WO2002016683A2 - Verfahren zum betreiben eines streckwerks sowie streckwerk - Google Patents

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WO2002016683A2
WO2002016683A2 PCT/EP2001/009543 EP0109543W WO0216683A2 WO 2002016683 A2 WO2002016683 A2 WO 2002016683A2 EP 0109543 W EP0109543 W EP 0109543W WO 0216683 A2 WO0216683 A2 WO 0216683A2
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nonwoven fabric
rollers
roller
forces
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Frank Ficker
Jürgen Müller
Michael Strobel
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Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau Ag
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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00—Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/14—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions ; Monitoring the entanglement of slivers in drafting arrangements
    • D01H13/22—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions ; Monitoring the entanglement of slivers in drafting arrangements responsive to presence of irregularities in running material
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
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    • D01H1/20—Driving or stopping arrangements
    • D01H1/22—Driving or stopping arrangements for rollers of drafting machines; Roller speed control
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    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H5/00—Drafting machines or arrangements ; Threading of roving into drafting machine
    • D01H5/18—Drafting machines or arrangements without fallers or like pinned bars
    • D01H5/32—Regulating or varying draft
    • D01H5/38—Regulating or varying draft in response to irregularities in material ; Measuring irregularities

Definitions

  • the invention relates to methods for operating a drafting system.
  • the invention also relates to corresponding drafting systems.
  • the centerpiece of a route is the drafting system.
  • One or more textile fiber tapes are presented to the drafting system in the form of a non-woven fabric, in which this non-woven fabric is then warped.
  • the nonwoven fabric spreads, which is formed into a last fiber sliver again after leaving the last warping zone.
  • the amount of warpage has to be adapted to the sliver material, whereby the stack length is an important material parameter.
  • the drafting system is formed by a number of pairs of rollers, which are arranged one behind the other and form the distortion fields.
  • Usual drafting systems usually have a pre-default field and a main default field.
  • both the pre-delay and the main delay are constant during the delay process.
  • regulated routes are compensated by changing the amount of delay.
  • both the forward and the main draft can be influenced, but the main draft is almost always chosen. The reason is that the main delay is greater than the previous delay, so that more precise regulation can be made.
  • both unregulated and regulated sections there is a need to obtain information about the warpage quality of the warped nonwoven.
  • a frequently used measuring element in the intake of a drafting system consists of a pair of sensing rollers, one of the two sensing rollers being movably mounted and being more or less deflected by the fluctuations in mass of the incoming belts.
  • the deflection movements are converted into electrical voltage values by a signal converter and passed on to a regulation processor.
  • the latter forms a setpoint for a gearbox which is connected to one or more rollers of the drafting system. Since the nonwoven fabric formed in the measuring element has to travel a certain distance between the measuring location and the delay location, the signal must be retained in a memory up to this point in time.
  • the continuous fiber volume is also determined for measurements in the outlet area.
  • capacitive measuring devices are known which make use of the high dielectric constant of water carried with the nonwoven fabric.
  • the quality of the warped nonwoven is checked, for example, by separating individual sections from the nonwoven and weighing them.
  • corresponding parameters on the drafting system are then changed, for example the distance between the pairs of drafting system rollers and / or the rotational speed of individual rollers.
  • various methods have become known for measuring the distortion forces arising between the fibers of a nonwoven fabric to be drawn. For example, from DE 1 141 212 and the publication "Comparative Investigations on Measuring Devices for Continuous Determination of Material Unevenness" by W. Wegener and H.
  • DE 1 062 587 it is known from DE 1 062 587 that the distortion force occurring between two pairs of rollers slightly deflects a support arm which can be pivoted about a pivot point.
  • the downstream pair of rollers is mounted on the lever end of the support arm and is deflected by a further subsequent pair of rollers at a constant take-off speed of the sliver - with correspondingly large distortion forces.
  • the corresponding deflection of the support arm is then measured using a transducer.
  • DE 1 062 587 it is also known to measure a draft force component between two pairs of rollers by means of a small roller which deflects the nonwoven fabric and which is supported in balls on both sides and is supported on one side by a toggle lever and on the other side by a corresponding support becomes.
  • the deflections of the roll are in turn converted into an electrical voltage change.
  • FR 1 324 756 describes how to compensate for very short-term fluctuations in the fiber mass and thus the drafting forces in that the input rollers (or another pair of rollers) are shifted in or against the direction of travel of the belt. As a result of the pair of rolls being shifted, the warpage is reduced or increased.
  • the pair of delivery rollers is supported on two spring bars. Fluctuations in the draft force cause the delivery roller bearing to deflect slightly. These deflections are registered with the aid of an inductive or capacitive measuring device. The measurement signals are then used to change the stretching field width as indicated.
  • the expression “directly and / or indirectly” is to be understood to mean that variables other than the drafting force can also be measured, but these allow a conclusion to be drawn about the drafting forces.
  • the advantages of the invention can be seen in particular in the fact that various new methods and devices for optimizing the drafting system settings are presented. Furthermore, new methods of measuring the warpage force are introduced, whereby additional measurements regarding a volume flow of the nonwoven fabric can be carried out if necessary.
  • the measurement of the friction between fibers of a nonwoven fabric is carried out by direct and / or indirect measurement of the drafting forces. The stronger the fibers of the nonwoven are connected, the higher the fiber friction, the higher the warping forces.
  • the determination of the distortion forces can therefore be used to draw conclusions about the quality and arrangement of the fibers in the nonwoven fabric, and the drafting system parameters can be adjusted accordingly accordingly.
  • the distortion forces can be determined once, continuously or at predetermined or random time intervals.
  • the measured drafting forces it is possible to use the measured drafting forces to determine whether the fiber sliver to be drawn has a large proportion of parallel fibers with a correspondingly lower friction or a larger proportion of fibers lying transversely, which due to the mutual intertwining with neighboring fibers only pull apart with greater forces can be.
  • investors i.e. the hand-made connection of two consecutive supply tapes is determined and removed from the warped fiber fleece if the interlacing is too large or too small.
  • a method for measuring the draft force is distinguished by the fact that the top roller of the upstream pair of rollers, for example the pair of center rollers when the main draft is observed, is deflectably mounted, while the associated bottom roller is stationary in these measurements.
  • the top roller is expediently on a concentrically extending around the bottom roller circumferential surface Circular path section movable. In the event of large warping forces, the top roller shifts in the downstream direction, and the distance can be converted into electrical voltage signal changes in a known manner using a displacement measuring element. These are then characteristic of the effective drafting forces.
  • the measured values of the draft force measurements can be used according to the invention for setting further drafting system parameters.
  • a stretching field width setting is to be explained: If the average fiber length is too great, for example, in relation to the distance between the drafting rollers, there is a more frequent clamping of the fibers between the two pairs of rollers in question. Optimal distortion cannot then be guaranteed because the clamped fibers tear due to the different roller speeds. The warping force that acts on these clamped fibers is accordingly high. If such a high warping force is measured, this could be an indication of increasing the distance between the two pairs of rollers. For this purpose, it is not necessary to measure the level of the distortion forces exactly in all cases.
  • the optimized positioning of a push rod in a warping field can be carried out by manually adjusting the push rod in the horizontal and / or vertical direction if an operator takes appropriate information from the measured warping forces.
  • the warping forces are very low in comparison to empirical values with otherwise almost the same fiber quality and the same roller spacings, and the warping would be faulty if the top roller pressure were too low.
  • This can then be set either manually or automatically with the help of an appropriate control.
  • an automatic setting it could be determined within a very short time whether the top roller pressure actually represents the source of the error. If this is not the case, since the distortion force measurement does not determine any changes in the distortion forces, the original roller pressure can be automatically set again and another drafting system parameter - preferably manually or automatically - can be varied in order to find the cause of the error. In the case of a fully automatic drafting unit, the problem can be determined and eliminated very quickly in this way.
  • the spread of the nonwoven fabric in front of the drafting system can also be varied according to the invention on the basis of the measurement of the draft force.
  • the nonwoven fabric By means of appropriately profiled guide rods, in particular bent transversely to the nonwoven fabric, directly in front of the drafting device entrance, the nonwoven fabric can, for example, be spread out more and thus the fiber-fiber contact may be reduced. In the best case, this has an effect on the measurement of low distortion forces.
  • the measured values or correction values derived therefrom are used for setting the control starting point in a delay field of a control section.
  • the fibers in the former sections are warped at a later point in time or closer to the downstream drafting roller pair than the latter sliver sections. It therefore makes sense to change the control starting point, which is a measure of the point in time of the change in the roller speed to compensate for strip unevenness, on the basis of the measurement results from the distortion force measurements. If high warping forces are measured due to thick spots, for example, the standard point of use should be brought forward so that these sliver sections with their large sliver cross-section are warped accordingly at the same position in the warping area as the sliver sections with a smaller cross-section.
  • the distortion forces are measured directly by the force absorption of a measuring element deflecting the nonwoven fabric between two roller pairs of the drafting system.
  • a pressure rod that is usually in the main draft zone, ie between the pair of central rollers and the bed. ferwalzencru, is arranged.
  • Such a pressure bar is usually in contact with the nonwoven fabric over the width of the main drafting area and deflects the nonwoven fabric between the two clamping lines of the main drafting area. The deflection of the nonwoven fabric gives the pressure rod a force component perpendicular to the connecting plane between the two clamping lines of the two pairs of rollers in question.
  • strain gauges can be used, which respond to a bend in the pressure rod section connected to the nonwoven fabric and deliver a signal proportional to the component of the draft force.
  • the bending beam principle is particularly useful here.
  • the bending beam as part of the compression rod is arranged transversely to the direction of distortion in the distortion field and represents the measuring element. If the compression rod is loaded by a force, it is subjected to bending, the bending leading to expansion or compression. It is advisable, for example, to mount the compression rod in such a way that such expansion or compression takes place in particular on the end faces of the compression rod.
  • strain gauges which can be glued to the flanks and convert the expansion or compression into electrical signals.
  • the strain gauges are preferably arranged in such a way that their expansion or compression is greatest when the force acting on the compression rod is perpendicular to the distortion field
  • the pressure rod is designed as a displacement measuring element, which is deflected from its rest position due to the drafting forces of the nonwoven fabric acting on it. The size of the deflection is converted into an electrical signal which is proportional to the tensile forces acting on the compression rod.
  • the arrangement of the compression rod in the draft zone is advantageously provided in such a way that the tion plane between the two clamping lines of the two pairs of rollers concerned vertical force component is measured.
  • the pressure rod is suitably movably mounted perpendicular to the connection plane mentioned.
  • the torques or torque changes occurring on the drafting system rollers can be measured on the basis of the distortion forces acting on the rollers.
  • the torque is known to be related to the warping force over the radius, measured from the axis of rotation of the roll in question to the point of application of the warping forces.
  • the method of torque measurement therefore represents an indirect measurement of the distortion forces.
  • Known torque measuring devices can in particular also be used to determine the torque or to estimate its amount.
  • strain gauges are glued to the outer walls of one or more rollers in such a way that when torsional stress occurs, two of them are stretched and the others are compressed. The resulting change in resistance can then expediently be converted into an electrical voltage which is proportional to the torque with the aid of a measuring bridge. If one also measures the speed of the roller (s), the mechanical power transmitted by the shaft can also be determined, which is proportional to the product of torque and speed.
  • Other torque sensors that can also be used work inductively or use the magnetoelastic principle.
  • the torque of only one or more drafting rollers can be measured. To determine whether a certain threshold value of the torque and thus the distortion forces is exceeded, in in many cases, only the measurement on a roller. More precise measurements can be achieved if the torque absorption of the rollers between which the nonwoven fabric is drawn is measured at the same time. For the most precise statements, the torques of all driven rollers or rollers that move along by friction would have to be measured for a section with a pre-drafting field and a main drafting field.
  • the distortion forces can be measured indirectly by the power consumption of a motor which serves to drive at least one drafting device roller or which influences such a drive.
  • a motor which serves to drive at least one drafting device roller or which influences such a drive.
  • the power of the motor driving the delivery roller can be measured, for example.
  • the magnitude of the distortion forces can be at least estimated from this, or the exceeding of a previously set threshold value, for example based on empirical values, can be determined.
  • the power consumption of the motor driving the central roller is measured accordingly. The choice of which motor the power consumption should be measured depends on e.g. depends on whether the advance delay or the main delay distance is greater. If the latter is the case, longer fibers are rather clamped on both sides in the draft zone, so that the power consumption of the motor driving the center rollers is correspondingly large and is more suitable for measurement.
  • a corresponding measurement of the power consumption of the motor is of course also possible.
  • Regulated lines are known in which a main motor drives the delivery roller on the one hand and is operatively connected to a planetary gear which acts on the center roller.
  • the planetary gear receives a control speed of a servo drive, which receives a setpoint from a regulation processor, for example.
  • the setpoint is formed by electrical signal values from a pair of feeler rollers located at the inlet and the delivery speed of the line. It is now possible to determine the power consumption of the main motor and / or the servo motor, the power being a measure of the warping forces acting on the nonwoven fabric.
  • the drafting forces act - as explained above - on the drafting rollers, which in turn emit corresponding torques to the main motor or, via the planetary gear, to the servo motor and the main motor.
  • a measure of the distortion forces can then be determined from this with the aid of known physical dependencies.
  • the total forces acting on a drive train are measured, the drive train being designed to transmit power from a drive motor to at least one drafting roller. Fluctuations in the measured forces - taking into account the forces acting on the motor - are due in particular to the distortion forces acting on the nonwoven fabric.
  • the drafting forces are according to the invention from a comparison of the drive torques with and without in the drafting system fiber fleece located calculated.
  • the measured values are evaluated by means of an evaluation unit and correction values are determined. Using the evaluation unit, it is particularly advantageously possible to evaluate the mean value and variation of the warping forces in the nonwoven fabric.
  • the measurement and / or correction values can then be displayed, for example, on the machine or by means of data transmission at a more distant control point.
  • drafting unit parameters can then be changed manually, for example.
  • the measured values can also be used directly to reset one or more parameters, experience values relating to the meaning of the measured values, for example using tables, being available, for example.
  • results of the measurements and / or the corrections can advantageously also be shown merely in the form of a yes / no display, for example if only the undershoot or overshoot of a threshold value (maximum and / or minimum) is to be displayed.
  • a threshold value maximum and / or minimum
  • an acoustic and / or optical signal is suitable for this.
  • the measured values and / or correction values derived therefrom from distortion force measurements are stored in an electronic memory in order to obtain information about the quality of the nonwoven fabric produced at a later point in time.
  • Information on the properties of yarns produced from the nonwoven (yarn strengths, 7) can also be obtained from the nonwoven data.
  • the draft force measurement can be used as an alternative or in addition to the known regulating methods and devices.
  • the above-described off- and / or on-line settings of the drafting system on the basis of the measured draft force values can be complemented by measurement results obtained at the output of the drafting system by appropriate measuring instruments, for example the Rieter Quality Monitor provided on the RSB-D30 line.
  • appropriate measuring instruments for example the Rieter Quality Monitor provided on the RSB-D30 line.
  • a large data pool is then available, which allows, for example, a high-precision online regulation to be ensured after appropriate evaluation.
  • the operator can be given recommendations as to how optimization of the drafting device parameter settings can be achieved off-line.
  • the optimization of the setting of drafting system parameters by means of the invention is particularly recommended when fiber properties change significantly.
  • These characteristic values include, for example, the fiber length, the length uniformity (stack length), twists in the fiber structure, the fiber fineness, the short fiber content, fiber masses in cross-section, the order or the parallel position of the fibers, the cross-sectional shape and the compactness of the fiber fleece, the fiber adhesion, the foreign fiber content and / or the fiber moisture.
  • the invention can be used particularly advantageously when warping fiber blends.
  • the mixture combinations can be monitored and fiber bundles can be identified that form in the drafting system at certain warping distances.
  • blends - but also in the case of unmixed feeding of tapes - it is particularly advisable to draw conclusions about the CV value of the nonwoven fabric or to calculate it from the draft force measurements.
  • at least one fluid for changing the fiber friction in the nonwoven fabric is introduced into the stretching field.
  • the introduction by means of spraying for example with a spraying device arranged above the relevant distortion field, is appropriate, one or more spraying nozzles being directed at the nonwoven fabric to be drawn.
  • an air humidifier into the stretching field (preliminary and / or main drafting field) in order to reduce the friction between the fibers.
  • water in sufficient amounts in the form of small droplets, e.g. Water vapor.
  • a moistening agent based on an oil / water can advantageously be introduced into the stretching field, which reduces the mutual adhesion of the fibers and facilitates the warping.
  • a fluid is applied to the nonwoven fabric in front of the drafting device in order to reduce the fiber friction.
  • the already stretched nonwoven fabric is sprayed with water or steam at the exit of the drafting system, since water - if not used in too large amounts - increases the fiber friction and thus ensures sufficient cohesion of the nonwoven fabric for, for example, trouble-free entry on a flyer.
  • any other suitable fluid can be used to increase fiber friction.
  • Figure 1 is a schematic representation of the essential components of a known drafting system
  • Figure 2 is a schematic representation of the drafting system according to Figure 1 with additional torque transducers.
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of the drafting arrangement according to FIG. 1 with additional motor power absorbers
  • Figure 4 is a schematic side view of the middle and delivery rolls of a drafting system with a pivot bearing for the middle top roll;
  • Figure 5 is a schematic side view of the rollers of a drafting system with four top rollers and three bottom rollers and a pressure rod, and
  • Figure 6 is a schematic side view of the rollers of a drafting system with a spray device.
  • Figure 1 shows schematically a known drafting system 1 of a line with an electronic control system.
  • the essential elements of the drafting system 1 are three pairs of rollers, of which only the respective upper rollers, namely the upper input roller 2, the upper central roller 3 and the upper delivery roller 4, are shown in the view of FIG. 1.
  • the Inlet rollers 2, 5 and the middle rollers 3, 6 form a pre-drafting zone 10 between them and the center rollers 3, 6 and the delivery rollers 4, 7 form a main drafting zone 11.
  • a fleece funnel 16 is provided, followed by a pair of draw-off rollers 15, which transports the warped fiber fleece FV, for example, to a can via corresponding guide passages (not shown). Furthermore, a deflection roller (not shown) can be provided between the pair of delivery rollers and the pair of take-off rollers 15.
  • a pair of sensing rollers 14 is arranged, which in the present case is designed as a pair of grooved keys.
  • a funnel 13 Upstream of the pair of feeler rollers 14 is a funnel 13, which serves to bring together the supply belts VB entering the pair of feeler rollers 14.
  • six supply belts VB are fed side by side to the hopper 13, compressed therein and sent through the pair of sensing rollers 14.
  • Downstream of the pair of feeler rollers 14 one speaks of a now compact fiber fleece FV instead of supply belts VB.
  • FIGS. 1 to 3 have a colored arrowhead.
  • the mechanical connections are shown as lines with an arrow head only rimmed.
  • One of the two feeler rollers 14 is movably mounted and is deflected by the moving belts VB due to their fluctuations in mass, depending on the size of these fluctuations.
  • the deflection movements are converted into electrical voltage signals in a signal converter 34 and forwarded to an evaluation and regulating unit 33.
  • the task of the evaluation and regulating unit 33 is to use the electrical signal values of the incoming supply belts VB and the delivery speed of the To form the correct setpoint for a servo drive 32, which generates a control speed for a planetary gear 31 from this setpoint.
  • the drafting device feed formed by the lower input roller 5 and the lower center roller 6, is driven.
  • the main speed is given to the planetary gear 31 by a main motor 30.
  • the main motor 30 also serves to drive the lower delivery roller 7, which thus ensures a constant delivery speed of the outflowing nonwoven fabric FV.
  • the section according to FIG. 2 has additional devices with which the distortion forces acting on the nonwoven fabric FV can be measured indirectly.
  • the torques from the upper or the lower middle and delivery rollers 3, 4, 5, 6 are measured.
  • the measuring devices 35, 37 which can be formed, for example, by strain gauges glued to the roller surfaces.
  • the resulting signals of the changes in resistance can then be converted with a measuring bridge 36, 38 (the signal converters) into electrical voltages that are proportional to the torque.
  • the electrical signals are passed on from the measuring bridges 36, 38 to the evaluation and regulating unit 33, which evaluates these signals, determines the setpoint - as previously stated for the known route - and this setpoint to the Servo drive 32 passes on.
  • the torques of the rollers after signal conversion are alternatively or additionally displayed on a display device, for example to let an operator know that manual adjustments to the drafting system 1 are to be made.
  • These changes can include, for example: pressure, the top roller hardness, the distance between the roller pairs and / or the position of a (not shown) pressure rod in the stretching field.
  • the display device can have, for example, an optical and / or acoustic alarm function.
  • the display device can furthermore preferably be activated if the torques or the drafting forces exceed a threshold value.
  • the warping forces or falling below or exceeding predetermined limit values are preferably indicated acoustically and / or optically, so that an operator manually makes settings, for example of the stretching field width or the top roller pressure.
  • a power sensor 40 for the main motor 30 and on the other hand a power sensor 42 for the servo drive 32 is provided.
  • These measuring instruments 40, 42 measure the power that the respective motor 30 or 32 must exert in order to obtain the required delay. If the fibers adhere very strongly to one another, for example, the corresponding motor 30 or 32 must exert a greater power, which is measured by the assigned power sensor 40 or 42 and is proportional to the distortion forces to be applied.
  • the measurement signals are measured and displayed by the power sensors 40 and 42, respectively. An operator is informed that a manual change of drafting system parameters is necessary, for example because a new batch of fiber slivers to be drawn has changed fiber characteristics.
  • the signals from one or both power sensors 40, 42 are fed into the evaluating and regulating unit 33, which then also, for example, extends the stretching field of the advance and / or the main delay 10, 11 adapts, i.e. sets new values for the roller pair spacing and initiates an automatic setting.
  • the power consumption is relatively low or relatively high, for example in the form of concrete data or by a signal when a threshold value is exceeded or not reached.
  • an operator can manually - for example on the basis of a table with listed draft forces on the one hand and possible changes in the setting of drafting system parameters on the other hand - make a change in, for example, the top roller pressure or the horizontal and / or vertical position of a compression rod in one of the draft fields.
  • a similar procedure can be used if the spreading of the nonwoven fabric between the input rollers 2, 5, that is to say in front of the drafting system, and the pair of sensing rollers 14 is to be changed by means of a guide element for the nonwoven fabric (not shown). This can be done either by a compacting or a guiding element that spreads the nonwoven fabric.
  • guide elements are state of the art and are usually placed in front of the drafting system. According to the invention, at least one guide element is exchanged for another with a different contour in order to achieve the desired fiber cross-sectional geometry and thus a different behavior in relation to warping force.
  • FIG. 4 shows the pair of central rollers 3, 6 and the pair of delivery rollers 4, 7 of a drafting system with nonwoven fabric FV running from right to left.
  • a compression rod 20 for deflecting the fiber fleece FV is arranged in the draft zone 11 spanned by the pairs of rollers.
  • the top roller 3 of the middle pair of rollers is pivotally mounted on a pivot arm 61 which can rotate about a pivot axis D.
  • the pivot axis D runs here at through the axis of the lower roller 6, so that the upper roller moves when pivoting on a circular path running in the circumferential direction of the lower roller 6.
  • a measuring device 63 is connected to a lever 62 which is connected to the swivel arm 61 and is designed, for example, as a known displacement measuring device with a resistance or voltage change conversion and is based, for example, on capacitive, piezoelectric or similar principles.
  • the warping force exerted by the nonwoven fabric FV is used in this device to deflect the upper roller 3 in a plane in the shape of a segment of a circle, whereby an adjustable leaf or tension spring acting on the swivel arm 61 and acting against the warping force is provided for adjusting the roller center position.
  • Pneumatic or hydraulic setting elements can also be implemented.
  • the drafting system 1 shown in side view has four upper rollers 2, 3, 4, 8 and three lower rollers 5, 6, 7.
  • the input roller pair 2, 5 and the middle roller pair 3, 6 form a Vorverzug ⁇ feld and the middle roller pair 3, 6 and the delivery roller pair 4, 7 a main drafting field 11.
  • the roller 8 represents a deflection roller.
  • a pressure rod 20 is arranged, which in the extends essentially over the entire width of the stretching area of the main drafting area 11 and serves to deflect the fiber fleece FV, which is moved from left to right in this embodiment. This increases the friction between the fibers.
  • relatively short fibers are guided by means of the pressure rod 20 and "float" to a lesser extent.
  • the pressure rod 20 is mounted so as to be movable substantially perpendicular to the two clamping lines of the middle and delivery roller pairs 3, 6 and 4, 7.
  • the pressure rod 20 is designed as a displacement transducer for force measurement, the amount of deflection being proportional to the force acting on it.
  • the pressure rod 20 is arranged in a stationary manner and is provided with a plurality of strain gauges which are stretched or compressed in a known manner when force is applied and thereby change their resistance. These changes in resistance are then e.g. convertible into electrical voltage signals by means of a bridge circuit, which can then be used to infer the distortion forces.
  • the pressure rod 20 can be used, in particular, to infer moisture fluctuations in the fiber fleece FV. It is assumed here that the fiber properties of a batch of material to be warped remain largely constant. If larger fluctuations in the warping forces are measured under otherwise identical conditions (e.g. also via torque or power consumption measurements), this can be an indication that the moisture content in the supply belts VB fluctuates and that certain sections of the warped fiber fleece may not meet high quality requirements , By means of the invention it is thus possible to remedy such deficiencies of the reference tapes by e.g. be removed from the warped fiber fleece FV.
  • the signal is passed on from the pressure rod 20, which is designed as a displacement measuring element, to a signal converter 21, which generates the corresponding voltage signal and forwards it to a display 22.
  • the operating personnel can make changes to the drafting system settings, for example also to the position of the pressure rod 20 in the main drafting zone 11.
  • Such changes in position can affect the distance to a pair of rollers 2, 5 or 3, 7 and / or the depth the the print rod 20 immersed in the main drafting zone 11.
  • the voltage signal is forwarded to an evaluation and regulation unit, for example an evaluation and regulation unit 33 as shown in FIGS. 1 to 3.
  • an evaluation and regulating unit is provided which does not influence the roller speed, but makes other parameter settings on the drafting system, for example also changes the position of the pressure rod 20 in the main drafting zone 11.
  • the results of the respective distortion force measurements can be fed into the evaluation and regulating unit 33 in order to change the control application point.
  • FIG. 6 shows a side view of a drafting device 1, which essentially corresponds to that of FIG. 5.
  • a spray device 50 is provided, which is arranged above the main drafting zone 11 and, if necessary, sprays a fluid F onto the nonwoven fabric FV.
  • the fluid F is water, which is used to increase the air humidity and thus - when used in sufficient quantity - to reduce the fiber friction.
  • the spray device 50 is activated, for example, via an evaluation and regulation unit (not shown), which receives a signal with information about relatively high distortion forces.
  • the high distortion forces can mean that the fiber friction is relatively high and can therefore be reduced by means of the fluid F to be sprayed.
  • other causes for measured high distortion forces are also possible (or equivalent variables such as the deflection of an element in contact with the fiber fleece FV such as the pressure rod 20 of FIG. 5, the torque of a drafting roller or the power consumption of a drive motor).
  • spray devices can also be provided before and / or after the drafting system and / or above the draft zone.
  • Spray devices connected downstream of the drafting system can be used in such a way that the fiber friction by spraying in smaller quantities Amounts of water may also be increased to ensure safe transport of the nonwoven fabric to the flyer
  • the invention can also be used in such a way that the measured values from the various measuring elements listed above are stored in a memory and, for example, periodic fluctuations are identified on the basis of these stored values;

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Abstract

Für ein textiles Streckwerk werden verschiedene Möglichkeiten der Messung und Auswertung bzw. der Beeinflussung der innerhalb eines Faservlieses beim Verzug auftretenden Verzugskräfte vorgestellt. Zudem werden unterschiedliche Möglichkeiten für die Optimierung von Streckwerksparametern anhand der Ergebnisse aus den Verzugskraftmessungen beschrieben, u.a. die Einstellung des Oberwalzenandrucks, die Positionierung eines Druckstabs in einem Verzugsfeld und die Anpassung des Regeleinsatzpunktes.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Streckwerks sowie Streckwerk
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben eines Streckwerks. Ebenfalls betrifft die Erfindung entsprechende Streckwerke.
Das Kernstück einer Strecke ist das Streckwerk. Ein oder mehrere textile Faserbänder werden in Form eines Faservlieses dem Streckwerk vorgelegt, in dem dann ein Verzug dieses Faservlieses erfolgt. Beim Verzug in mindestens einem Verzugsfeld des Streckwerks findet dabei eine Ausbreitung des Faservlies statt, das nach Verlassen des letzten Verzugsfeldes wieder zu einem letzten Faserband geformt wird. Die Höhe des Verzuges ist dem Faserbandmaterial anzupassen, wobei die Stapellänge ein wichtiger Material- parameter ist.
Das Streckwerk wird durch eine Anzahl von Walzenpaaren gebildet, die hintereinander angeordnet sind und die Verzugsfelder bilden. Übliche Streckwerke weisen in der Regel ein Vorverzugsfeld und ein Hauptverzugsfeld auf. Bei unregulierten Strecken ist während des Verzugsvorgangs sowohl der Vorverzug als auch der Hauptverzug konstant. Bei regulierten Strecken erfolgt hingegen eine Ausregulierung durch Veränderung der Verzugshöhe. In einem Streckwerk ließen sich dazu sowohl der Vor- als auch der Hauptverzug beeinflussen, gewählt wird aber fast immer der Hauptverzug. Der Grund liegt darin, daß der Hauptverzug größer ist als der Vorverzug, so daß eine genauere Regulierung vorgenommen werden kann. Sowohl bei unregulierten als auch bei regulierten Strecken besteht das Bedürfnis, Aussagen über die Verzugsgüte des verzogenen Faservlieses zu erhalten. Bei regulierten Strecken ist es die Regel, durch Messen des durchlaufenden Faservolumenε eine Anpassung durch Veränderung des Verzugs vorzunehmen. Solche Messungen werden zumeist fortlaufend mechanisch, optisch, pneumatisch usw. vorgenommen. Ist das Meßorgan im Bereich des Einlaufs des Streckwerks angeordnet, spricht man von einer Steuerung, ist es hingegen im Auslaufbereich vorgesehen, handelt es sich um eine Regelung. Für beide Fälle ist die Bezeichnung Regulierung ge- bräuchlich. Auch Kombinationen von Steuerung und Regelung sind bekannt.
Ein häufig verwendetes Meßorgan im Einlauf eines Streckwerks besteht aus einem Tastrollenpaar, wobei eine der beiden Tastrollen beweglich gelagert ist und durch die Masseschwankungen der einlaufenden Bänder mehr oder weniger stark ausgelenkt wird. Die Auslenkbewegungen werden von einem Signalwandler in elektrische Spannungswerte umgewandelt und an einen Regulierprozessor weitergegeben. Letzterer bildet einen Sollwert für ein Getriebe, welches mit einer oder mehreren Walzen des Streckwerks verbunden ist. Da das in dem Meßorgan gebildete Faservlies zwischen dem Meßort und dem Verzugsort eine gewisse Distanz zurückzulegen hat, muß das Signal bis zu diesem Zeitpunkt in einem Speicher zurückgehalten werden. Auch bei Messungen im Auslaufbereich wird das durchlaufende Faservolumen ermittelt. Bekannt sind hierbei insbesondere kapazitive Meßvorrichtungen, welche von der hohen Dielektrizitätskonstante von mit dem Faservlies mitgeführtem Wasser Gebrauch machen.
Bei unregulierten Strecken wird die Qualität des verzogenen Faservlieses beispielsweise dadurch überprüft, daß einzelne Abschnitte aus dem Faservlies herausgetrennt und gewogen werden. Als Konsequenz von unbefriedi- gendem Verzug werden dann entsprechende Parameter an dem Streckwerk verändert, beispielsweise der Abstand der Streckwerkswalzenpaare und/oder die Rotationsgeschwindigkeit einzelner Walzen. Da die Volumenmessung des durchlaufenden Faserverbandes nur im begrenzten Maße Aussagen über Parameter des zu verziehenden Faservlieses sowie des Streckvorgangs allgemein liefert, sind verschiedene Verfahren bekannt geworden, um die zwischen den Fasern eines zu verziehenden Faservlieses entstehenden Verzugskräfte zu messen. Beispielsweise ist aus der DE 1 141 212 sowie der Publikation „Vergleichende Untersuchungen an Meßvorrichtungen zur fortlaufenden Ermittlung der Materialungleichmäßigkeit" von W. Wegener und H. Bechlenberg (Forschungsberichte des Landes Nordrhein-Westfalens, Nr. 2097, Westdeutscher Verlag, Köln und Opiaden) aus dem Jahre 1970 bekannt, ein den Faserband auslenkenden Druckstab in einem Verzugsfeld anzuordnen, wobei der Druckstab seitlich von zwei Blattfedern getragen wird. Durch die im Verzugsfeld auftretende Verzugskraft wird der Druckstab senkrecht zum Faserverband geringfügig ausge- lenkt, wodurch sich die beidseitig mit dem Druckstab verbundenen Blattfedern um kleine Beträge durchbiegen. Entsprechend der Federdurchbiegung wird durch die auf den Blattfedern in einer Kompensationsschaltung aufgebrachten Dehnungsmeßstreifen eine Widerstands- und damit eine Span- nungs- bzw. Stromänderung bewirkt. Diese Meßimpulse können dann ver- stärkt und angezeigt werden. Eine prinzipiell identische Ausführung des Druckstabs ist aus der DE 199 06 139 A1 bekannt.
Des weiteren ist aus DE 1 062 587 bekannt, daß die zwischen zwei Walzenpaaren auftretende Verzugskraft einen um einen Drehpunkt schwenkbaren Tragarm geringfügig auslenkt. An dem Hebelende des Tragarms ist das stromabwärtige Walzenpaar gelagert, das - bei konstanter Abzugsgeschwindigkeit des Faserbandes durch ein weiteres nachfolgendes Walzenpaar - bei entsprechend großen Verzugskräften ausgelenkt wird. Die entsprechende Auslenkung des Tragarms wird dann mittels eines Meßwertum- formers gemessen. Aus der DE 1 062 587 ist weiterhin bekannt, eine Verzugskraftkomponente zwischen zwei Walzenpaaren durch eine kleine, das Faservlies auslenkende Rolle zu messen, die beidseitig in Kugeln gelagert ist und auf der einen Seite von einem Kniehebel und auf der anderen Seite von einer entsprechenden Stütze getragen wird. Die Auslenkungen der Rolle werden wiederum in eine elektrische Spannungsänderungen umgewandelt.
In der FR 1 324 756 ist beschrieben, sehr kurzfristige Schwankungen der Fasermasse und damit der Verzugskräfte dadurch auszugleichen, daß die Eingangswalzen (oder ein anderes Walzenpaar) in oder entgegen der Bandlaufrichtung verschoben werden. Infolge der Walzenpaarverlagerung wird der Verzug verringert oder erhöht. Das Lieferwalzenpaar ist auf zwei Federstäben gelagert. Schwankungen in der Verzugskraft bewirken eine geringfügige Auslenkung des Lieferwalzenlagers. Diese Auslenkungen werden mit Hilfe einer induktiv oder kapazitiv arbeitenden Meßvorrichtung registriert. Die Meßsignale werden dann wie angegeben zur Änderung der Streckfeldweite verwendet.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren bzw. Vorrichtungen zur Verzugskraftmessung und/oder zur Verzugsoptimierung zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Verfahren durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 , 2, 3, 4, 5, 12, 13 und 14 gelöst. Bezüglich der Vor- richtungen wird diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 16, 17, 18 und 23 gelöst.
Im Rahmen dieser Erfindung ist der Ausdruck "direkt und/oder indirekt" dahingehend zu verstehen, daß auch andere Größen als die Verzugskraft ge- messen werden können, welche jedoch einen Rückschluß auf die Verzugskräfte zulassen. Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, daß verschiedene neue Verfahren und Vorrichtungen für eine Optimierung der Streck- werkseinstellungen vorgestellt werden. Des weiteren werden neue Verzugskraftmeßmethoden vorgestellt, wobei ggf. zusätzlich weitere Messungen be- züglich eines Volumendurchlaufes des Faservlieses vorgenommen werden können. Die Messung der Reibung zwischen Fasern eines Faservlieses erfolgt durch direkte und/oder indirekte Messung der Verzugskräfte. Je stärker die Fasern des Faservlieses zusammenhängen, je höher also die Faserreibung ist, desto höher sind auch die Verzugskräfte. Die Ermittlung der Ver- zugskräfte kann demnach zu Rückschlüssen auf die Qualität und Anordnung der Fasern im Faservlies genutzt und Streckwerksparameter ggf. entsprechend darauf abgestellt werden. Die Verzugskräfte können hierbei einmalig, kontinuierlich oder in vorgegebenen oder zufälligen Zeitabständen ermittelt werden.
Es ist beispielsweise möglich, anhand der gemessenen Verzugskräfte zu bestimmen, ob das zu verziehende Faserband einen großen Anteil paralleler Fasern mit entsprechend geringerer Reibung oder einen größeren Anteil an eher quer liegenden Fasern aufweist, welche aufgrund der gegenseitigen Verschlingung mit Nachbarfasern nur mit größeren Kräften auseinander gezogen werden können. Auf diese Weise können z.B. auch Anleger, d.h. die von Hand hergestellte Verbindung zweier aufeinander folgender Vorlagebänder, ermittelt und bei zu großer oder auch zu geringer Verschlingung aus dem verzogenen Faservlies entfernt werden. Des weiteren ist es möglich, aus den gemessenen Verzugskräften auf die Faserlänge zurückzuschließen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Verzugskraftmessung zeichnet sich dadurch aus, daß die Oberwalze des stromaufwärtigen Walzenpaares, beispielsweise des Mittelwalzenpaares bei Betrachtung des Hauptverzugs, auslenkbar gelagert ist, während die zugehörige Unterwalze bei diesen Messungen stationär gelagert ist. Hierbei ist die Oberwalze zweckmäßigerweise auf einem um die Unterwalzenumfangsfläche konzentrisch verlaufenden Kreisbahnabschnitt bewegbar. Bei großen Verzugskräften verschiebt sich die Oberwalze in stromabwärtiger Richtung, wobei die Wegstrecke mit einem Wegmeßelement in bekannter Weise in elektrische Spannungssignaländerungen umgeformt werden kann. Diese sind dann kennzeichnend für die wir- kenden Verzugskräfte.
Die Meßwerte der Verzugskraftmessungen können neben der bekannten Einstellung der Streckfeldweite(n) erfindungsgemäß zur Einstellung weiterer Streckwerksparameter verwendet werden. Zuerst soll jedoch ein Beispiel für eine Streckfeldweiteneinstellung erläutert werden: Ist die durchschnittliche Faserlänge beispielsweise im Verhältnis zum Abstand der Streckwerkswal- zen zu groß, tritt eine häufigere Klemmung der Fasern zwischen den beiden betreffenden Walzenpaaren auf. Ein optimaler Verzug kann dann nicht gewährleistet werden, da die geklemmten Fasern aufgrund der unterschiedli- chen Walzengeschwindigkeiten reißen. Die Verzugskraft, die an diese geklemmten Fasern angreift, ist dementsprechend hoch. Wird demnach eine solch hohe Verzugskraft gemessen, könnte dies ein Indiz dafür sein, den Abstand der beiden Walzenpaare zu vergrößern. Hierzu braucht nicht in allen Fällen exakt die Höhe der Verzugskräfte gemessen zu werden. Es reicht für eine Abschätzung aus, wenn ein bestimmter Verzugskraft-Schwellenwert überschritten wird, um eine nicht-optimale Verzugsfeldweite zu korrigieren. Dies ist u.U. auch schrittweise möglich, so daß beispielsweise der Walzenpaarabstand automatisch stufenweise vergrößert wird, wenn die Verzugskräfte bei jeder neuen Einstellung immer noch den Verzugskraft- Schwellenwert übersteigen. Wenn der Schwellenwert schließlich unterschritten wird, ist der korrekte Walzenpaarabstand gefunden.
Auf Grundlage der Meßwerte und/oder der Korrekturwerte ist es erfindungsgemäß insbesondere von Vorteil, je nach Meß- und/oder Korrekturergebnis, die Walzengeschwindigkeit, den Oberwalzenandruck, die Oberwalzenhärte, die Bandausbreitung vor dem Streckwerk und/oder die Position eines Druckstabs im Streckfeld geeigneter einzustellen. Im Falle der Verwendung eines Druckstabs ist dieser vorteilhafterweise als Verzugskraft-Meßaufnehmer ausgebildet.
Die optimierte Positionierung eines Druckstabs in einem Verzugsfeld kann durch manuelle Einstellung des Druckstabs in horizontaler und/oder vertikaler Richtung vorgenommen werden, wenn ein Bediener aus den gemessenen Verzugskräften einen entsprechenden Hinweis entnimmt.
In einem anderen Beispiel könnte sich ergeben, daß die Verzugskräfte im Vergleich zu Erfahrungswerten bei ansonsten nahezu gleicher Faserqualität und gleichen Walzenabständen sehr gering sind und der Verzug fehlerhaft, wäre es möglich, daß der Oberwalzenandruck zu gering ist. Dieser kann dann entweder manuell oder automatisch mit Hilfe einer entsprechenden Steuerung höher eingestellt werden. Bei einer automatischen Einstellung könnte innerhalb kürzester Zeit festgestellt werden, ob tatsächlich der Oberwalzenandruck die Fehlerquelle darstellt. Ist dies nicht der Fall, da die Verzugskraftmessung keine geänderten Verzugskräfte feststellt, kann automatisch wieder der ursprüngliche Walzenandruck eingestellt werden und vorzugsweise ein anderer Streckwerksparameter - manuell oder automatisch - variiert werden, um die Fehlerursache aufzufinden. Bei einer vollautomatischen Streckwerkseinheit kann auf diese Weise sehr schnell das Problem ermittelt und beseitigt werden.
Auch die Ausbreitung des Faservlieses vor dem Streckwerk kann erfin- dungsgemäß aufgrund der Verzugskraftmessungen variiert werden. Durch entsprechend profilierte, insbesondere quer zum Faservlies gebogenen Führungsstäbe unmittelbar vor dem Streckwerkseingang kann das Faservlies beispielsweise mehr ausgebreitet werden und somit der Faser-Faser-Kontakt ggf. verkleinert. Dies wirkt sich dann günstigenfalls in der Messung niedriger Verzugskräfte aus. In einem besonders vorteilhaften Erfindungsaspekt werden die Meßwerte bzw. daraus abgeleitete Korrekturwerte für die Einstellung des Regeleinsatzpunktes in einem Verzugsfeld einer Regeistrecke verwendet. Da bei Faserbandabschnitten mit größerem Querschnitt die notwendigen Verzugskräfte größer sind als bei solchen mit kleinerem Querschnitt, werden die Fasern in den erstgenannten Abschnitten zu einem späteren Zeitpunkt bzw. näher am stromabwärtigen Streckwerkswalzenpaar verzogen als die letztgenannten Faserbandabschnitte. Es bietet sich daher an, den Regeleinsatzpunkt, der ein Maß für den Zeitpunkt der Änderung der Walzengeschwindigkeit zur Aus- regulierung von Bandungleichmäßigkeiten ist, aufgrund der Meßergebnisse aus den Verzugskraftmessungen entsprechend zu verändern. Werden hohe Verzugskräfte aufgrund von beispielsweise Dickstellen gemessen, wäre der Regeleinsatzpunkt vorzuverlegen, damit diese Faserbandabschnitte mit ihrem großem Faserbandquerschnitt entsprechend bei gleicher Position im Verzugsfeld verzogen werden wie die Faserbandabschnitte mit kleinerem Querschnitt.
Es bietet sich insbesondere an, die Verzugskräfte in einem Vorverzugsfeld des Streckwerks zu messen und den Regeleinsatzpunkt im Hauptverzugs- feld entsprechend der Meßergebnisse zu verändern. Somit bleibt bei hinreichend schnellen Prozessormitteln genügend Zeit, die Verzugskraftmeßwerte auszuwerten, der Reguliereinheit zuzuführen und dann - beispielsweise bei Strecken mit einer Einlaufregulierung und konstanter Liefergeschwindigkeit, d.h. konstanter Lieferwalzengeschwindigkeit - die Geschwindigkeit des Mit- telwalzenpaares zur Anpassung des Regeleinsatzpunktes im vom Mittel- und Lieferwalzenpaar gebildeten Hauptverzugsfeld zu verändern.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die Verzugskräfte direkt durch die Kraftaufnahme eines das Faservlies zwischen zwei Walzenpaaren des Streckwerks auslenkenden Meßelements gemessen. Hierbei bietet es sich an, einen Druckstab zu verwenden, der in der Regel im Hauptverzugsfeld, d.h. zwischen dem Mittelwalzenpaar und dem Lie- ferwalzenpaar, angeordnet ist. Ein solcher Druckstab steht üblicherweise über die Breite des Hauptverzugsfeldes mit dem Faservlies in Berührung und lenkt das Faservlies zwischen den beiden Klemmlinien des Hauptverzugsfeldes aus. Durch die Auslenkung des Faservlieses erhält der Druckstab eine Kraftkomponente senkrecht zur Verbindungsebene zwischen den beiden Klemmlinien der beiden betreffenden Walzenpaare.
Es gibt nun unterschiedliche Möglichkeiten, die an dem Druckstab angreifenden Kräfte, die ein Maß für die im Faservlies herrschenden Verzugskräfte im Hauptverzugsfeld sind, zu messen. Beispielsweise sind Dehnmeßstreifen einsetzbar, die auf eine Biegung des mit dem Faservlies in Verbindung stehenden Druckstababschnitts ansprechen und ein der Verzugskraftkomponente proportionales Signal liefern. Hierbei bietet sich insbesondere das Biegebalkenprinzip an. Der Biegebalken als Teil des Druckstabs ist hierbei quer zur Verzugsrichtung im Verzugsfeld angeordnet und stellt das Meßglied dar. Wird der Druckstab durch eine Kraft belastet, so wird dieser auf Biegung beansprucht, wobei die Biegung zur Dehnung bzw. Stauchung führt. Es bietet sich hierbei beispielsweise an, den Druckstab derart zu lagern, daß eine solche Dehnung bzw. Stauchung insbesondere an den Stirnseiten des Druck- stabs erfolgt. Diese Stirnseiten bzw. Flanken werden von einem oder mehreren Dehnmeßstreifen aufgenommen, die auf den Flanken aufgeklebt sein können und die Dehnung bzw. Stauchung in elektrische Signale umsetzen. Die Dehnmeßstreifen sind hierbei bevorzugt derart angeordnet, daß ihre Dehnung bzw. Stauchung bei senkrecht zum Verzugsfeld erfolgender Kraft- einwirkung auf den Druckstab am größten ist
In einer alternativen Ausführungsform ist der Druckstab als Wegmeßelement ausgebildet, der aufgrund der an ihm angreifenden Verzugskräfte des Faservlieses aus seiner Ruhelage ausgelenkt wird. Die Größe der Auslenkung wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, welches proportional der an dem Druckstab angreifenden Zugkräfte ist. Die Anordnung des Druckstabs im Verzugsfeld ist vorteilhafterweise derart vorgesehen, daß die zur Verbin- dungsebene zwischen den beiden Klemmlinien der beiden betreffenden Waizenpaare senkrechte Kraftkomponente gemessen wird. Hierzu ist der Druckstab geeigneterweise senkrecht zur genannten Verbindungsebene beweglich gelagert.
Alternativ (oder auch zusätzlich) lassen sich die an den Streckwerkswalzen auftretenden Drehmomente bzw. Drehmomentsänderungen aufgrund der an den Walzen angreifenden Verzugskräfte messen. Das Drehmoment hängt hierbei bekannterweise mit der Verzugskraft über den Radius, gemessen von der Drehachse der betreffenden Walze zum Angriffspunkt des Verzugskräfte, zusammen. Die Methode der Drehmomentsmessung stellt somit eine indirekte Messung der Verzugskräfte dar. Zur Bestimmung des Drehmoments bzw. zur Abschätzung von deren Höhe sind insbesondere auch bekannte Drehmomentmeßgeräte einsetzbar. Wenn eine Welle durch ein Drehmoment beansprucht ist, führt die Torsionsspannung zu einer Verformung der Höhenoberfläche. Die größten Verformungen treten hierbei unter Winkeln von 45° zur Wellenachse auf, so daß sich unter diesen Winkeln die Messung durch Dehnmeßstreifen empfiehlt. Beispielsweise sind auf die Außenwände einer oder mehrerer Walzen jeweils vier Dehnmeßstreifen derart geklebt, daß bei einer auftretenden Torsionsspannung zwei von diesen gedehnt und die anderen gestaucht werden. Die resultierende Widerstandsänderung läßt sich dann zweckmäßigerweise mit Hilfe einer Meßbrücke in eine elektrische Spannung umformen, die dem Drehmoment proportional ist. Wenn man zudem noch die Drehzahl der Walze(n) mißt, ist zusätzlich die von der Welle übertragene mechanische Leistung ermittelbar, welche proportional zum Produkt aus Drehmoment und Drehzahl ist. Andere, ebenfalls einsetzbare Drehmoment-Meßaufnehmer arbeiten induktiv oder benutzen das magnetoelastische Prinzip.
Prinzipiell kann das Drehmoment lediglich einer oder mehrerer Streckwerkswalzen gemessen werden. Zur Ermittlung, ob ein bestimmter Schwellenwert des Drehmoments und damit der Verzugskräfte überschritten ist, reicht in vielen Fällen lediglich die Messung an einer Walze aus. Genauere Messungen sind dann realisierbar, wenn gleichzeitig die Drehmomentaufnahme derjenigen Walzen gemessen wird, zwischen denen das Faservlies verzogen wird. Für genaueste Aussagen wären bei einer Strecke mit einem Vorver- zugsfeld und einem Hauptverzugsfeld die Drehmomente aller angetriebenen Walzen oder durch Reibung mitlaufenden Walzen zu messen.
Alternativ (oder auch zusätzlich) können die Verzugskräfte indirekt durch Leistungsaufnahme eines Motors gemessen werden, welcher zum Antrieb mindestens einer Streckwerkswalze dient bzw. Einfluß auf einen solchen Antrieb nimmt. Hierzu sind nahezu alle gängigen Leistungsmesser geeignet, beispielsweise Multiplizierer. Im Falle eines Streckwerks, bei dem die Liefergeschwindigkeit konstant gehalten werden soll und demnach die Lieferwalze mit konstanter Drehgeschwindigkeit laufen muß, kann beispielsweise die Leistung des die Lieferwalze antreibenden Motors gemessen werden. Hieraus läßt sich dann unter Hinzuziehung von Erfahrungswerten zumindest abschätzungsweise auf die Größe der Verzugskräfte schließen bzw. das Überschreiten eines zuvor eingestellten - beispielsweise auf Erfahrungswerten basierenden - Schwellenwertes feststellen. Alternativ oder zusätzlich wird entsprechend die Leistungsaufnahme des die Mittelwalze antreibenden Motors gemessen. Die Wahl, von welchem Motor die Leistungsaufnahme gemessen werden soll, hängt hierbei z.B. davon ab, ob die Vorverzugsdistanz oder die Hauptverzugsdistanz größer ist. Wenn zweiteres der Fall ist, werden längere Fasern eher im Vorverzugsfeld beidseitig geklemmt, so daß dementsprechend die Leistungsaufnahme des die Mittelwalzen antreibenden Motors entsprechend groß ist und zur Messung geeigneter ist.
Für den Fall, daß ein und derselbe Motor sowohl die Liefer- als auch die Mittelwalze antreibt, ist eine entsprechende Messung der Leistungsaufnah- me des Motors selbstverständlich ebenfalls möglich. Es sind regulierte Strecken bekannt, bei denen ein Hauptmotor einerseits die Lieferwalze antreibt und andererseits mit einem Planetengetriebe in Wirkverbindung steht, welches an der Mittelwalze angreift. Das Planetengetriebe empfängt hierbei eine Steuerdrehzahl eines Servoantriebs, welcher bei- spielsweise von einem Regulierprozessor einen Sollwert erhält. Der Sollwert wird hierbei durch elektrische Signalwerte von einem am Einlauf angeordneten Tastrollenpaar sowie der Liefergeschwindigkeit der Strecke gebildet. Es ist nun möglich, die Leistungsaufnahme des Hauptmotors und/oder des Servomotors zu bestimmen, wobei die Leistung ein Maß für die am Faserv- lies angreifenden Verzugskräfte darstellt. Die Verzugskräfte wirken hierbei - wie oben dargelegt - auf die Streckwerkswalzen, welche ihrerseits entsprechende Drehmomente an den Hauptmotor bzw. über das Planetengetriebe an den Servomotor als auch den Hauptmotor abgeben. Hieraus läßt sich dann unter Zuhilfenahme bekannter physikalischer Abhängigkeiten ein Maß für die Verzugskräfte ermitteln.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die auf einem Antriebstrang wirkenden Gesamtkräfte gemessen, wobei der Antriebsstrang zur Kraftübertragung von einem Antriebsmotor auf mindestens eine Streck- werkswalze ausgebildet ist. Schwankungen der gemessenen Kräfte - unter Berücksichtigung der vom Motor wirkenden Kräfte - rühren hierbei insbesondere von den auf das Faservlies wirkenden Verzugskräften her.
Bei Messung der Verzugskräfte in einem Streckwerk durch Messung der Drehmomentaufnahme mindestens einer Streckwerkswalze oder durch Krafterfassung an mindestens einer Walzenlagerstelle oder durch Leistungsaufnahme eines Motors zum Antrieb oder zur Beeinflussung des Antriebs mindestens einer Streckwerkswalze werden die Verzugskräfte erfindungsgemäß aus einem Vergleich der Antriebsmomente mit und ohne im Streckwerk befindlichem Faservlies berechnet. Ein solches Vorgehen ist zweckmäßig, da sich die Druckwalzen nach der Einlaufzeit erwärmen und weicher werden. In der Folge verändern sich somit die Drehmomente. Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden die Meßwerte mittels einer Auswerteeinheit ausgewertet und Korrekturwerte ermittelt. Mittels der Auswerteeinheit ist es insbesondere mit Vorteil möglich, nach Mittel- wert und Variation der Verzugskräfte im Faservlies auszuwerten. Die Meß- und/oder Korrekturwerte können dann beispielsweise an der Maschine oder mittels Datenübertragung an einer entfernteren Kontrollstelle angezeigt werden. Anhand der angezeigten Korrekturwerte sind dann beispielsweise manuell Streckwerksparameter veränderbar. Zur Neueinstellung eines oder mehrerer Parameter können allerdings auch unmittelbar die Meßwerte herangezogen werden, wobei beispielsweise auf Erfahrungswerte hinsichtlich der Bedeutung der Meßwerte, z.B. anhand von Tabellen, zurückgegriffen werden kann.
Die Ergebnisse der Messungen und/oder der Korrekturen können mit Vorteil auch bloß in Form einer Ja/Nein-Anzeige dargestellt werden, beispielsweise wenn nur das Unter- bzw. Überschreiten eines Schwellenwertes (Maximum und/oder Minimum) angezeigt werden soll. Hierfür eignet sich im einfachsten Fall ein akustisches und/oder optisches Signal.
Erfindungsgemäß werden die Meßwerte und/oder daraus abgeleitete Korrekturwerte aus Verzugskraftmessungen in einem elektronischen Speicher abgespeichert, um auch zu einem späteren Zeitpunkt Informationen über die Qualität des produzierten Faservlieses zu erhalten. Auch lassen sich evtl. aus den Faservliesdaten schon Hinweise auf Eigenschaften von aus dem Faservlies produzierten Garnen (Garnfestigkeiten, ...) entnehmen. Zudem ist es möglich, Rückschlüsse auf technologische Gegebenheiten bzgl. der Strecke und/oder der Vorlagebänder und des Faservlieses zu treffen.
Allgemein kann die Verzugskraftmessung alternativ oder zusätzlich zu den bekannten Regulierverfahren und -Vorrichtungen eingesetzt werden. Je genauer der Verzug sein soll, desto sinnvoller ist naturgemäß der Einsatz so- wohl der herkömmlichen Reguüerverfahren als auch des erfindungsgemäßen.
Die oben beschriebenen off- und/oder on-line Einstellungen des Streckwerks aufgrund der Verzugskraft-Meßwerte können durch Meßresultate komplementiert werden, die am Ausgang des Streckwerks von entsprechenden Meßinstrumenten, beispielsweise vom bei der Strecke RSB-D30 vorgesehenen Rieter Quality Monitor, erhalten werden. Es steht dann ein großer Datenpool zur Verfügung, der es erlaubt, nach entsprechender Auswertung bspw. eine hochgenaue on-line Regulierung zu gewährleisten. Zusätzlich oder alternativ können dem Bediener aufgrund der Auswerteergebnisse der Daten dieses Datenpools Empfehlungen gegeben werden, wie off-line eine Optimierung der Streckwerksparametereinstellungen erreicht werden kann.
Die Optimierung der Einstellung von Streckwerksparametern mittels der Erfindung empfiehlt sich insbesondere, wenn sich Faserkennwerte in bedeutendem Maße ändern. Zu diesen Kennwerten gehören beispielsweise die Faserlänge, die Längengleichmäßigkeit (Stapellänge), Drehungen im Faserverband, die Faserfeinheit, der Kurzfaseranteil, Fasermassen im Quer- schnitt, der Ordnungszustand bzw. die Parallellage der Fasern, die Querschnittsform und die Kompaktheit des Faservlieses, die Faserhaftung, der Fremdfaseranteil und/oder die Faserfeuchte.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft einsetzbar beim Verzug von Fasermi- schungen. Es können hierbei beispielsweise die Mischungskombinationen überwacht sowie Faserpakete erkannt werden, die sich im Streckwerk bei bestimmten Verzugsdistanzen bilden. Bei Mischungen - aber auch bei ungemischter Vorlage von Bändern - bietet es sich insbesondere an, aus den Verzugskraftmeßwerten auf den CV-Wert des Faservlieses zu schließen bzw. diese zu berechnen. In einem weiteren Erfindungsaspekt wird mindestens ein Fluid zur Veränderung der Faserreibung im Faservlies in das Streckfeld eingebracht. Hierbei bietet sich beispielsweise das Einbringen mittels Sprühen an, z.B. mit einer oberhalb des betreffenden Verzugsfeldes angeordneten Sprüheinrichtung, wobei eine oder mehrere Sprühdüsen auf das zu verziehende Faservlies gerichtet sind. Hierbei bietet es sich an, mittels bekannter oder auch hier beschriebener erfindungsgemäßer Verfahren die Verzugskräfte vorzugsweise kontinuierlich oder in bestimmten Zeitabständen zu ermitteln, so daß die Wirkung des eingesprühten Fluids beobachtbar ist und evtl. entsprechende Änderungen des Sprühvorgangs (Fluidmenge, Sprühdruck, Sprühdauer, Flächenverteilung des Fluids auf dem Faservlies ) vorgenommen werden können.
Insbesondere bietet es sich vorteilhafterweise an, bei einer zu hohen Faser- reibung ein Luftbefeuchtungsmittel in das Streckfeld (Vor- und/oder Hauptverzugsfeld) einzubringen, um die Reibung zwischen den Fasern zu verringern. Hierfür könnte beispielsweise der Einfachheit halber Wasser in hinreichenden Mengen in Form von kleinen Tröpfchen, z.B. Wasserdampf, verwendet werden. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist mit Vorteil ein Befeuchtungsmittel auf einer Öl-/Wasserbasis in das Streckfeld einbringbar, welches die gegenseitige Haftung der Fasern verringert und den Verzug erleichtert.
Alternativ oder zusätzlich wird ein Fluid vor dem Streckwerk auf das Faserv- lies eingebracht, um die Faserreibung herabzusetzen.
Alternativ oder zusätzlich wird das schon verstreckte Faservlies am Ausgang des Streckwerks mit Wasser oder Wasserdampf besprüht, da Wasser - wenn in nicht zu hohen Mengen eingesetzt - die Faserreibung erhöht und somit einen genügenden Zusammenhalt des Faservlieses für z.B. einen störungsfreien Einlauf an einem Flyer gewährleistet. Alternativ kann auch jedes andere geeignete Fluid zur Erhöhung der Faserreibung eingesetzt werden. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung der wesentlichen Komponenten eines bekannten Streckwerks;
Figur 2 eine schematische Darstellung des Streckwerks gemäß der Fig. 1 mit zusätzlichen Drehmomentaufnehmern;
Figur 3 eine schematische Darstellung des Streckwerks gemäß der Fig. 1 mit zusätzlichen Motor-Leistungsaufnehmern;
Figur 4 eine schematische Seitenansicht der Mittel- und Lieferwalzen eines Streckwerks mit einer Schwenklagerung für die mittlere Oberwalze;
Figur 5 eine schematische Seitenansicht der Walzen eines Streckwerks mit vier Oberwalzen und drei Unterwalzen sowie einem Druckstab, und
Figur 6 eine schematische Seitenansicht der Walzen eines Streckwerks mit einer Sprüheinrichtung.
Figur 1 zeigt schematisch ein bekanntes Streckwerk 1 einer Strecke mit einem elektronischen Reguliersystem. Die wesentlichen Elemente des Streckwerks 1 sind drei Walzenpaare, von denen in der Aufsicht der Fig. 1 lediglich die jeweiligen oberen Walzen, nämlich die obere Eingangswalze 2, die obere Mittelwalze 3 und die obere Lieferwalze 4, dargestellt sind. Die Eingangswalzen 2, 5 und den Mittelwalzen 3, 6 bilden zwischen sich ein Vorverzugsfeld 10 und die Mittelwalzen 3, 6 und die Lieferwalzen 4, 7 ein Hauptverzugsfeld 11.
Weiter stromabwärts ist am Streckwerksausgang ein Vliestrichter 16 gefolgt von einem Abzugswalzenpaar 15 vorgesehen, welches das verzogene Faservlies FV über entsprechende Führungspassagen beispielsweise zu einer Kanne transportiert (nicht dargestellt). Des weiteren kann eine nicht dargestellte Umlenkwalze zwischen dem Lieferwalzenpaar und dem Abzugswal- zenpaar 15 vorgesehen sein.
Am Eingang des Streckwerks 1 ist ein Tastrollenpaar 14 angeordnet, welches vorliegend als Nut-Tastenwalzenpaar ausgebildet ist. Dem Tastrollenpaar 14 ist ein Trichter 13 vorgelagert, der der Zusammenführung der in das Tastrollenpaar 14 einlaufenden Vorlagebänder VB dient. Im gezeigten Beispiel werden sechs Vorlagebänder VB nebeneinander zum Trichter 13 zugeführt, in diesem verdichtet und durch das Tastrollenpaar 14 geschickt. Stromabwärts des Tastrollenpaars 14 spricht man statt von Vorlagebändern VB von einem nun kompakten Faservlies FV.
Zum besseren Verständnis sind in den Fig. 1 bis 3 die elektrischen Verbindungen zwischen den einzelnen Elementen mit Linien gezeichnet, die eine ausgemalte Pfeilspitze aufweisen. Die mechanischen Verbindungen sind als Linien mit lediglich umrandeter Pfeilspitze dargestellt.
Eine der beiden Tastrollen 14 ist beweglich gelagert und wird von den durchlaufenden Bändern VB aufgrund ihrer Masseschwankungen je nach Größe dieser Schwankungen ausgelenkt. Die Auslenkbewegungen werden in einem Signalwandler 34 in elektrische Spannungssignale umgewandelt und zu einer Auswerte- und Reguliereinheit 33 weitergeleitet. Aufgabe der Auswerte- und Reguliereinheit 33 ist es, aus den elektrischen Signalwerten der einlaufenden Vorlagebänder VB und der Liefergeschwindigkeit der Strecke den richtigen Sollwert für einen Servoantrieb 32 zu bilden, der aus diesem Sollwert eine Steuerdrehzahl für ein Planetengetriebe 31 erzeugt. Mit dieser gesteuerten Ausgangsdrehzahl des Planetengetriebes 31 wird der Streckwerkseinzug, gebildet von der unteren Eingangswalze 5 und der unteren Mittelwalze 6, angetrieben. Hierbei wird dem Planetengetriebe 31 von einem Hauptmotor 30 die Hauptdrehzahl vorgegeben. Der Hauptmotor 30 dient hierbei auch zum Antrieb der unteren Lieferwalze 7, welche somit für eine konstante Liefergeschwindigkeit des auslaufenden Faservlieses FV sorgt.
Gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Regulierstrecke weist die Strecke gemäß der Fig. 2 zusätzliche Vorrichtungen auf, mit denen indirekt die am Faservlies FV angreifenden Verzugskräfte gemessen werden können. Zu diesem Zweck werden die Drehmomente von den oberen oder den unteren Mittel- und Lieferwalzen 3, 4, 5, 6 gemessen. Dies ist durch die Meßgeräte 35, 37 angedeutet, die beispielsweise von auf die Walzenoberflächen geklebten Dehnmeßstreifen gebildet sein können. Die resultierenden Signale der Widerstandsänderungen können dann mit jeweils einer Meßbrücke 36, 38 (den Signalwandlern) in elektrische Spannungen umgeformt werden, die dem Drehmoment proportional sind.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 werden die elektrischen Signale von den Meßbrücken 36, 38 an die Auswerte- und Reguliereinheit 33 weitergegeben, die diese Signale auswertet, den Sollwert - wie zuvor für die be- kannte Strecke ausgeführt - ermittelt und diesen Sollwert an den Servoantrieb 32 weitergibt.
In einer nicht dargestellten Variante der Strecke der Fig. 2 werden alternativ oder zusätzlich die Drehmomente der Walzen nach Signalwandlung an einer Anzeigevorrichtung angezeigt, um beispielsweise einen Bediener wissen zu lassen, daß manuelle Einstellungsänderungen am Streckwerk 1 vorzunehmen sind. Zu diesen Änderungen können z.B. gehören: der Oberwalzenan- druck, die Oberwalzenhärte, der Abstand der Walzenpaare und/oder die Position eines (nicht dargestellten) Druckstabs im Streckfeld. Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise eine optische und/oder akustische Alarmfunktion aufweisen. Die Anzeigevorrichtung kann weiterhin vorzugsweise aktiviert werden, wenn die die Drehmomente bzw. die Verzugskräfte einen Schwellenwert übersteigen.
Auch bei einer unregulierten Strecke bietet sich ganz allgemein die Messung der Verzugskräfte an, um zumindest einen groben Anhaltspunkt über zu ver- bessernde Parametereinstellungen des Streckwerks zu erhalten. Die Verzugskräfte bzw. ein Unter- oder Überschreiten von vorgegebenen Grenzwerten, die auf Erfahrungswerten basieren, wird vorzugsweise akustisch und/oder optisch angezeigt, so daß ein Bediener manuell Einstellungen von beispielsweise der Streckfeldweite oder des Oberwalzenandrucks vornimmt.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist einerseits ein Leistungsaufnehmer 40 für den Hauptmotor 30 und andererseits ein Leistungsaufnehmer 42 für den Servoantrieb 32 vorgesehen. Diese Meßinstrumente 40, 42 messen, welche Leistung der jeweilige Motor 30 bzw. 32 auf- bringen muß, um den geforderten Verzug zu erhalten. Haften die Fasern beispielsweise sehr stark aneinander, muß der entsprechende Motor 30 bzw. 32 eine größere Leistung aufbringen, welche von dem zugeordneten Leistungsaufnehmer 40 bzw. 42 gemessen wird und proportional zu den aufzubringenden Verzugskräften ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Meßsignale von den Leistungsaufnehmern 40 bzw. 42 gemessen und angezeigt. Ein Bediener wird dadurch informiert, daß eine manuelle Veränderung von Streckwerksparametern notwendig ist, beispielsweise weil eine neue Charge von zu verziehenden Faserbändern geänderte Faserkennwerte aufweist.
Selbstverständlich ist es auch möglich, lediglich einen Leistungsaufnehmer für einen Antriebsmotor vorzusehen. Bei einer alternativ oder zusätzlichen Ausführungsform ist gegenüber derjenigen der Fig. 3 eine Einspeisung der Signale von einem oder beiden Leistungsaufnehmern 40, 42 in die Auswerte- und Reguliereinheit 33 vorgese- hen, welche dann beispielsweise auch die Streckfeldweite des Vorverzugs- und/oder des Hauptverzugfeids 10, 11 anpaßt, also neue Werte für den Walzenpaarabstand festlegt und eine automatische Einstellung veranlaßt. Alternativ wird optisch oder akustisch angezeigt, daß die Leistungsaufnahme relativ gering oder relativ hoch ist, beispielsweise in Form von konkreten Daten oder durch ein Signal bei Unter- oder Überschreiten eines Schwellenwertes. Aus diesen Daten bzw. Signalen kann ein Bediener - beispielsweise anhand einer Tabelle mit aufgeführten Verzugskräften einerseits und möglichen Einstellungsänderungen von Streckwerksparametern andererseits manuell eine Veränderung von z.B. des Oberwalzenandrucks oder der horizon- talen und/oder vertikalen Position eines Druckstabs in einem der Verzugsfelder vornehmen. Ähnlich kann vorgegangen werden, wenn die Ausbreitung des Faservlieses zwischen den Eingangswalzen 2, 5, also vor dem Streckwerk, und dem Tastwalzenpaar 14 mittels eines Führungselements für das Faservlies (nicht dargestellt) geändert werden soll. Dies kann entweder durch ein verdichtendes oder ein das Faservlies ausbreitendes Führungselement geschehen. Solche Führungselemente sind Stand der Technik und werden üblicherweise vor dem Streckwerk plaziert. Erfindungsgemäß wird mindestens ein Führungselement gegen ein anderes mit einer anderen Kontur ausgetauscht, um die erwünschte Faserquerschnittsgeometrie und damit ein unterschiedliches Verzugskraftverhalten zu erreichen.
Die Fig. 4 zeigt das Mittelwalzenpaar 3, 6 und das Lieferwalzenpaar 4, 7 eines Streckwerks mit von rechts nach links durchlaufendem Faservlies FV. In dem von den Walzenpaaren aufgespannten Verzugsfeld 11 ist ein Druckstab 20 zur Auslenkung des Faservlieses FV angeordnet. Die Oberwalze 3 des mittleren Walzenpaares ist schwenkbar an einem Schwenkarm 61 gelagert, der um eine Schwenkachse D rotieren kann. Die Schwenkachse D läuft hier- bei durch die Achse der unteren Walze 6, so daß sich die Oberwalze beim Verschwenken auf einer in Umfangsrichtung der Unterwalze 6 verlaufenden Kreisbahn bewegt. An einem mit dem Schwenkarm 61 in Verbindung stehenden Hebel 62 ist eine Meßeinrichtung 63 angeschlossen, die beispiels- weise als bekannte Wegmeßeinrichtung mit einer Widerstands- bzw. Span- nungsänderungsumwandlung ausgebildet ist und z.B. auf kapazitiven, piezoelektrischen oder ähnlichen Prinzipien beruht. Die von dem Faservlies FV ausgeübte Verzugskraft wird bei dieser Vorrichtung dazu ausgenutzt, die Oberwalze 3 in einer kreisabschnittsförmigen Ebene auszulenken, wobei eine an dem Schwenkarm 61 angreifende und gegen die Verzugskraft wirkende sowie einstellbare Blatt- oder Zugfeder zur Einstellung der Walzenmittellage vorgesehen ist. Auch sind pneumatische oder hydraulische Einstellelemente realisierbar.
In Fig. 5 ist eine weitere mögliche Variante der Verzugskraftmessung der Verzugskräfte dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das in Seitenansicht dargestellte Streckwerk 1 vier Oberwalzen 2, 3, 4, 8 und drei Unterwalzen 5, 6, 7 auf. Das Eingangswalzenpaar 2, 5 und das Mittelwalzenpaar 3, 6 bilden ein Vorverzugεfeld und das Mittelwalzenpaar 3, 6 und das Lieferwalzenpaar 4, 7 ein Hauptverzugsfeld 11. Die Walze 8 stellt eine Umlenkwalze dar. Im Hauptverzugsfeld 11 ist ein Druckstab 20 angeordnet, der sich im wesentlichen über die gesamte Streckfeldbreite des Hauptverzugsfeldes 11 erstreckt und zur Auslenkung des - in dieser Ausführungsform von links nach rechts bewegten - Faservlieses FV dient. Hierdurch wird die Rei- bung zwischen den Fasern erhöht. Insbesondere relativ kurze Fasern werden mittels des Druckstabs 20 geführt und "schwimmen" in geringerem Ausmaß.
Der Druckstab 20 ist im wesentlichen senkrecht zu den beiden Klemmlinien des Mittel- und Lieferwaizenpaars 3, 6 und 4, 7 beweglich gelagert. Die
Auslenkung des Druckstabs 20 ist um so höher, je größer die Verzugskräfte im Faservlies FV sind, da dann die Kraftkomponente in Auslenkungsrichtung des Druckstabs 20 besonders groß ist. Zur Kraftmessung ist der Druckstab 20 als Wegmeßgeber ausgebildet, wobei die Höhe der Auslenkung proportional zur an ihm angreifenden Kraft ist.
In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Druckstab 20 ortsfest angeordnet und mit mehreren Dehnmeßstreifen versehen, welche bei Krafteinwirkung in bekannter Weise gedehnt bzw. gestaucht werden und dabei ihren Widerstand verändern. Diese Widerstandsänderungen sind dann z.B. mittels einer Brückenschaltung in elektrische Spannungssignale umwandelbar, mit welchen dann auf die Verzugskräfte geschlossen werden kann.
Mit dem Druckstab 20 kann insbesondere auf Feuchteschwankungen im Faservlies FV geschlossen werden. Man geht hierbei davon aus, daß die Fa- serkennwerte einer Charge zu verziehenden Materials weitgehend konstant bleiben. Wenn bei sonst gleichen Bedingungen größere Schwankungen der Verzugskräfte gemessen werden (z.B. auch über Drehmoment- oder Leistungsaufnahme-Messungen), kann dies ein Anzeichen dafür sein, daß der Feuchtigkeitsgehalt in den Vorlagebändern VB schwankt und evtl. bestimmte Abschnitte des verzogenen Faservrieses keinen hohen Qualitätsanforderungen genügt. Mittels der Erfindung ist es also möglich, solche Mängel der Vorlagebänder zu beheben, indem diese Abschnitte z.B. aus dem verzogenen Faservlies FV entfernt werden.
In der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform des Streckwerks 1 wird das Signal von dem als Wegmeßelement ausgebildeten Druckstab 20 zu einem Signalwandler 21 weitergeleitet, der das entsprechende Spannungssignal erzeugt und an eine Anzeige 22 weitergibt. Das Bedienungspersonal kann anhand der Anzeige Veränderungen an den Streckwerkseinstellungen vor- nehmen, beispielsweise auch an der Position des Druckstabs 20 im Hauptverzugsfeld 11. Solche Posftionsänderungen können den Abstand zu einem Walzenpaar 2, 5 bzw. 3, 7 betreffen und/oder die Tiefe, mit der der Druck- stab 20 in das Hauptverzugsfeld 11 eintaucht. Alternativ oder zusätzlich wird das Spannungssignal an eine Auswerte- und Reguliereinheit weitergegeben, beispielsweise eine Auswerte- und Reguliereinheit 33 wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt. Alternativ ist eine Auswerte- und Reguliereinheit vorgesehen, welche nicht auf die Walzengeschwindigkeit Einfluß nimmt, sondern andere Parametereinstellungen am Streckwerk vornimmt, so beispielsweise auch die Position der Druckstabs 20 im Hauptverzugsfeld 11 verändert.
Die Ergebnisse der jeweiligen Verzugskraftmessungen können alternativ oder zusätzlich in die Auswerte- und Reguliereinheit 33 eingespeist werden, um den Regeleinsatzpunkt zu verändern.
Die Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht eines Streckwerks 1 , das im wesentlichen demjenigen der Fig. 5 entspricht. Zusätzlich ist eine Sprüheinrichtung 50 vorgesehen, welche oberhalb des Hauptverzugsfeldes 11 angeordnet ist und bei Bedarf ein Fluid F auf das Faservlies FV sprüht. Beispielsweise ist das Fluid F Wasser, welches zur Erhöhung der Luftfeuchtigkeit und damit - in genügender Menge eingesetzt - zur Erniedrigung der Faserreibung dient. Die Sprüheinrichtung 50 wird beispielsweise über eine Auswerte- und Regu- liereinheit (nicht dargestellt) aktiviert, welche ein Signal mit Informationen über relativ hohe Verzugskräfte erhält. Die hohen Verzugskräfte können bedeuten, daß die Faserreibung relativ hoch ist und daher mittels des einzusprühenden Fluids F reduziert werden kann. Selbstverständlich sind auch andere Ursachen für gemessene hohe Verzugskräfte möglich (oder äquiva- lente Größen wie die Auslenkung eines in Kontakt mit dem Faservlies FV stehenden Elements wie dem Druckstab 20 der Fig. 5, das Drehmoment einer Streckwerkswalze oder die Leistungsaufnahme eines Antriebsmotors).
Alternativ oder zusätzlich können auch vor und/oder nach dem Streckwerk und/oder oberhalb des Vorverzugsfeldes Sprüheinrichtungen vorgesehen sein. Dem Streckwerk nachgeschaltete Sprüheinrichtungen können derart eingesetzt werden, daß die Faserreibung durch Einsprühen von geringeren Mengen Wasser ggf. auch erhöht wird, um einen sicheren Transport des Faservlieses zum Flyer zu gewährleisten
Die Erfindung läßt sich auch dahingehend einsetzen, daß die Meßwerte von den verschiedenen, oben aufgeführten Meßelementen in einem Speicher gespeichert werden und anhand dieser gespeicherten Werte beispielsweise periodische Schwankungen identifiziert werden;
Weiterhin können mittels der Erfindung mangelhafte Anleger, d.h. die von Hand hergestellten Verbindungsstellen zweier hintereinander in das Streckwerk einlaufender Vorlagebänder VB, identifiziert werden. Diese weisen beispielsweise kein von einem sonstigen Faserbandabschnitt abweichendes Massevolumen auf, können aber gänzlich unterschiedliche Verzugseigenschaften aufweisen. Es ist insbesondere wahrscheinlich, daß deutlich höhere Verzugskräfte erforderlich sind, um die Fasern auseinander zu ziehen. Wenn das Meßelement zur Messung der Verzugskräfte einen solchen bedeutenden Anstieg, beispielsweise auch ein Überschreiten über einen vorgegebenen Grenzwert, ermittelt und anzeigt, kann z.B. durch manuelle Entfernung dieses kaum zu verziehenden Anlegers eine höhere Qualität des verzogenen Faservlieses erhalten werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Betreiben eines Streckwerks mit mindestens einem zwischen zwei Walzenpaaren (2, 5; 3, 6; 4, 7) gebildeten Verzugsfeld (10, 11) zum Verziehen eines Faservlieses (FV), wobei ein Walzenpaar aus jeweils einer Oberwalze (2, 3, 4) und einer Unterwalze (5, 6, 7) besteht, wobei die an dem Faservlies (FV) angreifenden Verzugskräfte direkt oder indirekt gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf Grundlage der Meßwerte der Andruck zumindest einer der Oberwalzen (2, 3, 4) verändert wird.
2. Verfahren zum Betreiben eines Streckwerks mit mindestens einem zwischen zwei Walzenpaaren (2, 5; 3, 6; 4, 7) gebildeten Verzugsfeld (10, 11) zum Verziehen eines Faservlieses (FV), wobei ein Walzenpaar aus jeweils einer Oberwalze (2, 3, 4) und einer Unterwalze (5, 6, 7) besteht, wobei die an dem Faservlies (FV) angreifenden Verzugskräfte direkt oder indirekt gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf Grundlage der Meßwerte die Position eines in dem Verzugsfeld des Streckwerks angeordneten Druckstabs (20) verändert wird.
3. Verfahren zum Betreiben eines Streckwerks mit mindestens einem zwischen zwei Walzenpaaren (2, 5; 3, 6; 4, 7) gebildeten Verzugsfeld (10, 11) zum Verziehen eines Faservlieses (FV), wobei ein Walzenpaar aus jeweils einer Oberwalze (2, 3, 4) und einer Unterwalze (5, 6, 7) besteht, wobei die an dem Faservlies (FV) angreifenden Verzugskräfte direkt oder indirekt gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf Grundlage der Meßwerte die Bandausbreitung vor dem Streckwerk mittels Führungsmitteln verändert wird.
4. Verfahren zum Betreiben eines Streckwerks mit mindestens einem zwischen zwei Walzenpaaren (2, 5; 3, 6; 4, 7) gebildeten Verzugsfeld (10, 11) zum Verziehen eines Faservlieses (FV), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Walzenpaar aus jeweils einer Oberwalze (2, 3, 4) und einer Unterwalze (5, 6, 7) besteht, wobei die an dem Faservlies (FV) angreifenden Verzugskräfte direkt oder indirekt gemessen werden, indem die stromaufwärtige Oberwalze (3) eines Walzenpaares (3, 6) bei gleichzeitig stationär gelagerter Unterwalze (6) ausgelenkt und die Wegauslenkung in ein Meßsignal umgeformt wird, das für die Größe der Verzugskraft charakteristisch ist.
5. Verfahren zum Betreiben eines Regulierstreckwerks mit mindestens einem zwischen zwei Walzenpaaren (2, 5; 3, 6; 4, 7) gebildeten Verzugsfeld (10, 11) zum Verziehen eines Faservlieses (FV), wobei ein Walzenpaar aus jeweils einer Oberwalze (2, 3, 4) und einer Unterwalze (5, 6, 7) besteht, wobei die an einem Faservlies (FV) angreifenden Verzugskräfte direkt oder indirekt gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf Grundlage der Meßwerte der Regeleinsatzpunkt in dem mindestens einen Verzugsfeld verändert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Regulierstreckwerk ein Vorverzugsfeld und ein Hauptverzugsfeld aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die direkte oder indirekte Messung der Verzugskraft im Vorverzugsfeld durchgeführt und auf Grundlage der Meßwerte der Regeleinsatzpunkt im Hauptverzugsfeld verändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzugskräfte durch Kraftaufnahme eines das Faservlies (FV) auslenkenden Meßelements, insbesondere eines Druckstabs (20), gemessen werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Verzugskräfte durch Drehmomentaufnahme mindestens einer Streckwerkswalze (5, 6, 7) des Streckwerks (1) gemessen werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Verzugskräfte durch Leistungsaufnahme eines
Motors (30; 32) zum Antrieb oder zur Beeinflussung des Antriebs mindestens einer Streckwerkswalze (5, 6, 7) gemessen werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß die auf einen Antriebsstrang zum Antrieb mindestens einer Streckwerkswalze (5, 6, 7) wirkenden Kräfte gemessen werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte, die aus den Meßwerten abgeleiteten Korrekturwerte und/oder der zeitliche Verlauf mindestens einer dieser
Parameter angezeigt werden.
12. Verfahren zum Betreiben einer Spinnereimaschine, wobei die an einem Faservlies (FV) angreifenden Verzugskräfte direkt oder indirekt gemes- sen werden, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzugskraft-Meßwerte und/oder daraus abgeleitete Korrekturwerte in einem elektronischen Speicher gespeichert und als Qualitätsmerkmal für das produzierte Faserband abgerufen werden.
13. Verfahren zur Verzugskraftbestimmung in einem Streckwerk, daß die Verzugskräfte durch Drehmomentaufnahme mindestens einer Streck- werkswalze (5, 6, 7), durch Krafterfassung an mindestens einer Walzenlagerstelle und/oder durch Leistungsaufnahme eines Motors (30; 32) zum Antrieb oder zur Beeinflussung des Antriebs mindestens einer Streckwerkswalze gemessen werden, wobei die Verzugskräfte aus ei- nem Vergleich der Antriebsmomente mit und ohne im Streckwerk befindlichen Faservlies (FV) berechnet werden.
14. Verfahren zur Einstellung einer optimierten Faser-Faser-Reibung eines Faservlieses (FV), insbesondere in Kombination mit dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fluid (F) zur Veränderung der Faserreibung im Faservlies (FV) in das Streckfeld und/oder vor und/oder nach dem Streckfeld eingebracht, beispielsweise eingesprüht, wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftbefeuchtungsmittel (F) zur Verringerung oder zur Erhöhung der Faserreibung im Faservlies (FV) eingebracht wird.
16. Streckwerk, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß ei- nem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, mit mindestens einem zwischen zwei Walzenpaaren (2, 5; 3, 6; 4, 7) gebildeten Verzugsfeld
(10 11), zwischen denen ein Faservlies (FV) geklemmt und verzogen wird, mit Mitteln (20; 35, 37; 40, 42; 3, 61, 62, 63) zur direkten und/oder indirekten Messung von an dem Faservlies (FV) angreifenden Verzugs- kräften, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (20; 35, 37; 40, 42; 3,
61, 62, 63) eine stromaufwärtige Oberwalze (3) eines Walzenpaares (3,
6) umfassen, die bei gleichzeitig stationär gelagerter Unterwalze (6) auslenkbar gelagert ist, sowie Mittel (61, 62, 63) zur Umformung des
Auslenkungswegs der Oberwalze (3) in ein für die Größe der Verzugs- kraft charakteristisches Signal.
17. Streckwerk, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, mit mindestens einem zwischen zwei Walzenpaaren (2, 5; 3, 6; 4, 7) gebildeten Verzugsfeld (10 11), zwischen denen ein Faservlies (FV) geklemmt und verzogen wird, mit Mitteln (20; 35, 37; 40, 42; 3, 61 , 62, 63) zur direkten und/oder indirekten Messung von an dem Faservlies (FV) angreifenden Verzugskräften, gekennzeichnet durch Mittel zur Veränderung des Andrucks zumindest einer der Oberwalzen (2, 3, 4) auf Grundlage der Meßwerte.
18. Streckwerk, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, mit mindestens einem zwischen zwei Walzenpaaren (2, 5; 3, 6; 4, 7) gebildeten Verzugsfeld (10 11), zwischen denen ein Faservlies (FV) geklemmt und verzogen wird, mit Mitteln (20; 35, 37; 40, 42; 3, 61, 62, 63) zur direkten und/oder indirekten Messung von an dem Faservlies (FV) angreifenden Verzugskräften, gekennzeichnet durch Mittel zur Veränderung der Position eines in dem Verzugsfeld des Streckwerks angeordneten Druckstabs (20) auf Grundlage der Meßwerte.
19. Streckwerk nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (20; 35, 37; 40, 42; 3, 61 , 62, 63) zur direkten und/oder indirekten Messung der Verzugskräfte einen Druckstab (20) als Verzugskraftmeßelement umfassen.
20. Streckwerk nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (20; 35, 37; 40, 42; 3, 61 , 62, 63) zur direkten und/oder indirekten Messung der Verzugskräfte mindestens einen Drehmomentaufnehmer (35, 37) zur Aufnahme der Drehmomente mindestens einer Streckwerkswalze (5, 6, 7) umfassen.
21. Streckwerk nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (20; 35, 37; 40, 42; 3, 61 , 62, 63) zur direkten und/oder indirekten Messung der Verzugskräfte mindestens einen Leistungsaufnehmer (40, 42) zur Leistungsaufnahme eines Motors (30; 32) zum Antrieb oder zur Beeinflussung des Antriebs mindestens einer Streckwerkswalze (5, 6, 7) umfassen.
22. Streckwerk nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, gekennzeichnet durch eine Auswerteeinheit (33) zur Errechnung von Korrekturwerten anhand der Meßwerte von dem oder den Mitteln (20; 35, 37; 40, 42; 3, 61 , 62, 63) zur Messung der Verzugskräfte, insbeson- dere zur Auswertung nach Mittelwert und Standardabweichung bzw. Variation der Verzugskräfte im Faservlies (FV) und insbesondere zur Ermittlung des CV-Wertes.
23. Streckwerk, insbesondere nach einem der vorhergehenden Vorrich- tungsansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (60) zur Einbringung eines Fluids (F), insbesondere eines Luftbefeuchtungsmittels, in das Streckfeld zur Veränderung der Faserreibung im Faservlies (FV), insbesondere auf Grundlage der Meßwerte und/oder Korrekturwerte.
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