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Die Erfindung betrifft die Steuerung einer Karde.
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Wie wichtig es ist, aus dem Kardierungsvorgang ein
gleichförmiges Faserband zu erhalten, ist wohl bekannt. Jede
nennenswerte Abweichung des Längengewichtes des Faserbandes
übersetzt sich in entsprechende Abweichungen in den Garn,
welches aus dem Faserband gebildet wird, und in den
Gewebeprodukten, die aus diesem Garn hergestellt werden.
Demzufolge ist es ein allgemeines Ziel der Kardenindustrie,
sehr geringe Abweichungen des Längengewichtes des
Faserbandes von einem Sollwert zu erreichen.
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Es gibt viele Vorschläge, Karden zu steuern, um so die
Gleichförmigkeit des Faserbandes zu verbessern. Wie
ausführlich in der US-A-42 75 483 erläutert ist, können die
früheren Systeme wie folgt unterteilt werden: Sogenannte
"Nach-Karden-Regulatoren" überwachen eine charakteristische
Eigenschaft des Faserflores oder -bandes, welches von
der Karde abgegeben wird und mit den Längengewicht des
Faserbandes in Beziehung steht, und nutzen diese
Überwachung dafür, die Drehzahl der Speisewalze der Karde so
zu steuern, wie dies zum Konstanthalten der
charakteristischen Eigenschaft erforderlich ist. Die sogenannten
"Vor-Karden-Regulatoren" dagegen überwachen eine
charakteristische Eigenschaft des Tempos oder des Wickels der
Faser, die der Karde zugeführt wird, und verwenden
Abweichungen von einem Sollwert zur Regulierung der
Zufuhrgeschwindigkeit. Die Zufuhr von Fasern in die Karde geschieht
durch eine umlaufende Speisewalze, welche mit einem
Zuführtisch eine Klemmstelle bildet. Die US-A-42 75 483
beschreibt ein Verfahren zur Steuerung einer Karde, bei
welchem die Bewegung der Speisewalze im wesentlichen
entlang einer Verschiebungslinie gegenüber dem Zuführtisch
erfaßt wird, welche von der Menge des Fasermaterials
abhängt, die zwischen der Speisewalze und dem Zuführtisch
eingeklemmt ist. Wenn sich größere Fasermengen durch die
Klemmstelle bewegen, sucht die Speisewalze sich weg von
dem Zuführtisch zu bewegen; diese Verschiebung wird dazu
verwendet, die Speisewalze so gesteuert zu verzögern,
daß die Zuführrate pro Zeiteinheit im wesentlichen konstant
bleibt. Wenn dagegen weniger Material zwischen der
Speisewalze und dem Zuführtisch passiert, dann sucht die
Speisewalze sich auf den Zuführtisch zuzubewegen; diese
Verschiebung wird dazu verwendet, die Speisewalze zu beschleunigen.
Auf diese Weise wird ein Steuersystem mit offener Schleife
gebildet, welches die Zufuhrrate von Material zur Karde
konstant halten soll, um so auch das Längengewicht des
Faserbandes, welches von der Maschine abgegeben wird,
konstant zu halten.
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Aus der DE-A-32 05 776 und der EP-A-0 275 471 ist außerdem
eine Karde bekannt, welche einen Zuführtisch, eine
Speisewalze, die mit dem Zuführtisch eine Klemmstelle bildet,
eine Antriebseinrichtung zum Verdrehen der Speisewalze,
eine Kratzenwalze zum Einziehen von Fasern von dem
Zuführtisch und zum Zuspeisen zu einem Hauptkardenzylinder,
eine Kardiereinrichtung, welche mit dem Kardenzylinder
zusammenwirkt und die Kardierung bewirkt, einen Abnehmer,
eine Liefereinrichtung, welche die kardierten Fasern von
dem Abnehmer abnimmt, eine Sensoreinrichtung, welche auf
Abweichungen von einem vorherbestimmten Gewicht des zur
Kratzenwalze gespeisten Materials anspricht und ein
entsprechendes Ausgangssignal erzeugt sowie eine
Rückkopplungseinrichtung umfaßt, welche auf das Ausgangssignal
anspricht und hiernach die Funktion der
Antriebseinrichtung steuert und dadurch die Drehzahl der Speisewalze
so variiert, daß das Gewicht des Materials, welches der
Kratzenwalze zugespeist wird, zurück auf den
erforderlichen
vorherbestimmten Wert gebracht wird.
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Die vorliegende Erfindung dagegen befaßt sich mit einem
vollständig neuartigen Konzept zur Steuerung einer Karde,
welches sich radikal von den Karden unterscheidet, die
aus den oben genannten Vorveröffentlichungen bekannt sind,
sowie von anderen im Stande der Technik bereits bekannten
Systemen. Sie schafft eine andere Einrichtung, mit welcher
der Antriebseinrichtung, welche die Drehzahl der
Speisewalze steuert, eine Rückkopplung gegeben wird.
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Eine Karde der o.g. bekannten Art ist dadurch
gekennzeichnet, daß eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist, welche die
Variation im Drehmomentenbedarf der Kratzenwalze oder
des Hauptkardenzylinders überwacht, die aus etwaigen
Abweichungen des vorherbestimmten Gewichtes des der
Kratzenwalze zugespeisten Materials resultiert.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden
nachfolgend anhand der Figuren 5 bis 10 der anliegenden
Zeichnung näher erläutert. Um jedoch den Hintergrund der
vorliegenden Erfindung deutlich zu machen, werden zunächst
Bauweisen von Karden anhand der Figuren 1 bis 4 der
anliegenden Zeichnung beschrieben. Es zeigen
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Figur 1: eine schematische Draufsicht auf eine Karde
und eine hierfür bestimmte Steuervorrichtung;
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Figur 2: eine vergrößerte Ansicht einer ersten
Speisewalzenanordnung;
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Figur 3: eine vergrößerte Ansicht einer zweiten
Speisewalzenanordnung mit zugehöriger Steuereinrichtung;
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Figur 4: eine vergrößerte Ansicht einer dritten
Speisewalzenanordnung
mit zugehöriger Steuereinrichtung.
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Figur 1 zeigt schematisch die Draufsicht auf eine
herkömmliche Karde. Diese weist eine Kratzenwalze 1, einen
Hauptkardenzylinder 2 und einen Abnehmerzylinder 3 auf,
die alle von einem Elektromotor 4 angetrieben werden.
Eine Speisewalze 5 wirkt mit einem Zuführtisch 7 zusammen
und führt zu kardierendes Material der Kratzenwalze 1
zu. Die Speisewalze wird über ein Antriebssystem von dem
Abnehmer 3 angetrieben. Das Antriebssystem enthält eine
Geschwindigkeits-Einstelleinrichtung 7, die als
herkömmlicher Konusantrieb dargestellt ist. Die Geschwindigkeits-
Einstelleinrichtung enthält einen Eingangskonus 8, der
von dem Abnehmer angetrieben ist, sowie einen
Ausgangskonus 9, welcher die Speisewalze 5 antreibt. Ein Riemen
10 überträgt das Antriebsmoment zwischen dem Eingangs-
und dem Ausgangskonus. Der Riemen kann durch einen
Riemenschieber 11 verschoben werden. Dieser ist, wie in der
Figur gezeigt durch eine Gewindespindel 12 nach links
oder rechts bewegbar. Die Gewindespindel 12 ist durch
einen Motor 13 verdrehbar, dessen Funktion von einer
Steuereinrichtung 14 bestimmt ist. Durch Bewegung des
Riemens läßt sich das Übersetzungsverhältnis zwischen
den beiden Konen einstellen und so die Drehzahl der
Speisewalze 5 relativ zum Abnehmer 3 variieren. Diese Variationen
erfolgen entsprechend den Variation des Materialgewichts,
welches jeweils zwischen der Speisewalze und dem
Zuführtisch durchläuft.
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Wie in Figur 2 dargestellt, ist die Speisewalze 5 so
gelagert, daß sie sich in in Seitenträgern 21 montierten
Lagern verdrehen kann. Die Seitenträger 21 sind an dem
Zuführtisch 6 befestigt. An jeder Seite der Speisewalze
5 ist im Träger 21 ein Dehnungsmeßgerät 22 untergebracht,
welches einem elektronischen, in der Steuereinrichtung
14 enthaltenen Kreis ein kontinuierlich ausgelesenes
Signal zuführt. Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß
die Dehnung der seitlichen Träger 21 je nach der Dicke
des Materials, welches zwischen der Speisewalze und dem
Zuführtisch durchläuft, variiert. Die Signale der beiden
Dehnungsmeßgeräte werden addiert; die Steuereinrichtung
14 kann in einer Position auf Null gestellt werden, in
welcher die Summe eine bestimmte Solldicke des Materials
repräsentiert. Eine größere momentane Dicke des Materials
erhöht die Dehnung, wobei der Summenwert proportional
zu der Dicke ist. Dieser Wert wird dann dazu verwendet,
den Riemenschieber in einer solchen Richtung anzutreiben,
daß die Drehzahl der Speiserolle reduziert wird. Wenn
in ähnlicher Weise die Dicke kleiner wird, geht auch die
Dehnung zurück. Der Riemenschieber wird in einer solchen
Richtung bewegt, daß die Speisewalze beschleunigt wird.
Somit erfolgt eine sofortige Korrektur der
Speisewalzendrehzahl entsprechend den Variationen in der Dicke des
Materials, welches von der Speisewalze gefördert wird.
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Bei der in Figur 3 dargestellten Anordnung wird die
Speisewalze 5 in irgendeiner geeigneten Weise so gehalten, daß
sie sich in der Nähe des Zuführtisches drehen kann. Der
Zuführtisch ist mit einer Anzahl von Luftkanälen 31
ausgebildet, die so ausgerichtet sind, daß sie sich an
der oberen Oberfläche des Zuführtisches in einer Richtung
öffnen, die an der Stelle, die der Nase 32 des
Zuführtisches so nahe wie möglich ist, im wesentlichen radial
zur Speisewalze steht. Eine Plenumkammer 33 ist am unteren
Teil des Zuführtisches befestigt; eine Luftleitung 34 führt
Luft in die Plenumkammer. Die Luftleitung enthält eine
Drosselstelle 35; Druckwandler 36 und 37 sind sowohl
stromauf als auch stromab von der Drosselstelle vorgesehen.
Wenn in Funktion die Luftleitung mit Luft unter konstantem
Druck versorgt wird und wenn der Widerstand, welcher von
dem zwischen der Speisewalze und dem Zuführtisch
durchlaufenden Material der Luft entgegengesetzt wird, konstant
bleibt, gibt es einen konstanten Druckabfall über der
Drosselstelle 35. Wenn jedoch die Materialmenge zwischen
der Speisewalze und dem Zuführtisch anwächst, dann wächst
der Widerstand, welcher der aus den Kanälen 31 fließenden
Luft entgegengesetzt wird, ebenso wie der Rückdruck in
der Plenumkammer an. Die Druckdifferenz zwischen den
Wandlern 36 und 37 verändert sich. Diese Änderung kann
von der Steuereinrichtung 14 dazu verwendet werden, die
Speisewalze so anzusteuern, daß ihre Drehzahl reduziert
wird. Wenn entsprechend die Dicke des Materials reduziert
wird, verringert sich der Widerstand, welcher der aus den
Kanälen 31 strömenden Luft entgegengesetzt wird. Die
Druckdifferenz verändert sich und diese Veränderung wird
von der Steuereinrichtung dazu benutzt, die Drehzahl der
Speisewalze zu erhöhen.
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Bei der in Figur 4 dargestellten Anordnung ist die
Speisewalze 5 in Lagern drehbar gehalten, welche sich am Ende
von Hebelarmen 41 befinden. Jeweils ein Hebelarm 41
befindet sich an jeder Seite der Vorrichtung. Die Hebelarme
41 sind jeweils mit dem Schieber 42 eines entsprechenden
Steuerventiles und mit der Kolbenstange 43 eines Kolbens 44
verbunden, der in einem doppeltwirkenden Zylinder 45
arbeitet. Strömungsmittel kann unter der Kontrolle des
Steuerventiles von einer Pumpe 46 dem Zylinder zugespeist
und dann zur Rückleitung 46a zurückgeführt werden. Eine
Strömungsmittelleitung 47 ist mit einem weiteren Zylinder
48 verbunden. In diesem ist ein Kolben 49 durch eine
Kompressionsfeder 50 gegen den Strömungsmitteldruck unter
Vorspannung gesetzt. Eine Bewegung der Kolbenstange 51
an jeder Seite der Vorrichtung wird auf die
Steuereinrichtung 14 übertragen, wobei die beiden Bewegungen addiert
und dazu verwendet werden, die Verschiebung des Riemens
in dem Konusantrieb zu steuern.
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Wenn in Funktion ein dickerer Wickelabschnitt auftritt,
versucht die Speisewalze, sich von dem Zuführtisch
wegzubewegen. Hierdurch wird der Schieber 42 des Ventils so
bewegt, daß Strömungsmittel auf die rechte Seite des
Kolbens 44, gesehen in der Sicht der Figur 4, zugeführt wird.
Auf diese Weise wird die Speisewalze gegen die trennende
Kraft in ihre ursprüngliche Position zurückgeführt. Der
erhöhte Druck in der Leitung 47 führt zu einer Bewegung
der Kolbenstangen 51. Dies wiederum steuert die
Riemenverschiebung derart, daß die Speisewalze gebremst und
so eine Kompensation für die größere Dicke geschaffen wird.
Eine Steuerung in entgegengesetzter Richtung erfolgt,
wenn eine verringerte Dicke auftritt.
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Offensichtlich gibt es noch andere Systeme, welche auf
Variationen in der Faserdicke, die zwischen Speisewalze
und Zuführtisch durchläuft, ansprechen und nicht von der
Messung der Bewegung der Speisewalze quer zum Zuführtisch
abhängen.
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Der nachfolgende Teil der Beschreibung betrifft nunmehr
bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Dabei sei an
die Einleitung erinnert, wonach frühere Steuersysteme in
zwei Gruppen eingeteilt wurden, nämlich in Vor-Karden- und
Nach-Karden-Regulatoren. Die in den Figuren 2 bis 4
gezeigten Speisewalzensysteme sind natürlich Vor-Karden-
Regulatoren. Diese mögen zwar bestimmte Vorteile gegenüber
Nach-Karden-Regulatoren haben; gleichwohl wurde nunmehr
erkannt, daß auch hier die Messung noch immer nicht an
der idealen Stelle stattfindet. Wenn nämlich eine
Überspeisung oder eine Unterspeisung an der Speisewalze
festgestellt und die hieraus resultierende Korrektur sehr rasch
an der Speisewalze durchgeführt wird, dann erfolgt die
Korrektur früher als der Abschnitt mit falschem
Fasergewicht tatsächlich die Karde erreicht. Dies ist schon für
sich eine mögliche Fehlerquelle. Aus dem Stande der Technik
ist eine Anordnung bekannt, welche sich mit diesem Problem
befaßt: die sogenannte Uster-M-Steuereinrichtung. Diese
benutzt eine optische Meßeinheit, welche die relativen
Querschnittsveränderungen der Faser auf der Kratzengarnitur
des Hauptzylinders prüft und auf derartige Variationen
damit antwortet, daß sie je nach Bedarf die Drehzahl der
Speisewalze verändert. Dies ist jedoch eine komplexe und
teure Anordnung.
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Gemäß den bevorzugten Ausführungsformen wird eine
dynamische Variable der Karde selbst, welche mit dem
Faserbandgewicht pro Längeneinheit verknüpft ist, gemessen. Diese
befindet sich stromab von der Zuspeisung der Fasern zur
Kratzenwalze und umfaßt eine Rückkopplungsanordnung,
welche auf Variationen des Drehmomentenbedarfes der
Kratzenwalze oder des Hauptkardenzylinders als Folge der
Variation des Gewichtes des der Kratzenwalze zugeführten
Materials anspricht. Die Variationen, die bei diesen
Messungen auftreten, werden dazu verwendet, die Drehzahl
einer Speisewalze für die Karde zu steuern. Somit wird
die Menge des Materials, die jeweils tatsächlich in die
Karde eingegeben bzw. durch diese hindurchgeführt wird,
zur Erzeugung eines Steuersignales verwendet; Fehler, die
zwischen einem Vor-Karden-Regulator und der Karde selbst
entstehen könnten, lassen sich so eliminieren.
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Vorzugsweise ist die erfaßte dynamische Variable die
Leistungsaufnahme der Kratzenwalze. Diese ist direkt mit
dem Gewicht des Materials, welches durch die Kratzenwalze
von der Nase des Zuführtisches eingezogen wird, verbunden.
Das abfragende Signal wird somit an exakt der optimalen
Stelle gewonnen. Eine Veränderung der Zuführrate erfolgt
an dem Punkt an dem die Faser von der Speisewalze
freigegeben wird, das heißt, an der Nase des Zuführtisches.
Dadurch, daß die Abfrage an der Nase erfolgt, fallen die
Punkte der Ab frage und der Einstellung so nahe wie irgend
möglich zusammen. Neben der Einstellung, die von der
Leistungsaufnahme abgeleitet wird, kann es notwendig sein,
einen zusätzlichen Korrekturfaktor anzuwenden, der mit
der Drehzahl der Kratzenwalze und mit der
Produktionsrate verknüpft ist.
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Bei einer alternativen Ausführungsform ist die gemessene
dynamische Variable die Leistungsaufnahme des Motors,
welcher den Kardenzylinder antreibt, oder der Widerstand,
der am Umfang des Kardenzylinders auftritt. Beide Größen
sind direkt mit dem Gewicht des Materials auf dem Zylinder
verknüpft und sind wiederum genau mit dem Gewicht pro
Längeneinheit des Faserbandes, welches von der Karde
gebildet wird, verknüpft. Wenn die Leistungsaufnahme als
Variable benutzt wird, kann es wiederum notwendig sein,
einen Korrekturfaktor für Drehzahlveränderungen
einzusetzen.
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Spezielle Ausführungsformen der Erfindung werden nun
beispielhaft anhand der weiteren anliegenden Zeichnung
beschrieben. Es zeigen
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Figur 5: schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel;
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Figur 6: ein Detail einer Motorbefestigung, die in Figur
5 verwendet wird;
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Figur 7: eine schematische Seitenansicht eines weiteren
Ausführungsbeispiels;
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Figur 8: eine schematische Seitenansicht noch eines
weiteren
Ausführungsbeispiels;
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Figur 9: ein Detail einer praktischen Realisierung des
Ausführungsbeispieles von Figur 8;
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Figur 10: eine schematische Ansicht eines letzten
Ausführungsbeispieles.
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In Figur 5 sind eine Speisewalze 51 und ein Zuführtisch
52 dargestellt. Die Speisewalze ist in irgendeiner
geeigneten Weise drehbar montiert und wird von einem Motor
53 angetrieben. Die Kratzenwalze 54 der Karde ist in der
Nähe des Zuführtisches montiert und kann sich am
Kardenrahmen in üblicher Weise verdrehen. Die Kratzenwalze wird
jedoch nicht von dem Kardenzylinder sondern bei diesem
Ausführungsbeispiel über einen Riemen 56 von einem
getrennten Motor 55 angetrieben. Der Motor ist an einer Gabel 57
montiert, welche in Lagern 58 von Stummelwellen 59 gehalten
ist. Die Stummelwellen 59 sind an einem Käfig 59a befestigt,
der seinerseits am Rahmen der Karde festgemacht ist. Ein
Arm 60 ragt aus dem unteren Teil der Gabel hervor und
wird in der Sicht der Figur 5 gegen den Uhrzeigersinn
durch eine Zugfeder 61 vorgespannt. Der Arm 60 ist direkt
mit einem Potentiometer 62 verbunden, das in einem Kreis
63 enthalten ist. Dieser führt einem reversiblen Motor
64 Strom zu. Der Motor 64 treibt eine Gewindespindel an,
welche das bewegliche Element eines weiteren
Potentiometers 65 steuert. Dieses ist in einem Kreis 66 enthalten,
welcher dem Motor 53 Strom zuführt.
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Die Vorrichtung ist folgendermaßen eingerichtet: Wenn
die Kratzenwalze 54 normal läuft, sich also mit einer
bestimmten konstanten Drehzahl dreht, zieht sie ein
bestimmtes Fasergewicht pro Zeiteinheit von der Nase des
Zuführtisches 52 ein und übt somit ein bestimmtes
Drehmoment
auf den Motor 55 aus. Dieses führt dazu, daß die
Gabel 57 in ihren Lagern gegen die Wirkung der Feder 61
in eine Position verschwenkt, welche mit dem Drehmoment
verknüpft ist. Im stationären Zustand entspricht diese
Position des Armes 60 der Mittelposition des
Potentiometers 62. In dieser fließt kein Strom im Schaltkreis
zum Motor 64, welcher demzufolge stationär ist. Der Motor
53 dreht sich mit seiner normalen eingestellten Drehzahl.
Wenn nunmehr ein dickerer Abschnitt des zugeführten
Ausgangsmateriales an der Nase des Zuführtisches der
Kratzenwalze 54 angeboten wird, erhöht sich das Drehmoment am
Motor 55 und der Arm 60 verschwenkt weiter gegen den
Uhrzeigersinn, gesehen in der Sicht der Figur 5, gegen die
Wirkung der Feder 61. Das Potentiometer 62 wird aus der
mittleren Nullstellung nach links bewegt und dem Motor
64 wird Strom zugeführt. Dieser Motor verdreht sich in
einem Sinne, in welchem sich der Widerstand des
Potentiometers 65 vergrößert. Hierdurch wird die Drehzahl des
Motors 53 abgesenkt und so die Materialzufuhr verringert.
Die Überspeisung wird auf diese Weise sehr schnell
korrigiert.
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Wenn die korrekte Dicke des zugeführten Materials hinter
der Speisewalze 51 wieder hergestellt ist, führt die
nunmehr geringere Drehzahl dieser Walze zu einem niedrigeren
Fasergewicht pro Zeiteinheit an der Kratzenwalze, und
somit wird weniger Faser von der Nase des Zuführtisches
abgenommen. Das Drehmoment an der Kratzenwalze wird
demzufolge kleiner; der Arm 60 bewegt sich in der Sicht der
Figur 5 im Uhrzeigersinn. Ein Strom in umgekehrter
Richtung fließt im Schaltkreis 63, derart, daß der Motor 64
in einer Richtung angetrieben wird, in welcher der
Widerstand des Potentiometers 65 verringert und somit der Motor
53 und die Speisewalze 51 beschleunigt werden. Es ist zu
erkennen, daß die Drehzahl des Speisewalzenmotors mit
einer Geschwindigkeit erhöht bzw. verringert wird, welche
von der Abweichung des Drehmomentes von dem Normalniveau
abhängt. Auf diese Weise wird ein Steuersystem mit
geschlossener Schleife geschaffen, welches sehr rasch
anspricht.
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Bei einer Alternative zur dargestellten Anordnung kann
das Drehmoment der Kratzenwalze elektronisch
(beispielsweise-durch Messung der Wattzahl des Motors 55) gemessen
werden. Ein von dieser Messung abgeleitetes Signal kann
dazu verwendet werden, direkt den dem Motor 53 zugeführten
Strom und somit die Drehzahl der Speisewalze 51 zu steuern.
Die beschriebene Montageeinrichtung mit Gabel und Käfig
wird somit nicht benötigt. Dies ist ein Beispiel dafür,
wie das System mit einer offenen Schleife betrieben
wird. Bei einer anderen Anordnung, in welcher wiederum
die Gabel und der Käfig weggelassen werden können, kann
ein Drehenkoder an der Welle des Motors 55 enthalten sein,
welcher den Motorschlupf mißt und auf diese Weise eine
Funktion des Drehmomentes abgibt. Das Signal von dem
Enkoder kann entweder dazu verwendet werden, einen
Schaltkreis mit doppeltem Potentiometer, wie in Figur 5 gezeigt,
zu steuern, oder dazu, direkt den Strom zum Motor 53 zu
steuern.
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Figur 7 zeigt schematisch ein System mit einer Speisewalze
71, einem Zuführtisch 72, einer Kratzenwalze 73 und einem
Motor 74, welcher die Kratzenwalze über einen Riemen 75
antreibt. Ein drehmomentenabhängiges Signal vom
Kratzenwalzenmotor 74 oder von einer Montageeinrichtung 76 für
diesen Motor wird dazu verwendet, den Riemenschieber eines
Konusriemenantriebes 77 zu steuern. Dieser besitzt einen
Eingangs-Konus 74, welcher von den Kalanderwalzen der
Karde angetrieben wird, sowie einen Ausgangskonus 79,
welcher die Speisewalze 71 antreibt. Der Antrieb des
Riemenschiebers kann direkt auf mechanischen Weg vom Arm
80 einer Motorgabel erfolgen oder der Riemenschieber kann
von einer Gewindespindel angetrieben werden, die, wie
in Figur 1 gezeigt, von einem Motor verdreht wird. Die
Drehung des Motors wird dabei von einem Signal gesteuert,
welches von der Bewegung des Armes 80 oder elektronisch
von dem Motordrehmoment abgeleitet wird. Das in Figur
7 gezeigte System ist ein Steuersystem mit offener Schleife;
es hat jedoch wiederum den Vorteil, daß es auf die
Materialmenge anspricht, die tatsächlich auf die Kratzenwalze
aufgeladen wird.
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Figur 8 zeigt schematisch ein System, welches die Steuerung
mit offener Schleife mit einer Steuerung mit geschlossener
Schleife kombiniert. Das System umfaßt eine Speisewalze
71, einen Zuführtisch 72, eine Kratzenwalze 73 sowie einen
Motor 74, welcher über einen Riemen 75 die Kratzenwalze
antreibt. Dies ist im wesentlichen ähnlich dem, was in
Figur 7 gezeigt ist. Der Motor weist eine
Montageeinrichtung 86 auf. Der vom Ausgangskonus 81 eines
Konusantriebssystems 82 kommende und auf dieselbe Weise wie in Figur
7 gezeigt gesteuerte Antrieb wird einem Differential 83
zugeführt, welches außerdem einen Antrieb 84 direkt von
einem Autoleveller erhält, wie er in der US-A-36 44 964
beschrieben ist. Die beiden Antriebe werden in dem
Differential addiert, und die Summe der Antriebe wird an die
Speisewalze 71 gelegt.
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Figur 9 zeigt eine praktische Art, wie das Konzept von
Figur 8 realisiert werden kann. Der kardierte, von dem
Abnehmer der Karde abgenommene Faserflor wird zu einer
Verdichtertrompete 102 und durch zwei mit Zunge und Nut
versehene Meßwalzen 103 und 104 geführt, die ihrerseits
Teil einer Kalandereinrichtung sein können. Die Walze 103
wird von einem Element eines geeigneten Hebelsystemes
verdrehbar gehalten, welches insgesamt mit 123 bezeichnet
ist und wie es beispielsweise in der US-A-36 44 964
beschrieben ist. Das Hebelsystem ist von der Art, daß es
am Ende des Systemes eine vergrößerte Bewegung erzeugt.
Diese Bewegung wird auf den Schieber eines Steuerventiles
124 übertragen, welches die Strömung eines
Strömungsmittels mit niedrigem Druck von einer Pumpe 125 steuert,
welche direkt von dem Abnehmerantrieb angetrieben wird.
Das Steuerventil hat zwei Auslaßöffnungen 126 und 127,
welche so angeschlossen sind, daß sie Strömungsmittel
zu gegenüberliegenden Seiten eines Kolbens 128 leiten,
welcher in einen Zylinder 128a eines Strömungsmittelmotors
130 arbeitet. Das Ventil weist außerdem eine Verbindung
mit dem Rücklauf 131 auf. Der Kolben 128 hat eine
Kolbenstange 129, mit deren Ende ein Hebel 120 über einen
Gelenkzapfen 121 verbunden ist. Der längere Arm des Hebels
120 ist mit einem Riemenschieber 134 verbunden. Dieser
verschiebt den Riemen 135 eines Konusriemenantriebes,
dessen Eingangskonus 136 von dem Kalander angetrieben
ist und dessen Ausgangskonus 137 so angeschlossen ist,
daß er die Speisewalze 71 antreibt.
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Der kürzere Arm des Hebels 120 ist gelenkig bei 138 mit
einem Verbindungsarm 139 verbunden, der bei 140 an einen
Hebel 141 angelenkt ist. Dieser ist an seinem anderen
Ende ebenfalls an einem Arm 142 angelenkt, der an der
Gabel 86 des Antriebsmotors 87 für die Kratzenwalze 73
befestigt ist.
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In Funktion wird das System so eingestellt, daß es der
jeweils auszuführenden Kardierungsfunktion entspricht.
Es wird so eingerichtet, daß es bei einer vorgegebenen
Übertragungsrate von Fasern auf die Kratzenwalze und somit
bei einem bestimmten von dem Antriebsmotor der Kratzenwalze
gespürten Drehmoment ein Faserband bestimmter
Feinheitsnummer
erzeugt. Unter diesen Bedingungen befinden sich
die Teile in den Positionen, die in Figur 9 gezeigt sind.
Der Riemen 135 befindet sich dabei in seiner mittleren
Position auf den beiden Riemenscheiben und treibt so die
Speisewalze mit einer bestimmten Übersetzung der
Kalanderdrehzahl.
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Wenn während des Betriebe die Kratzenwalze weiterhin ein
konstantes Fasergewicht pro Zeiteinheit von dem
Zuführtisch aufnimmt und wenn die Feinheitsnummer des Faserbandes
bei dem Sollwert bleibt, dann treten innerhalb des Systems
keine Einstellungen auf. Wenn es jedoch eine Abweichung
in der Rate gibt, mit welcher Material durch die
Kratzenwalze von dem Zuführtisch abgenommen wird, dann erhöht
oder verringert sich das Drehmoment am Kratzenwalzenmotor.
Eine Bewegung des Armes 141 und der Stange 139 führt dazu,
daß der Hebel 120 um die Schwenkachse 121 verschwenkt
und so den Riemen an den Antriebskonen bewegt. Ein
erhöhtes von dem Kratzenwalzenmotor gespürtes Drehmoment
führt zu einer Riemenbewegung in dem Sinne, in welchem
die Drehzahl der Speisewalze verringert wird. Umgekehrt
führt eine Verringerung des Drehmomentes zu einer Bewegung
des Riemens in einer solchen Richtung, in welcher die
Drehzahl der Speisewalze erhöht wird. Variationen in der
Beladung der Speisewalze werden auf diese Weise sehr rasch
durch dieses System mit offener Schleife kompensiert.
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Kompensationen erfolgen auch bei Variationen in der Dicke
des Faserbandes. Erhöht sich die Feinheitsnummer der
Faserbandes, dann wird das Ventil 124 so betätigt, daß die
Pumpe 125 Strömungsmittel in den Zylinder 128a pumpen und
den Kolben 128 ausfahren kann. Auf diese Weise wird der
Antriebsriemen 135 so bewegt, daß das
Übersetzungsverhältnis verringert und die Speisewalze verlangsamt wird. Die
verringerte Zuführrate führt dazu, daß die Dicke des
Faserbandes
auf den Sollwert zu reduziert wird. Umgekehrt führt
eine Reduktion in der Dicke des Faserbandes unter den
Sollwert dazu, daß Strömungsmittel in den Zylinder 128a
eingespeist und der Kolben 128 zurückgezogen wird. Auf
diese Weise wird der Antriebsriemen 135 in einem Sinne
bewegt, in welchem das Übersetzungsverhältnis zur
Speisewalze 1 erhöht und so diese Speisewalze beschleunigt wird.
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Es ist zu erkennen: Dadurch, daß der
strömungsmittelbetriebene Motor 130 in Reihe mit dem auf Drehmoment
ansprechenden System geschaltet wird, wird der Effekt von Fehlern
in der Dicke des Faserbandes, der von den Rollen 103 und
104 mit Zunge und Nut erfaßt wird, zu dem Effekt der
Variationen in der Wickelzuführung, der an der Kratzenwalze
erfaßt wird, addiert. Der kumulative Effekt wird dazu
verwendet, die Zufuhrrate durch Einstellung der
Drehzahl der Speisewalze anzupassen. Auf diese Weise ergibt
sich eine gute Kontrolle über die Feinheitsnummer des
Faserbandes, insbesondere da die Steuerung mit
geschlossener Schleife, welche die Dicke des Faserbandes abfragt,
einen Drift der Steuerung mit offener Schleife, welche
an der Kratzenwalze abfragt, kompensiert und verhindert.
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Die in den Figuren 5 bis 9 beschriebenen Systeme sprechen
alle auf Drehmomentenvariationen an der Kratzenwalze an.
Selbstverständlich können auch ähnliche Systeme verwendet
werdend welche auf das Drehmoment am Motor ansprechen,
welcher den Kardenzylinder antreibt. Der Zylindermotor
kann also in einer Gabel montiert werden, kann ein
angeschlossenes Wattmeter aufweisen oder kann auch einen
Enkoder antreiben, um so ein Signal ableiten und zur
Steuerung der Drehzahl der Speisewalze verwenden zu können.
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Das Drehmoment sowohl an der Kratzenwalze als auch am
Kardenzylinder hängen von ihrer Drehzahl ab, die so
eingestellt
ist, daß sie den erforderlichen
Kardierungsbedingungen entspricht. Dies muß berücksichtigt werden,
wenn die Maschine geeicht wird. Eine
geschwindigkeitsabhängige Korrektur muß am System vorgenommen werden.
Das Drehmoment ändert sich auch, wenn bei einem
bestimmten Gewicht des Faserbandes die
Produktionsgeschwindigkeit der Maschine verändert wird. Die Drehzahl des
Abnehmers bzw. der Kalanderwalzen verändert sich dann und
ein hiervon abgeleiteter Korrekturfaktor kann dazu
verwendet werden, den Nullpunkt und die
Beschleunigungscharakteristik der Ausführungsform von Figur 5 durch einen
bekannten Mikrochip zu verändern. Ahnliche Korrekturen
können bei den anderen beschriebenen Ausführungsbeispielen
vorgenommen werden.
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Figur 10 zeigt ebenfalls ein System, welches auf eine
Abfrage am Hauptkardenzylinder zurückgreift. In dieser
Figur ist der Zylinder mit dem Bezugszeichen 150
bezeichnet. An jeder Seite des Zylinders befindet sich ein
Knie 151, wie dem Fachmann auf diesen Gebiet bekannt
ist. In einem Gebiet am Umfang des Zylinders wird ein
Wagen 152 auf Rädern 153 von den Biegungen auf jeder Seite
des Zylinders getragen und wird durch Zugfedern 154 gegen
die Kniee gehalten. Am Wagen sind zwei Deckel 155
angeschraubt, die Kardenelemente aufweisen, welche mit den
Kardenelementen des Zylinders in bekannter Weise
zusammenwirken. Die Deckel liegen zwischen zwei festen Platten
156, 157, die in irgendeiner geeigneten Weise an der Karde
befestigt sind. Die Zwischenräume zwischen den Deckeln
und den Platten sind durch flexible Dichtungen 158
abgedichtet. An jeder Seite des Zylinders gibt es einen Wandler
159, gegen welchen ein Ende des Wagens 152 anliegt.
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Wenn der Zylinder in der Sicht von Figur 10 im
Uhrzeigersinn verdreht wird, ist offensichtlich der Effekt der
Fasern zwischen dem Zylinder und den Deckeln der, die
Deckel im Uhrzeigersinn zu ziehen. Die Größe der Kraft,
die auf die Deckel ausgeübt wird, hängt dabei vom Gewicht
der Faser ab, die auf den Zylinder geladen ist. Die Kraft
auf die Deckel wird von den Wandlern 159 abgefragt und
die Signale der Wandlern können dazu verwendet werden,
die Drehzahl der Speisewalze in jedem der bereits
beschriebenen Systeme zu steuern.
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In jedem der beschriebenen Systeme kann eine Einrichtung
vorgesehen sein, welche die Speisewalze oder irgendein
anderes Element der Karde anhält, wenn das an der
Kratzenwalze oder am Hauptkardenzylinder abgefragte Drehmoment
oder die von den Wandlern 159 erfaßte Kraft einen
bestimmten Wert übersteigt, welcher einen fehlerhaften Zustand
anzeigt.
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Weitere Abwandlungen können vorgenommen werden; andere
Systeme, welche auf den hier beschriebenen Prinzipien
beruhen, erschließen sind dem Fachmann. Insbesondere kann
jedes der beschriebenen Ausführungsbeispiele die Steuerung
in Abhängigkeit sowohl von einer Variablen an der
Speisewalze oder einer dynamischen Variablen stromab von der
Speisewalze als auch von einem Signal bewirken, welches
auf Variationen in der Dicke des Faserbandes an den Walzen
mit Zunge und Nut am Abgabeende der Maschine anspricht.
Figur 9 zeigt ein Beispiel für diese doppelte Steuerung.
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Dabei versteht sich, daß auch ein in irgend einer
geeigneten Weise von den Walzen mit Zunge und Nut abgeleitetes
Signal der Steuereinrichtung 14 des Vor-Karden-Regulators
aus den Figuren 1 bis 4 oder jedem geeigneten Teil der Nach-
Karden-Regulatoren der Figuren 5 bis 7 und 10 überlagert
werden kann.