-
Verfahren und Einrichtung zum Herstellen eines gleichmäßigen Kardenbandes
Bekanntlich werden dde sehr unerwünschten Nummernschwankungen von Kardenbändern
fast ausschließlich durch Schwankungen :der Nummer des der Karde vorgelegten Wickels
hervorgerufen: Hierbei ist zu ;berücksichtigen, daß eine 5 cm lange dünnere Stelle
des Wickels wegen des rund i oofachen Verzuges der Karde das Kardenbarndauf rund
5 m Länge entsprechend schwächt. Schlagmaschinenwickel lassen sich trotz größter
Vorsicht und trotz Verwendung einwandfreier Maschinen nicht völlig gleichmäßig herstellen.
Das betriebsmäßig festgestellte Gesamtgewicht des Wickels mag vom Sollgewicht gar
nicht oder nur unwesentlich abweichen. Damit ist jedoch noch keine Gewähr gegeben,
daß die Gleichmäß)i;gkeit der Masseverte lung der Einzelfasern über dde ganze Länge
des Wickels entsprechend gut ist.
-
Diese Tatsache ist seit langem bekannt und hat zur Konstruktion von
besonderen Prüfgeräten Anlaß gegeben, die die Schwankungen der Wickelfasermasse
kontinuierlich zu messen gestatten. So ist ein Gerät bekannt, auf dem ein Wäckel
ablaufen kann und wieder aufgewickelt wird. Zwischen Ablauf und Aufwicklung sind
quer zur Ablaufrichtung eine große Anzahl Rollen in einer Linde derart angeordnet,
daß sie durch das ablaufende Vlies 4n Umdrehung versetzt werden-und dabei, da sie
unter Federdruck stehen, mehr oder weniger angehoben werden, wenn sich dickere oder
dünnere Stellen des Wickels unter ihnen befinden.
Die Bewegung der
einzelnen Rollen wird mechanisch oder elektrisch summiert, so daß der Summenwert
ein Meß-,vert für die im erfaßten Querschnitt des Wickels vorhandene Fasermasse
ist.
-
Eine andere Einrichtung benutzt die Tatsache, daß die Fasermasse ein
elektrisches Feld je nach ihrer Größe beeinflußt. Entsprechend wird ein Meßkondensator
zwischen Ablauf- und Aufwickelvornichtung quer zur Ablaufrichtung so angeordnet,
daß das Vieles ihn durchsetzt. In einer an sich bannten Brückenschaltung oder durch
Frequenzvergleich zweier Schwingungskreise, von denen einer fest abgestimmt, der
andere durch den Meßkondensator verändert wird, erhält man damit den Meßwert der
Fasermasse.
-
An Stelle des Meßkondensators kann eine Ionisationskammer angeordnet
sein, die von Röntgen-oder radlioaktiven Strahlen, welche das Vlies durchsetzt haben,
beaufschlagt wird. Die Intensität der einfallenden Strahlen ist abhängig von dem
in der Fasermasse absorbierten Anteil ,der ursprünglichen Strahlung.
-
Das gleiche gilt, wenn mit Licht durchstrahlt und eine oder mehrere
Fotozellen als Empfänger verwendet werden oder wenn mit Ultraschall gearbeitet wird
und ein entsprechender Druckempfänger vorhanden ist.
-
Auch sind Geräte zur Vergleichmäßigung von Schlagmaschinenwickeln
vorgeschlagen worden, deren Wirkungsweise auf einem fasermassegesteuerten Verzugsfeld
beruht, das die ganze Wickelbreite erfaßt.
-
Solche Geräte können den. Bedürfnissen der Spinnereien nicht gerecht
werden, da ein besonderes Verzugsorgan unhandlich in der Bedienung ist, Raum beansprucht
und eine. Verzögerung der Produktion bedeutet, weil damit ein weiterer, bisher nicht
vorhandener Arbeitsgang zwischen Schlagmaschine und Karde eingeführt werden muß.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt demgegenüber keinen besonderen
Arbeitsgang. Es verzichtet auf in ,ihrer Wirkung unkontrollierbare Zusatzverzüge
des Wickels. Dabei werden die unvarme'dlichen Wickelungleichmäßigkeiten derart ausgeglichen,
-daß kein Einfluß auf das Kardenband mehr nachweisbar ist. Die verbleibenden Ungleichmäßigkeiten
im Kardenband sind, abgesehen vom Einlaufvorgang nach dem Ausstoßen, ausschließlich
kurzperiodi@ger Natur und rühren von ,den Zufälligkeiten der Arbeit des Tambours
gegenüber dem Vorreißer und den Deckeln sowie dem Abnehmer her. _ Das Wesen des
erfindungsgemäßen Verfahrens besteht nachdem Schema der Abb. i darin, daß die Größe
des Quotienten Fasermasse/Längeneinheit der von der Treibwalze i einer wie üblich
arbeitenden Karde ablaufenden Wickelwatte W auf dem Zuführtisch 2 vor der Erfassung
durch den Einzugszylinder 3 unter den Vorreißer q. quer zu .ihrer Vorschubrichtung
kontinuierlich oder @dis!kantinuierlich über,die ganze Breite auf einer Länge von
einigen Millimetern bis einigen Zentimetern in an sich bekannter Weise in einem
Meßfeld:5 festgestellt wird. DieJeststellung der Masse der Fasern eines Wickels
ist, wie eingangs erwähnt, auf verschiedenen Wegen möglich. Für die Erfindung ist
es an sich belanglos, auf welchem dieser Wege die Masse festgestellt wird, wenn
dies nur mit der erforderlichen Genewigkeit erfolgt. Der an das Meßfeld über d ieVerbindung6
angeschlos.seneMeßwertumformer 7 liefert, ebenfalls in an sich bekannter Weise,
eine von der sich gerade im Meßfeld. 5 befindlichen Fasermasse abhängige Steuerleistung,
die -erfindungsgemäß ;dazu benutzt wird, den Einzugszylinder 3 der Karde über entsprechende
Getriebe 22, 24 derart zu steuern, d@aß seine an sich durch den Antriebsmotor 21
gegebene Winkelgeschwindigkeit erhöht wird, wenn eine Wickelstelle zu geringer,
und erniedrigt wird, wenn -eine Stelle zu großer Fasermasse an den Vorreißer q.
gebracht wird. Da zwischen Abtastung der Watte im Meßifel-d# 5 und deren Heranführung
an den Vorreißer q. wegen der langsamen Fortbewegung der Watte (etwa io bis 2o cm/Min.)
und des aus konstruktiven Gründen nicht zu unterschreitenden Ab-
standes von
etwa 5 cm zwischen Abtaststelle 5 und Vorreißer q, rund 2o Sekunden vergehen, müssen
die Meßwerte erfindungsgemäß iin einem Speichergerät 1q. eine entsprechend. lange
Zeit gespeichert werden, (bevor sie an dem Einzugszylinder 3 zur Auswirkung gelangen.
-
Dieser geringen Geschwindigkeit vregen kann,der ganze. Meß- und Steuervorgang
auch diskontinuierlich erfolgen. Die Abtastung wird @dabei in zeitlichen Abständen
vorgenommen, die so gering sind, daß die Wickelwatte in ,der Zwischenzeit sich vorzugsweise
um keine größere Strecke fortbewegt hat, als Idas Meßfeld lang ist. Die Pausen .der
Abtastung können zu Abgleich-oder anderen meßtechnischen Zwecken .ausgenutzt wenden.
-
Die Wirksamkeit des Verfahrens, das die Arbeit der Karde im übrigen
in keiner Weise beeinflußt, beruht auf der Tatsache, daß Idas Kardemband durch Zusammenfassung
des kandierten Flors über die ganze Breite der Karde gebildet wird, so daß Ungleichmäßigkeiten
in Querrüchtung -schon allein hierdurch weitgehend ausgeglichen werden. Somit 'kann
eine Stelle größerer Fasermasse durch eine in Querriehtung neben ihr liegende Stelle
geringerer Masse kompensiert wenden, ohne @daß sich die eine oder die andere im
Kardenband auswirkt. Liegen Stellen geringerer und größerer Fasermasse jedoch in
Längsrichtung des Wickels nebeneinander, so treten sie im Kardenband, entsprechend
in Erscheinung, da die Karde in dieser Richtung keine wirksame Ausgleichsmöglichkeit
besitzt.
-
Das erfindungsgemäße Vergleichmäßigungsverfahren für Kardenbänder
hat demnach die folgenden Merkmale: i. kontinuierliche oderdiskontinuierliche Gewinnung
des Meßwertes der Fasermasse je Längenei,nheiit auf der Karde selbst (z. B. auf
-dielektrischem Wege in einem Meßkorndensator) über im wesentlichen deren volle
Arbeitsbreite bei *einer wirksamen
.,\4eßlänge von einigen Millimetern
bis einigen Zentimetern; 2. Umformung .des Meßwertes (z. B. der zeitlichen Kapazitätsschwankung
des M.eßkondensators) in einen Regelwert (Steuerleistung) ; 3. Speicherung des Regelwertes
während der Zeit, die zwischen der Abtastung einer bestimmten Wickelstelle und ihrem
Einzug an den Vorreißer vergeht; q.. Umformung des Regelwertes (der Steuerleistung)
in eine Winkelgeschwindigkeit des Einzugszylinders.
-
Eine mögliche, die obigen Merkmale aufweisende Einrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt Abb. 2" Es lassen sich andere Ausführungsformen
denken, @diie den gleichen Erfindungsgedanken verwirklichen. Die, Einrichtung ist
hier nur beispielhaft gezeigt, um das erfindungsgemäße Verfahren zu erläutern.
-
Der zu kardierende Wickel (iin Abb. 2 der Übersichtlichkeit halber
nicht gezeichnet) ruht auf der Treibwalze i und wird wie üblich über den Zuführtisch
2 von dem Einzugszylinder 3 an den Vorreißer q. geliefert. Seine Ablaufgeschwindigkeit
beträgt rund io bis 2.o cm/Min., je nach der erwünschten Nummer des Kar,denbandes.
Zwischen Walze i und Zylinder 3 ist quer zu seiner Fortbewegungsrichtung ein Meßkondensator
5 angeordnet, der die volle Wicikelbreite erfaßt und senkrecht dazu eine effektiv
wirksame Länge von einigen Millimetern bis einigen Zentimetern, hat. Ohne den Erfindungsgedanken
-zu berühren, können beide Elektroden hochfrequente elektrische Energie führen (symmetrischerBetrieb),
oder es kann eine der beiden geerdet sein (unsymmetrischer Betrieb). Eine besonders
stabile Ausführungsform des Meßkondensators ergibt sich, wenn, wie schon vorgeschlagen,
die HF-führende Elektrode in einen Schldtz des Zuführtisches eingebettet wird, während
-die geerdete Gegenelektrode als Schiene oder Walze frei tragend über dem Schlitz
:angeordnet ist. Grund sätzlich kann jedoch auch die HF-führende Elektrode an :dieser
Stelle angeordnet sein, während der Zuführtüsch 2 als Ganzes die Gegenelektrode
bildet.
-
Mittels eines Kabels 6 ist der Meßkondensator mit einem vorzugsweise
elektronischen Meßwertumformer 7 verbunden, der die infolge der Fasermasseschwankungen
auftretenden Kapazitätsschwankungen des Meßkondensators in an sich. bekannter Weise,
z. B. in einer Brückenschaltung mit nachgeord'neteam Gleichrichter oder mittels
einer aus dien Technik des frequenzmotdulierten Funkempfanges wohlbeka.nnten Diskrimnnatorschaltung
(Frequenzdete'ktorschaltung), in eine Gleichspannung jeweils entsprechender Größe
umformt. Die schalttechnischen Einzelheiten derartiger Geräte sind bekannt und bilden
nicht den Gegenstand der Erfindung.
-
Die so gewonnene Gleichispann.u.ng wird der Wicklung 8 eines. Elektromagneten
zugeführt, dessen Anker g eine Schleiffeder io gegen die Wirkung einer Rückholfeder
25 dreht, die je nach ihrer damit vom Strom durch die Wickljun.g 8 abhängigen Stellung
mehr oder weniger Kontakte i i, . . i ih berührt. Die Anzahl der Kontakte ist davon
abhängig, wie genau die Ausregelunig der Ma:sseschwankungen sein soll, und die Anordnung
mag so getroffen sein" daß bei Normalmasse des Wickels gerade die Hälftet der Kontakte
(11, . . , 11 d) unter Strom stehen, indem sie von der Schleiffeder
io berÜhrt werden. Jeder, Kontakt i i stecht mit einem Magneten 12Q. .. 12h
in Verbindung, dessen. anderer Pol an eine Spannungsquelle 13 angeschlossen. ist.
Die Rückleitung führt zu der Schleiffeder io.
-
Die im gegebenen Augenblick stromführenden Magneten (im Beispiel 1:2"..,12,1)
ziehen aus Bohrungen der Walze 14 dort eingesetzte magnetische Stifte 15,- . . i5d
heraus, während die Stifte 15e. ..15h unangezogen bileiben. Die Stifte weiden in
.der neuen, Lage durch nicht: gezeichnete Rastvorrichtungen festgehalten, bis"sie
nach einer Dreiviertelumd'rehunig der Walzei 1.4 unter die Rückstellwalze 26 kommen,
und von dieser wieder in ihre Anfangslage zurückgedrückt werden. Die Walze 14 dient
bei der hier beispielhaft gezeichneten Einrichtung als das erfindungsgemäß benötigte
Speicherglied. Siel wird vom Motor 16 mit. einer solchen Winkelgeschwindigkeit gedreht,
daß die im gegebenem, Augenblick von dem. Magneten 12 bee;in-Außten Stiftei einer
Mant@eilliniej erfindungsgemäß gerade dann an den Kontaktsatz 17"...17h geilangem,
wenn dass im gegebenen Augenblick ab.-getastete Wickelstück an, den Einzugszylinder
3 gelangt. Die Kontakte! 17 sind so ausgebildet, d'aß siie durch die Stifte, 15
geschlossen werden..
-
Entsprechend der Anzahl der herausgezogenen Stifte 15 werden damit
die Kontakte 17"..,17d geschlossen, während die übrigen geöffnet bleiben. Ein entsprechender
Teil der Widerstandskette 2o". . .loh im Stromkrens des Steuermotors ig und der
Stromquelle i$ wird kurzgeschlossen. Der Steuermotor ig, der als Gleichstronnneibeinschlußmotor
mit Feldreigelung ausgebildet ist, hat in diesem Fall seine Solltourenzahl. Er arbeitet
gemeinsam mit .dem Hauptantrie#b,smOto#r 21 der Karde auf ein Differentialgetriebe
22, dessen Abtriebswelle 23 über ein Winleel:getrieba 24 den Einzugszylinder 3 der
Karde und die Treibwalze i dreht. Wenn der Motor ig seine Solltourenzahl hat, ergibt
sich aus dieser und der konstanten Tourenzahl von Motor 21 die Solltourenzahl des
Einzugszylinders. Wenn, eine das Sollgewicht des Wickels übersteigende Stehle durch
den Kondensator 5 abgetastet wird, wird der Anker g tiefer in den Magneten 8 h,ereinr
gezogen, weitere Magneten 12 erhalten über die Kontakte ii und die Schleiffeder
io Strom, weitere Stifte 15 werden angehoben und schließen nach der Speicherzeit
entsprechend mehr Kontakte 17, so daß entsprechend weniger Widerstände 2o im Feldstromkrois
des Motors ig liegen. Dieser vermindert dadurch seine Tourenzahl, wodurch endlich
über das Differentialgefriebe 22 und das. Winkelgetriebe 24 auch der Zylinder 3
und die Walze i ihre Winkelgeschwindigkent entsprechend herabsetzen, wenn die Wickelstelle
größerer Fasermasse an den
Vorreißer gelangt. Dadurch erfaßt,dieser
je Zeiteinheit diel gleiches Fasermenge, wie wenn bei normaler Einzugsgeschwindigkeit
eine dem Sollwert des Wiekeilgewichtes je Längeneinheit entsprechende Fasermasse
zugeführt würde. Es isst ohne Schwierigkeiten möglich, die, Anzahl der Widerstände
2o, die Drehzahlspannungscharakteristik dies. Motors i9 und die Übersetzung :des
Getriebes. 22 so, zu wählen, daß die geforderte Ausreigelung der Masiseschwankungen
erfolget.
-
Der Vorgang verläuft analog, wenn eine zu geringe Fasermasse an einer
Stelle des Wickels mittels des Kondensators 5 und dies Umformers 7 rer gistriert
wird. Der Anker g wird weniger angezogen, die Feder 25 dreht die Schleiffeder io
im Uhrzeigersinn, es werden weniger Magneten 12 mit Strom versorgt, weniger Stifte
15 werden in der gerade unter Beeinflussung stehenden; Mantellinie der Walze iq.
angehoben, weniger Kontakte 17 nach Ablauf der :Speicherzeit geschlossen,
die wirksame Spannung an der Feldwickliung des Motors wird erniedrigt, und der Motor
ig erteilt der Abtriebswelle 23 und damit dem Einzugszylinder 3 über die Getriebe
22, 24 eine höhere Winkelgeschwindigkeit.
-
Eine ganze Anzahl Verbesserungen der grundsätzlichen; Einrichtung
nach Abb.2 sind möglich und bewegen sich durchaus iim Rahmen des erfindungsgemäßen.
Verfahrens.
-
So ist es zweckmäßig, den Antrieb der Speicherwalze 14 von der Welle
23 vornehmem. zu lassen, da damit die Speicherzeit selbsttätig 'richtig bemessen
wird, auch wenn durch Änderung der Tourenzahl :des Hauptantriebsmotors oder der
Übersetzung eines etwa vorhandenen Wechse@lgetrie'heis zur Änderung der Nummer des
Kardenbandies die Fortschubgeschwindigkeit des Wickels geändert wird. Die Stromquellen:
13 und 18 können durch eine einzige ersetzt werden.
-
An Stelle der Einsschaltung von, Widerständen 2o in den Feldstroankreis
des Steuermotors ig kann eine Speisung der Feldwicklung über Stromtore oder' Hochvakuumröh
ren vorgesehen sein. Die Speicheirwalze 14 kann über ein Malteserkreuzgietriebe
angetrieben werden, um zu gewährleisten, daß die Stifte 15 sicher angehoben;
werden, da im Moment der Beeinflussung der Stifte'i5 durch die Magneten 12 dis Walze
stillhält. Die Anzahl der Stiftreihen der Walze i4 wird zweckmäßig so gewählt, daß
während der Speicherzeit von etwa 2o Sekunden; mindestens fünf Reihen beeinlußt
werden. Hierdurch ergibt sich eine genügend feinfühlige Regelung in der, Längsrichtung
des Wickels.
-
An (denA2eßwerturnformer können Schreib-, Meß-oder Signalgeräte angeschlossen
sein, die die Unregelmäßigkeit .des Wickels registrieren-oderdas Bedienungspeirsomal
auf besonders. grobe Unregelmäßigkeiten, die vom. der erfindungsgemäßen Einrichtung
nicht mehr ausgeglichen werden können, aufmerksam machen bzw.,die Karde sfiillsetzen.
-
Eine weitere Änderung der Einrichtung im Rahmen der Erfindung kann
darin bestehen, daß der Motor ig ohne Zuhilfenahme des Hauptmotors. 21 den Einzugszylinder
3 antreibt. Das. Differential 22 fällt dann weg, doch muß der Motor ig das geeatnte
vom Zylinder 3 benötigte Drehmoment aufbringen.