bei einer bekannten Vorrichtung werden Pedalmuldenhebel direkt zur Abtastung der Vliesdicke herangezogen. Hierbei wird davon ausgegan­ gen, daß die Dickenschwankungen den Gewichtsschwankungen entspre­ chen, d. h. man erhält nur analoge Werte in bezug auf das Gewicht. Bei gleicher Fasermaterialkonsistenz und sonst gleichen Produktionsbe­ dingungen reicht dies dann aus, wenn nur Vergleiche, z. B. zwischen zwei Flockenspeisern angestrebt werden und nicht absolute Gewichte zu ermitteln sind. Im Anschluß an die Abzugswalzen des Flockenspei­ sers ist eine Überführungsmulde installiert, die das Faservlies zu einer Meßwalze führt, gegen die Hebelflächen mit Gewichtsbelastung ge­ drückt werden. Die Hebel haben eine Breite von z. B. 100 mm. Bei Materialdickenschwankungen folgen die Hebel und tasten so die Dicke ab. Die Bewegungen werden von den Hebeln - die gleichmäßig über die Breite verteilt sind - über Wegaufnehmer (z. B. Tauchspule mit Tauchanker) elektronisch registriert. Die Werte der Wegaufnehmer werden ständig einem Auswerterechner zugeführt. Des weiteren wird die Walzengeschwindigkeit erfaßt und dem Rechner zugeführt. Für jeden Hebel wird die Zeit errechnet, die erforderlich ist für einen Vliesweg von z. B. 100 mm. Während dieser Zeit anfallende Dicken­ werte werden über die so errechnete Zeit integriert. Auf diese Weise erhält man eine Angabe über die mittlere Dicke einer Kontrollfläche von 100 mm Breite ( = Hebelbreite) und 1 mm Länge (entsprechend der Meßzahl). Nachdem die Meßstrecke von 100 mm durchlaufen ist, folgt eine Pause, die so groß ist, daß in Laufrichtung ein Abstand zur nächsten Meßfläche entsteht, der so groß ist wie der Abstand zwischen den Meßflächen über die Breite gesehen. In Laufrichtung werden die Messungen in den entsprechenden Abständen nacheinander durchgeführt. Danach beginnt die Gesamtauswertung. Die ermittelten Dickenwerte können in Vliesgewicht umgerechnet werden. Dazu ist eine Wägung der gesamten quadratischen Fläche erforderlich. Zur Kalibrierung kann dieses Gewicht mit dem Mittelwert aller Dicken­ werte in Relation gebracht werden. Nachteilig ist, daß die Kalibrie­ rung für jedes Fasermaterial und bei veränderten Produktionsbedin­ gungen neu durchgeführt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der ein­ gangs beschriebenen Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, die insbesondere einen Wechsel der verarbeiteten Faserart bzw. -konsistenz oder Umstellung der Produktionsbedingungen ohne er­ neute Kalibrierung erlaubt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merk­ male des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß wird eine Wiegeeinrichtung zusammen mit einer Meßvorrichtung für die Dickenbestimmung, z. B. Abtasteinrichtung oder für die Massenbestimmung (Dichte des Vlieses) in unmittel­ barer Nähe so installiert, daß das zu messende Faservlies beide Systeme kurz nacheinander passiert. Die Wägungen und Abtastungen werden in einem Rechner gespeichert und verglichen. Aus diesen Werten kann eine gewichtsbezogene Kalibrierung automatisch durch­ geführt werden. Die Vergleiche können über größere Zeiträume durchgeführt werden, so daß der Einfluß einzelner Streuwerte gerin­ ger und die Kalibrierung immer genauer wird. Gewichtsbezogenes Kalibrieren bedeutet: Feststellen der Auslenkung der Meßvorrichtung für die Dickenabweichungen oder der Meßwerte der Massenbestimmung in Größe und Zuordnung einer Spannung des Auswertesystems der Meßvorrichtung (Sensor). Feststellen des Vliesgewichtes in Größe und Zuordnung einer Spannung des Sensors der Wiegeeinrichtung. Vergleich der beiden Spannungen. Umrechnung der der Auslenkung bzw. einer der Masse analogen entsprechenden Spannung in Gewicht aus der Vergleichsrechnung und Anzeige oder Ausdruck des Gewichts. Bei Schwankungen der Auslenkung bzw. der Masse des Vlieses werden Gewichtsschwankungen angezeigt.

Bei der Kombination von Wiegeplatte und beispielsweise Abtastsystem kann das Wiegesystem nachdem es einmal gewichtsmäßig kalibriert ist, das Abtastsystem über den Rechner automatisch kalibrieren. Es werden die gemessenen Gewichtswerte integriert und mit dem Inte­ gral der Auslenkung verglichen. Es wird ein Kalibrierfaktor gebil­ det. Mittels dieses Faktors kann dann aus der Auslenkung das Gewicht ermittelt werden. Vorteilhaft ist, daß jeder einzelne Muldenhebel, der über die Breite mehrfach angeordnete Abtasthebel automatisch kali­ briert werden kann. So erhält man die Möglichkeit, ein Gewichtsprofil auch über die Maschinenbreite zu ermitteln. Selbst bei Wechsel des Fasermaterials kann aus der Kombination ohne Handgriff für das Kalibrieren nach kurzer Kalibrierzeit schnell das Längs- und Querprofil von Speisevliesen oder anderen Wattevliesen mit Gewichtsangabe er­ zeugt werden.

Durch die erfindungsgemäße Kopplung der Abtastvorrichtung mit der Wiegeeinrichtung gelingt es, die Abtasteinrichtung gewichtsbezogen zu kalibrieren. Damit können sowohl über die Breite als auch über die Zeit gewichtsbezogene Angaben für das Faservlies gemacht werden. Mit dieser Kombination gelingt es, sowohl über die Laufrichtung als auch über die Maschinenbreite gesehen, ein in engsten Toleranzen gleichmäßiges Faservlies zu erzeugen und dieses meßtechnisch zu er­ fassen, um es kontrollieren zu können. Dabei sind eine Aufteilung des laufenden Faservlieses in kleine Kontrollflächen und direkte Angaben der Gewichte innerhalb der kleinen Kontrollflächen möglich.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform sind einer Mehrzahl von Karden je eine Meßvorrichtung für die Dickenabweichung vorgeschaltet, die mit dem Auswerterechner in Verbindung stehen. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß in einer Karderie nur eine Karde mit der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung (Kalibriersystem) ausgerüstet zu werden braucht, wobei die Kalibrierwerte allen anderen Karden, die nur ein Abtastsystem aufweisen, zugeführt werden, so daß alle Karden, die das gleiche Fasermaterial verarbeiten, gleichzeitig kalibriert werden können. So erhält man für alle Karden Gewichtsangaben über das Speisevlies. Es wird nur eine Wiegevorrichtung zur Kalibrierung einer Mehrzahl von Abtastvorrichtungen eingesetzt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stehen die Band­ dickenmeßgeräte der Karden (Flortrichter) über je einen Wandler mit dem Auswerterechner in Verbindung. Auf diese Weise gelingt eine direkte Anzeige des Bandgewichtes des die jeweilige Karde ver­ lassenden Faserbandes.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Meß­ vorrichtung für die Dickenabweichungen und nachgeschalteter Wiegeeinrichtung,

Fig. 2 eine Vorrichtung, bei der die Meßvorrichtung für die Dickenabweichungen der Wiegeein­ richtung nachgeschaltet ist,

Fig. 3 mehrere Karden, bei denen jeder Karde eine Meßvorrichtung für die Dickenabweichungen und einer Karde zusätzlich eine Wiegevorrich­ tung vorgeschaltet sind,

Fig. 4 eine Einrichtung wie Fig. 3 mit anderer Si­ gnalführung und

Fig. 5 eine Einrichtung wie Fig. 3 mit mehreren Karden, bei denen jeder Karde eine Meßvor­ richtung für die Dicke des Faserbandes nach­ geschaltet und einer Karde zusätzlich eine Wiegeeinrichtung vorgeschaltet ist.

Fig. 1 zeigt einen Speiseschacht 1 einer pneumatischen Flockenspeiser­ einrichtung, die einer Karde oder Krempel vorgeschaltet ist und die an ihrem unteren Ende zwei Abzugswalzen 2, 3 aufweist, unterhalb derer ein Auflagetisch 4 für das einer Karde (s. Fig. 2) zuzuführende Faser­ flockenvlies 5 angeordnet ist. Im Anschluß an den Auflagetisch 4 sind über die Breite der Oberfläche des Faserflockenvlieses 5 gesehen eine Mehrzahl von Muldenhebel 6 eng nebeneinanderliegend angeordnet. Wichtig sind Stellung und Form der Muldenhebel 6. Sie greifen von unten unter eine festangeordnete, drehbare und ggf. angetriebene Stützwalze 7, um eine zuverlässige Klemmung der Faserflocken zu ge­ währleisten. Jeder Muldenhebel 6 ist an einem Ende eines Hebelarms 8 befestigt, der um einen etwa in seiner Mitte angeordneten Dreh­ punkt 9 drehbar ist und an seinem anderen Ende durch ein Gewicht 10 oder eine Feder belastet ist. Zwischen dem Drehpunkt 9 und dem Ge­ wicht 10 ist an jedem Hebelarm 8 ein Sensor 11, z. B. ein Schiebewi­ derstand 11 a mit einem Abgreifer 11 b oder ein Tauchanker mit Tauch­ spule angeordnet. Allen Sensoren 11 ist ein Wandler 12 (elektrische Mittelwertbildungs-Einrichtung mit Meßwertaufbereitung) nachgeordnet. Der Wandler 12 ist mit einem Rechner 13 verbunden, an den eine An­ zeigeeinrichtung 14, z. B. ein Drucker, Bildschirm, o. dgl. angeschlossen ist.

Den Muldenhebel 6 ist in Arbeitsrichtung über die Breite ein orts­ festes Stützelement 14 nachgeordnet. Zwischen dem Stützelement 14 und einem nachfolgenden ortsfesten Auflagetisch 15 ist eine Wiege­ platte 16 angeordnet, die über ein Halteelement 16 a mit einem Sen­ sor 17, z. B. mit Dehnungsmeßstreifen-Wägezellen, in Verbindung steht. Dem Sensor 17 ist ein Wandler 18 nachgeordnet, der mit dem Rechner 13 verbunden ist. Der Wandler 18 dient der Meßwertaufbe­ reitung zur Verarbeitung der elektrischen Signale im Rechner 13 und, sofern mehrere Wiegeplatten 16 mit Sensoren 17 über die Breite ver­ teilt verwendet werden, zur Mittelwertbildung.

Nach Fig. 2 ist dem Auflagetisch 15 eine aus einer Speisewalze 19 und einem Speisetisch 20 bestehende Speisevorrichtung nachgeordnet, der ein Vorreißer 21 und die Trommel 22 einer Karde folgen. Die Speisewalze 19 ist über ein Halteelement 19 a und eine Feder 19 b ortsveränderlich abgestützt, so daß die Dickenschwankungen des zwi­ schen der Speisewalze 19 und dem ortsfesten Speisetisch 20 hindurch­ bewegten Faservlieses 5 erfassen können. Über einen Abgreifer 11 b steht die Speisewalze 19 mit einem Schiebewiderstand 11 a in Verbin­ dung, dem der Wandler 12 zur Umwandlung der der Wegauslenkung entsprechenden Signale in elektrische analoge Signale und der Rech­ ner 13 nachgeordnet sind. Der Wiegeplatte 16 und dem Sensor 17 sind der Wandler 18 zur Wandlung des den Gewichtsabweichungen entsprechenden Signalen in elektrische analoge Signale und der Rechner 13 nachgeordnet.

Im Rechner 13 wird in einem ersten Rechenelement 13 a durch Ver­ gleich und Langzeitbeobachtung über Integration und Iteration eine Beziehung zwischen Wegauslenkung und Gewicht zunehmend genauer bestimmt. In einem zweiten Rechenelement 13 b wird eine Beziehung zwischen Wegauslenkung und Gewicht hergestellt. Das zweite Rechen­ element 13 b und der Wandler 12 stehen mit einem dritten Rechenele­ ment 13 c in Verbindung. An den Rechner 13 ist eine Anzeigeeinrich­ tung 14 für das Gewicht angeschlossen. Die Signale der Anzeigeein­ richtung 14 können einer weiterverarbeitenden Einrichtung, z. B. Be­ triebsdatenerfassungseinrichtung, zugeführt werden.

Auf den Rechner kommt eine Zusatzaufgabe insofern zu, als das Fa­ servlies 5 im Durchlauf gemessen wird. Es wird während einer Meß­ zeit mittels des Wiegesensors 17 eine Vielzahl von Messungen durch­ geführt und deren Ergebnisse werden gespeichert. Es wird das Zeit­ integral der Messung gebildet. Das Integral wird der während der Meßzeit durchgelaufenen von Hand gemessenen Gewichtsgröße zuge­ ordnet. Damit ist eine gewichtsbezogene Kalibrierung für eine zeit­ liche Messung abgeschlossen. Damit kann für einen bestimmten Meß­ wert eine bestimmte zugehörige Gewichtsangabe gegeben werden.

Nach Fig. 3 sind drei Karden K ₁, K ₂ und K ₃ vorgesehen, deren Spei­ sewalzen 19 a, 19 b und 19 c jeweils ein Meßgerät 11′, 11′′ und 11′′′ für die Wegauslenkung infolge von Dickenschwankungen des Speise­ vlieses 5 zugeordnet sind. Die Meßeinheiten 11′, 11′′ und 11′′′ geben also der Vliesdicke der Speisevliese 5 für die Karden K ₁, K ₂ und K ₃ entsprechende elektrische Signale ab und sind mit dem Rech­ ner 13 verbunden. Der Karden K ₁ ist zusätzlich eine Wiegeeinrichtung mit Wiegeplatte 16 und Wiegesensor 17 zugeordnet, der dem Gewicht des Speisevlieses 5 für die Karde K ₁ entsprechende elektrische Signale abgibt; der Wiegesensor 17 ist ebenfalls mit dem Rechner 13 verbunden. An den Rechner 13 ist eine Anzeigeeinrichtung 14 a, 14 b, 14 c ange­ schlossen, die das Gewicht des Speisevlieses für die einzelnen Karden K ₁, K ₂ bzw. K ₃ anzeigen.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform wie Fig. 3, jedoch mit einer anderen Signalführung. Außer mit dem Rechner 13 sind die Anzeigegeräte 14 a, 14 b und 14 c noch mit den jeweils zugehörigen Sensoren der Dickenmeß­ geräte 11′, 11′′, 11′′′ der einzelnen Karden K ₁, K ₂ bzw. K ₃ verbunden. Der Rechner 13 führt den Anzeigegeräten 14 a, 14 b und 14 c jeweils den Kalibrierwert zu.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung einer Flockenspeisevorrichtung mit einer Karde; die Karde weist in bekannter Weise eine Speisewalze 19, einen Vorreißer 21, eine Trommel 22, einen Abnehmer 23, eine Abstreich­ walze 24, zwei Quetschwalzen 25, 26, ein Vliesleitelement 27, einen Flortrichter 28 und Abzugswalzen 29, 30 auf. Das (nicht dargestellte) Faserband durchläuft den Flortrichter 28, wobei die Banddicke z. B. mechanisch angetastet wird. Der dem Flortrichter 28 zugeordnete Sensor 31, der mechanisch gemessene Abweichungen des Faserbandes in elektrische Signale wandelt, steht über einen Wandler 32 elektrisch mit dem Rechner 13 und der Anzeigeeinrichtung 14 in Verbindung. Der Rechner 13 steht ebenfalls mit der Anzeigeeinrichtung 14 in Verbin­ dung. Zwischen den Abzugswalzen 2, 3 der Flockenspeisevorrichtung und der Speisewalze 19 der Karde sind eine Wiegeplatte 16 und ein Wiegesensor 17 angeordnet, wobei der Wiegesensor 17 mit dem Rech­ ner 13 in Verbindung steht. Auf diese Weise gelingt es, daß Band­ gewicht des Faserbandes auf der Anzeigeeinrichtung 14 direkt an­ zuzeigen. Auch wenn Fig. 5 nur das Beispiel einer Karde zeigt, so ist diese Ausführungsform entsprechend Fig. 3 auch für mehrere Karden anwendbar, wobei zweckmäßig nur vor einer Karde (z. B. K ₁) die Wiegeeinrichtung 16, 17 vorgesehen ist, während nach jeder Karde (K ₁, K ₂, K ₃) eine Meßvorrichtung 28, 31 für die Dicke des Faserbandes nachgeschaltet ist.

Beim Regelsystem Servolap DC von Houget Bosson wird mit einem oder mehreren Betastrahlen-Meßköpfen die Vliesmasse vor dem Krempeleinzug gemessen und in Abhängigkeit von dem so erhaltenen Signal wird die Einzugsgeschwindigkeit an der Krempel verändert. Das Verfahren ist aufwendig.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Messen der einer Textilmaschine zuzuführen­ den Fasermenge, bei der durch mindestens eine Meßvorrich­ tung über die Breite der Oberfläche eines Faserbelages ge­ sehen, an mehreren Stellen etwa entstehende Dickenabwei­ chungen mechanisch erfaßt und über einen Wandler einem Auswerterechner mit Anzeigeeinrichtung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßvorrichtung (11 a, 11 b; 11′, 11′′, 11′′′) für die Dickenbestimmung oder Massenbe­ stimmung eine Wiegeeinrichtung (Wiegeplatte 16, Wiegesen­ sor 17) für die kontinuierliche Wägung der wandernden Fa­ sern (5) vor dem Eintritt in die Textilmaschine (K ₁, K ₂, K ₃) zugeordnet ist, mit einer ersten Fasertransporteinrichtung (2, 3) für die Zufuhr der Fasern zur Wiegeeinrichtung (16, 17) und mit einer zweiten Fasertransporteinrichtung (19) für den Abzug der Fasern aus der Wiegeeinrichtung (16, 17), wobei die Wiegeeinrichtung (16, 17) über einen Wandler (18) mit dem Auswerterechner in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer Mehrzahl von Karden (K ₁, K ₂, K ₃) je eine Meßvorrich­ tung (11′, 11′′, 11′′′) für die Dicken- oder Massenbestim­ mung des Faservlieses (5) vorgeschaltet sind, die mit dem Auswerterechner (13) in Verbindung stehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiegeeinrichtung (16, 17) nur einer Karde (z. B. K ₁) vorgeschaltet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die vom Rechner (13) ermittelten Gewichts­ werte einer Weiterverarbeitung, z. B. Betriebsdatenerfassungs­ einrichtung, zugeführt werden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (11 a, 11 b, 11′, 11′′, 11′′′) mit der Anzeigeeinrichtung (14; 14 a, 14 b, 14 c) in Verbindung steht.

6. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 1 bis 5, bei der durch Banddickenmeßgeräte (Flortrichter) am Ausgang der Karde etwa vorhandene Dickenabweichungen des Faserbandes erfaßt und über einen Wandler in elektrische Signale umgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Banddickenmeßgeräte (28, 31) der Karden (K ₁, K ₂, K ₃) über je einen Wandler (32) mit dem Auswerterechner (13) in Verbindung stehen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wiegeeinrichtung (16, 17) nur einer Karde (z. B. K ₁) einer Mehrzahl von Karden vorgeschaltet ist.