WO2023117226A1

WO2023117226A1 - Kämmmaschine mit einer überwachung des kämmlings

Info

Publication number: WO2023117226A1
Application number: PCT/EP2022/082222
Authority: WO
Inventors: Nicole Saeger; Roland Friedrich
Original assignee: Trützschler Group SE
Priority date: 2021-12-23
Filing date: 2022-11-17
Publication date: 2023-06-29
Also published as: DE102021134464A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Kämmmaschine, mit einer Mehrzahl von Kämmköpfen (10), die zum Auskämmen einer Faserwatte ausgebildet sind, wobei ein Absaugtrakt (11) eingerichtet ist, durch den eine beim Auskämmen der Faserwatte mittels der Kämmköpfe (10) entstehender Kämmling absaugbar ist. Erfindungsgemäß ist in Verbindung mit dem Absaugtrakt (11) eine Messeinrichtung (13) vorgesehen, mit der die Menge des entstehenden Kämmlings kontinuierlich messbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung des im Saugstrom vorhandenen Kämmlings einer solchen Kämmmaschine (1).

Description

Titel: Kämmmaschine mit einer Überwachung des Kämmlings

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Kämmmaschine mit einer Mehrzahl von Kämmköpfen, die zum Auskämmen einer Faserwatte ausgebildet sind, wobei ein Absaugtrakt eingerichtet ist, durch den ein beim Auskämmen der Faserwatte mittels der Kämmköpfe entstehender Kämmling abgesaugt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung des im Saugstrom vorhandenen Kämmlings einer Kämmmaschine.

Aus der DE 10 2007 039 067 A1 ist eine Kämmmaschine mit mehreren Kämmköpfen bekannt, die mit auf Wickeln bereitgestellter Faserwatte gespeist werden. Von den Kämmköpfen werden ausgekämmte Einzelfaserbänder abgeführt, die zu einem gemeinsamen Kammzugband zusammengefasst werden, das die Kämmmaschine schließlich verlässt. Dabei wird die einlaufende Faserwatte vom Wickel mittels einer Waage ermittelt.

Für die Messung der auslaufenden Faserbandmasse wird eine weitere Messeinrichtung mit einem Tastelement benötigt, z.B. ein Bandtrichter mit einer belasteten Tastzunge. Diese Messeinrichtung kann konstruktiv einfach ausgeführt werden, nicht zuletzt auch aufgrund der Reduzierung der bewegten Teile, die Messgenauigkeit ist aber eher gering, da das Messsignal aufgrund unterschiedlicher beeinflussender Faktoren (Produktionsgeschwindigkeit, Bandstruktur, Fasertype) nicht eindeutig der Bandmasse zugeordnet werden kann

Weiterhin ist angegeben, dass die zugeführte Wattemasse pro Zeit und/oder die ausgegebene Faserbandmasse in derselben Zeit vorteilhaft auch mittels einer Messeinrichtung mit einem berührungslosen Sensor bestimmt werden kann, z.B. mittels eines Mikrowellensensors. Die Vorteile eines berührungslosen Sensors bestehen u.a. darin, dass keine Beeinflussung der Fasermasse während der Messung stattfindet. Ebenso wenig erfolgt eine Beeinflussung des Sensors durch das Fasermaterial, und es treten keine Schwingungsprobleme von mechanisch bewegten Teilen auf. Der berührungslose Sensor hat weniger Nachteile mit der Texturierung eines Textilbandes, und durch die fehlende Reibungsarbeit wird die Energieeffizienz gesteigert. Außerdem wird mangels bewegter Teile die Wartungsfreundlichkeit gesteigert. Schließlich findet keine Volumenmessung, sondern eine Dichtemessung statt. Der Mikrowellensensor hat Prinzip bedingt auch die Möglichkeit der Messung der Materialfeuchte. Jedoch ist es von Nachteil, dass der Messaufbau mit mindestens zwei Sensoren aufwändig ist und die Messgenauigkeit ist auch bei rein berührungsloser Messung dennoch eher gering, da große Massen gemessen werden, um die Größe einer vergleichsweise kleinen Masse daraus rechnerisch zu bestimmen.

Die WO 2005/001176 A1 zeigt eine weitere Bauart einer Kämmmaschine mit Mitteln zur Bestimmung des Kämmlingsanteils, wobei auch hier ein Vergleich stattfinden soll zwischen der eingebrachten Fasermenge und der Menge des ausgegebenen Faserstranges, sodass über eine Differenzbestimmung der Kämmlingsanteil ermittelt wird.

Nachteilhafterweise wird der tatsächliche Kämmlingsanteil nur über die Massedifferenz aus der gesamten zugeführten Fasermenge und der gesamten abgeführten Faserbandmenge pro Zeiteinheit rechnerisch bestimmt. Da die Bestimmung des Kämmlingsanteils auch hier auf der Mengenmessung eines im Vergleich zum eigentlichen Kämmlingsanteil sehr großen Masse beruht, wird dadurch die Ergebnisgenauigkeit negativ beeinflusst.

Weiterhin ist bekannt, dass manuell entnehmbare Siebe im Absaugtrakt eingesetzt werden, um den Kämmlingsanteil, der sich über einem bestimmten Zeitraum im Sieb gesammelt hat, mittels einer Waage zu bestimmen. Das Sieb wird nur für den Messvorgang eingesetzt. Da sich das Sieb sehr schnell zusetzt, würde es die Strömungsverhältnisse nachteilig beeinflussen. Daher wird es nur für einen kurzen Zeitraum (Hochfahren, kurze Produktionszeit, Runterfahren) verwendet, wodurch das Ergebnis auch nicht repräsentativ für den gesamten Kämmvorgang ist. Danach wird das Sieb wieder entfernt. Hier ist allerdings der vorübergehende Stillstand der Kämmmaschine erforderlich und es muss eine Person die Entnahme des Siebes vornehmen und die Massebestimmung über das Wiegen in der Regel manuell ausführen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kämmmaschine zu schaffen, die eine Einrichtung zur Bestimmung der Menge des entstehenden Kämmlingsanteils aufweist. Die Messeinrichtung soll dabei die Menge des entstehenden Kämmlings mit einer möglichst hohen Genauigkeit kontinuierlich bestimmten, und zugleich einen einfachen Aufbau aufweisen.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Kämmmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ausgehend von einem Verfahren gemäß Anspruch 14 in Verbindung mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass in Verbindung mit dem Absaugtrakt eine Messeinrichtung vorgesehen ist, mit der die Menge des entstehenden Kämmlings kontinuierlich messbar ist.

Kerngedanke der Erfindung ist die direkte Messung der abgeführten Masse des Kämmlings unmittelbar im Absaugtrakt, durch den der Kämmling aus dem Prozess der Kämmmaschine abgesaugt wird. Der Vorteil der direkten Messung des Kämmlings ist ein sehr genauer Messwert, da der Absaugtrakt einen geschlossenen Strömungsquerschnitt aufweist, durch den die tatsächlich ausgekämmte Menge an Abgang verunreinigter Faserwatte hindurchgeführt wird. Erfindungsgemäß weist die Messeinrichtung derart ausgestaltete Mittel auf, dass eine kontinuierliche Messung der Menge des durch den Absaugtrakt hindurchgeführten Kämmlings durchführbar ist. Diese Mittel sind insbesondere eine optische oder elektro-optische Messeinrichtung.

Beispielsweise weist die Messeinrichtung wenigstens einen Messsensor auf, der in oder am Absaugtrakt der Kämmmaschine angeordnet ist. Der Messsensor kann an der seitlichen Begrenzung, also beispielsweise einem Wandungselement des Absaugtraktes eingerichtet sein oder der Messsensor befindet sich im unmittelbaren Absaugstrom innerhalb des Absaugtraktes, mit dem der Kämmling abgeführt wird. Der Messsensor selbst ist insbesondere elektrisch und bevorzugt elektro-optisch wirkend ausgestaltet.

Mit besonderem Vorteil ist der Messsensor als optischer Sensor und/oder als mikrowellenbasierter und/oder ultraschallbasierter Sensor ausgebildet. Auch ist es denkbar, dass die Messeinrichtung mehrere Messsensoren aufweist, die an verschiedenen Positionen im Absaugtrakt eingerichtet sind. Die mehreren Messsensoren können dabei auch unterschiedlich wirkende Sensoren sein, sodass beispielsweise nicht nur optische oder elektro-optische Sensoren miteinander gekoppelt eingerichtet sind, sondern es können auch ein optischer Sensor und beispielsweise ein mikrowellenbasierter und/oder ein ultraschallbasierter Sensor eingerichtet sein oder zumindest Teile der entsprechend wirkenden Sensoren können kombiniert werden.

Der Absaugtrakt einer Kämmmaschine kann als Metalltunnel ausgestaltet sein, und derartige Metalltunnel weisen gewöhnlich einen flachen Blechwerkstoff auf, aus dem mit entsprechender Falzung und Nahtbildung ein dreidimensionaler Saugtunnel geschaffen werden kann. So weist der Absaugtrakt einer Kämmmaschine wenigstens ein Wandungselement auf, mit dem ein Innenraum des Absaugtraktes begrenzt und/oder zumindest umschlossen ist, wobei der Messsensor insbesondere in oder an dem Wandungselement angeordnet ist, das aus einer fensterartigen Öffnung im Absaugtrakt entnommen werden kann. Beispielsweise kann der Messsensor auch an einem solchen Wandungselement angebracht oder mit diesem baueinheitlich ausgeführt sein, wobei das Wandungselement vom Absaugtrakt entnehmbar ist, sodass der Messsensor beispielsweise gereinigt, überprüft oder ausgetauscht werden kann. Der Sensor kann aber auch an jeder anderen Stelle am oder im Kanal angeordnet sein, z.B. in einer Öffnung im Kanal eingeschraubt und zum Reinigen entnommen werden.

Wird der Messsensor beispielsweise an einer Vorrichtung angeordnet, die für eine ergänzende Messung gleichzeitig ein Fangsiebes aufnehmen kann, mit dem die konventionelle manuelle Messung der Kämmlingsmenge erfolgt, beispielsweise zum Kalibrieren der Messvorrichtung, kann diese Vorrichtung für mehrere Kämmmaschinen verwendet werden. Vorzugsweise ist die Vorrichtung als Messdeckel ausgebildet, die eine Öffnung des Absaugtraktes verschließt. Orthogonal zum Messdeckel ist eine Haltevorrichtung angeordnet, die quer zum Messdeckel in den Absaugtrakt hineinragt. An dieser Haltevorrichtung kann das Fangsieb befestigt werden, das für eine kurze Zeit die Kämmlingsmenge im Absaugtrakt erfasst. Die Datensignale können vom Messsensor mittels Datenleitung oder kabellos mittels Bluetooth oder anderer Datenübertragung an die Steuerung der Kämmmaschine übermittelt werden.

Gemäß einem noch weiteren Vorteil weist der als optischer Sensor ausgebildete Messsensor eine optische Messachse auf, die quer zu einer Längsachse einer Saugluftströmung innerhalb des Absaugtraktes ausgerichtet ist oder die alternativ mit der Längsachse der Saugluftströmungsrichtung zusammenfällt. Der optische Sensor kann auf einfache Weise als Lichtschrankensensor ausgeführt sein, sodass über das reflektierte Licht mittels eines Detektors erkannt werden kann, ob und wieviel Anteil an Kämmling mit der Saugluft durch den Absaugtrakt geführt wird. Dabei kann der optische Sensor einen Reflektor umfassen, der sich beispielsweise auf der gegenüberliegenden Seite des Detektors innerhalb des Absaugtaktes befindet, beispielsweise an einem gegenüberliegenden Wandelement, und es wird die Reflexion am Reflektor detektiert. Alternativ kann die Reflexion am Kämmling selbst detektiert werden. Die optische Messachse kann insofern mit der Strömungsrichtung der Saugluft oder quer zur Strömungsrichtung der Saugluft ausgerichtet werden.

Die Messeinrichtung kann eine Lichtquelle aufweisen, die zur Einstrahlung von Licht in den Innenraum des Absaugtraktes ausgebildet ist. Das Licht muss dabei nicht im sichtbaren Wellenlängenbereich liegen und kann auch beispielsweise Infrarotstrahlung aufweisen. Ein gegenüberliegender Reflektor bildet ein weiteres Messelement, wobei der Reflektor das Licht der Lichtquelle reflektiert, was schließlich von einem Detektor erfasst werden kann, der mit der Lichtquelle eine Einheit bilden kann. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Innenoberfläche des wenigstens einen Wandungselements und insbesondere der nähere Umgebungsbereich des Absaugtraktes, der die Messeinrichtung umgibt, schwarz oder wenigstens nicht reflektierend ausgebildet ist. Das Messprinzip kann alternativ zur optischen Messung auch auf einer Mikrowellenmessung, etwa unter Nutzung einer sogenannten Mikrowellenschranke, basieren.

Der Absaugtrakt weist mit weiterem Vorteil an die Kämmköpfe führende Einzelkanäle auf, die von einem Sammelkanal abgezweigt sind, und in oder an denen jeweilige Messsensoren und/oder gegenüberliegende Messelement und/oder Lichtquellen eingerichtet sein können. Darüber hinaus weist der Absaugtrakt den Sammelkanal auf, in oder an dem jeweilige Messsensoren und/oder gegenüberliegende Messelemente und/oder Lichtquellen alternativ oder zusätzlich ebenfalls eingerichtet sein können.

Weist jeder an die einzelnen Kämmköpfe führende Einzelkanal eine Messeinrichtung auf, so kann insbesondere auch die Funktion jedes einzelnen Kämmkopfes überwacht werden, sofern ein durchschnittlicher und/oder zu erwartender Kämmlingsanteil gemessen wird und die gemessenen Kämmlingsanteile beispielsweise miteinander verglichen werden können.

Weicht der gemessene Kämmlingsanteil in einem der Einzelkanäle beispielsweise über einen Grenzwert hinausgehend ab, so kann eine Aussage über die aktuelle Funktion des einzelnen Kämmkopfes getroffen werden. Befindet sich beispielsweise nur eine Messeinrichtung im Sammelkanal des Absaugtraktes, kann die gesamte Messeinrichtung einfacher ausgeführt werden, da beispielsweise nur ein Messsensor und/oder ein gegenüberliegendes Messelement und/oder nur eine Lichtquelle eingerichtet werden muss.

Bei einer Anordnung der Sensoren an den Einzelkanälen jeden Kämmkopfes und einem Sensor im Sammelkanal kann die Steuerung einen Vergleich zwischen den aufsummierten Einzelwerten und dem gemessenen Wert des Kämmlings im Sammelkanal durchführen. Dabei bezieht sich der Wert auf die Menge des Kämmlings, oder je nach verwendetem Sensor auf die Menge und die Qualität des Kämmlings aufgrund des unter anderem ermittelten Farbtones. Über den Farbton kann der Schwarzanteil im Kämmling und damit seine Qualität bzw. Zusammensetzung ermittelt werden.

Mit weiterem Vorteil weist die Messeinrichtung eine Steuereinheit auf, mit der der mindestens eine Messsensor verbunden ist, wobei die Steuereinheit zur dauerhaften Überwachung des im Saugstrom vorhandenen Kämmlings mittels der Messeinrichtung ausgebildet ist. Die Funktion der Kämmköpfe kann dabei von der Steuereinheit zusätzlich überwacht werden, und wenn eine Abweichung gemessen wird, die auf einem zu geringen oder zu großen Kämmlingsanteil beruht, kann mit der Steuereinheit eine entsprechende Weiterverarbeitung des Signals ermöglicht werden, beispielsweise kann einem Bediener angezeigt werden, dass der betreffende Kämmkopf überprüft werden muss. Alternativ kann die Steuereinheit die Maschine abstellen um Fehlproduktion zu verhindern. Die Steuereinheit ist dabei vorzugsweise durch die Haupt-Steuereinheit der Kämmmaschine selbst gebildet oder die Steuereinheit bildet einen Teil der Haupt-Steuereinheit oder ist mit dieser verbunden.

Die Erfindung richtet sich weiterhin auf ein Verfahren zur Überwachung eines im Saugstrom vorhandenen Kämmlings einer Kämmmaschine gemäß oben stehender Beschreibung, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist:

- Erfassen des Messsignals mittels der Steuereinheit, das mittels des wenigstens einen

Messsensors in Abhängigkeit eines gemessenen Kämmlings im Absaugtrakt ausgegeben wird,

- Bereitstellen eines Speichers, in dem eine kontinuierliche Speicherung des Messsignals wenigstens über einen diskreten Zeitraum ausgeführt wird, und/oder

- Vergleichen des Messsignals mit einem Vergleichswert und/oder

- Analysieren der Kontinuität des Messsignals.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann über den Betriebszustand der Kämmmaschine eine entsprechende Aussage getroffen werden. Die Messung des Kämmlings insbesondere für jeden einzelnen Kämmkopf bietet dabei eine gute Messgröße, um die Funktion des Kämmkopfes zu überwachen. Über den bereitgestellten Speicher kann dabei ein Durchschnittswert abgerufen werden oder der gemessene Wert kann über einen längeren Zeitraum abgespeichert werden, um auch im Nachgang noch die Funktion des Kämmkopfes aus der Vergangenheit zu reproduzieren. Das Verfahren setzt eine Kalibrierung des Messsignals mit einem manuell ermittelten Kämmlingswert voraus, beispielsweise über den Einsatz eines Filters in den Absaugtrakt der Kämmmaschine über eine vorgegebene Zeit. Die größte Messgenauigkeit ergibt sich bei der Bestimmung des Gesamtkämmlings der Kämmmaschine, beispielsweise durch die Anordnung des Messsensors und die damit verbundene Bestimmung der Kämmlinge im Absaugtrakt nach den Kämmköpfen.

Insbesondere bildet dabei der Messwert der zurückliegenden Messperiode einen Vergleichswert, sodass ausgehend von diesem Vergleichswert, insbesondere ein Durchschnittswert eines Kämmlingsanteils pro Kämmkopf, für die gesamte Kämmmaschine eine Vergleichsbasis für das Messsignal erzeugt werden kann. Insofern ist es auf einfache Weise möglich, die Kontinuität des Messsignals zu analysieren und eine entsprechende Aussage abzuleiten.

Insbesondere können mehrere Messsignale an den Einzelkanälen der Kämmköpfe ermittelt werden, wobei die mehreren Messsignale mittels der Steuereinheit miteinander verglichen werden. Dieser Vergleich kann beispielsweise auch kontinuierlich vorgenommen werden, um die Funktion der Kämmmaschine zu überwachen, indem die mehreren Messsignale an den Einzelkanälen der Kämmköpfe mit wenigstens einem Messsignal im Sammelkanal des Absaugtraktes verglichen werden. Dabei müssen die gemessenen Mengen der Kämmlinge in den Einzelkanälen als Summe die Menge bilden, die am Ende des Sammelkanals gemessen werden kann. Insofern kann die Messeinrichtung auf ihre eigene Funktion hin dauerhaft überwacht werden.

Die Steuereinheit ist vorzugsweise mit einer Maschinensteuerung der Kämmmaschine verbunden oder die Steuereinheit ist durch diese selbst gebildet, wobei der entstehende Kämmling in einem Display der Steuereinheit aktuell und/oder über einen abrufbaren Zeitraum angezeigt wird.

So kann ein Bediener der Kämmmaschine auch über der Vergangenheit oder zu einem aktuellen Zeitpunkt der Kämmköpfe überprüfen.

Zusammenfassend wird eine kontinuierliche Kämmlingsüberwachung geschaffen, wobei die Überwachung mit einfachen Mitteln erreicht wird, ohne beispielsweise den Wickel mit großer Masse oder den abgeführten Faserstrang mit großer Masse messen zu müssen. Die Messeinrichtung kann dabei so aufgebaut sein, dass mit dem elektronischen Messsensor Impulse erzeugt werden, die durch die Faserflocken des Kämmlings ausgelöst werden. Zur Kalibrierung der gemessenen Menge des Kämmlings basierend auf den Messimpulsen kann eine beispielsweise einmalige manuelle Messung des Kämmlings beispielsweise mittels eines Siebes herangezogen werden, sodass eine sodann gemessene Menge des Kämmlings einer gemessenen Anzahl von Impulsen je Zeiteinheit zugeordnet werden kann, prinzipiell wird so eine Referenzierung und bei wiederholter Messung eine Kalibrierung vorgenommen.

Solange die Anzahl der gemessenen Impulse je Zeiteinheit konstant bleibt, oder sich diese zumindest nur in vorgegebenen Grenzen verändert, kann der zuvor manuell ermittelte Kämmlingswert als unverändert und gültig angenommen werden. Abweichungen im Signalwert sind dabei aber ein Hinweis auf eine Veränderung der Kämmlingsmenge. Diese Abweichungen können zum Bespiel angezeigt werden, insbesondere über die Steuereinheit oder die Maschinensteuerung, oder es kann ein sonstiger Hinweis erfolgen, dass eine erneute Kämmlingsprüfung vorgenommen werden sollte. Ebenso kann bei zu großer Abweichung der Kämmlingsmenge vom gewünschten oder eingestellten Wert ein Maschinenstopp erfolgen. Nach der Ermittlung und Behebung der Ursache, beispielsweise defekte Bauteile wie Fixkamm oder Rundkamm, Rohstoffschwankungen oder Veränderung der Faservorlage, erfolgt eine erneute Kalibrierung. Es wird damit eine dauerhafte Kämmlingskontrolle ermöglicht, bei der Fehleinstellungen der Kämmmaschine erkannt und behoben werden können.

Selbstverständlich kann auch ohne eine vorherige manuelle Bestimmung der absoluten Kämmlingsmenge und einer Kalibrierung des elektronischen Messsystems, also die Anzahl der Impulse pro tatsächlicher Masse des Kämmlings, gemessen werden und allein Schwankungen im Kämmlingsprozentsatz können mit dem System erfasst werden und es kann eine entsprechende Aussage hieraus abgeleitet werden. Eine dauerhafte Analyse, zum Beispiel wie konstant die Kämmlingswerte sind, ist daher auch ohne eine vorherige manuelle Erfassung der absoluten Kämmlingsmenge möglich. Dabei ist es hinreichend, die Abweichungen vom kalibrierten Signalbasiswert zu erfassen und aufgrund dieser Rückschlüsse die Schwankungen im Kämmlingsanteil abzuleiten. Neben den Schwankungen im Kämmlingsanteil kann damit auch die absolute Menge der Kämmlinge bestimmt werden. Eine Signalveränderung, also eine Änderung der ermittelten Kämmlingsmenge bzw. der ermittelten Kämmlingswerte, kann durch eine veränderte Rohstoffvorlage oder veränderte Prozessbedingungen wie beispielsweise die Veränderung der Produktion, verursacht werden. Je nach verwendetem Sensor können die veränderten Prozessbedingungen die Signalveränderungen geringer oder höher ausfallen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist damit eine Vorhersage möglich, bei welchen Prozessveränderung bei einem gegebenen Sensor sich das Signal zur Bestimmung der Kämmlinge um welchen Faktor ändert.

Darüber hinaus ist es denkbar, dass neben der Kämmlingsmenge auch eine Kämmlingszusammensetzung gemessen werden kann, beispielsweise indem ein Schwarzanteil und ein Weißanteil (Trash zu Fasern) im gemessenen reflektierten Licht in einem Verhältnis zueinander gemessen werden. Diese Farbanteile können eine Aussage darüber zulassen, wie hoch der Trashgehalt im ansonsten vorhandenen Faseranteil des Kämmlings ist. Ist das Verhältnis aus dem schwarzen und weißen Anteil zu klein, so ist der Anteil an ausgeschiedenem Trash zu gering. Mit einer solchen Messung im Rahmen der erfindungsgemäßen Messeinrichtung kann ebenfalls eine Aussage für die Funktionsqualität des Kämmkopfes getroffen werden. Wird also ein Sensor verwendet, der auch hell-dunkel Anteile messen kann, so kann auch die Qualität der Zusammensetzung des Kämmlings überwacht werden. Abhängig von der Kämmlingszusammensetzung, z. B. zu wenig Schwarz im Abgang können die Einstellungen an der Kämmmaschine (z.B. Einstechtiefe des Fixkammes, Ecartement) optimiert werden und damit die Abgangsqualität verbessert werden.

Vorzugsweise kann ein Sensor verwendet werden, der sowohl den Massestrom wie auch die Zusammensetzung des Kämmlings erfassen kann. Alternativ können auch mehrere Sensoren eingesetzt werden, wobei zumindest ein Sensor den Massestrom und ein anderer Sensor die Zusammensetzung des Kämmlings erfassen kann. Analog zur Analyse der Kämmlingsmenge kann die Zusammensetzung des Kämmlings analysiert werden und damit kann die Steuerung ausgebildet sein, eine Feststellung über eine mögliche veränderte Kämmlingsqualität zu treffen, die zu einem Warnsignal oder einem Abschalten der Maschine führt. Entsprechend einer bekannten Rohstoffvorlage kann im Labor eine Analyse der Kämmlingszusammensetzung erfolgen, wenn diese von einem Referenzwert abweicht. Beispielsweise bei der Analyse des gemessenen Farbtons oder der Struktur des Kämmlings kann ein erneuter Abgleich der erfassten Signale von einem gespeicherten Messwert erfolgen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist damit eine Vorhersage möglich, bei welchen Prozessveränderung bei einem gegebenen Sensor sich das Signal zur Zusammensetzung und Menge des Kämmlings um welchen Faktor ändert. Aufgrund der Kenntnis des Änderungsfaktors kann bei anderen Prozesseinstellungen vorherbestimmt werden, mit welchen Mengen und Zusammensetzungen des Kämmlings gerechnet werden muss.

Vorzugsweise können die Signale der Sensoren verwendet werden, bei Abweichungen von einem Referenzwert die Einstellung der Kämmmaschine automatisch zu ändern. Hierzu können in der Steuerung der Kämmmaschine verschiedene Optionen hinterlegt sein, indem beispielsweise bei veränderter Rohstoffvorlage die Einstechtiefe des Fixkammes, die Anzahl der Kämmzyklen pro Minute, Zangenöffnung oder auch das Ecartement automatisch verändert werden. Damit kann die Kämmmaschine auf veränderte Produktionsbedingungen automatisch reagieren und entweder nach Vorgabe einer maximalen Kämmlingsmenge die Einstellung automatisch vornehmen, oder dem Bediener eine veränderte Einstellung vorschlagen.

Wird ein Sensor gleichzeitig für die Kämmlingsmenge und der Analyse des Farbtons oder werden zwei Sensoren für diese getrennten Aufgaben verwendet, können diese mit Leuchtelementen ausgestattet sein, beispielsweise Leuchtdioden, die in den Absaugkanal leuchten. Der optische Sensor misst dann das am Kämmling reflektierte Licht. Mittels erster Kalibrierung kann das Sensorsignal der Kämmlingsmenge und der Kämmlingsqualität bzw. Kämmlingszusammensetzung zugeordnet werden. Durch den zuvor ermittelten und in der Steuerung hinterlegten Änderungsfaktor kann bei veränderten Produktionsbedingungen die zu erwartende Kämmlingsmenge bestimmt und bei einer Abweichung die Einstellung der Kämmmaschine automatisch verändert werden, oder dem Bediener die Änderung vorgeschlagen werden.

Die Erfindung ermöglicht es, den Kämmlingsanteil materialangepasst einzustellen. Durch die einstellbaren Kämmlingsmengen und Kämmlingsqualitäten können Rohstoffeinsparungen erzielt werden. Abweichungen in der eingestellten Kämmlingsmenge und-qualität geben sehr früh einen Hinweis auf Fehler in der Maschineneinstellung oder dem Verschleiß oder dem Defekt einzelner Komponenten. Der Bediener kann sofort feststellen, ob seine Einstellung der Kämmmaschine richtig oder fehlerbehaftet ist, wenn der voreingestellte Kämmlingswert nicht erreicht wird. Durch die sukzessive Abspeicherung von optimalen Kämmlingswerten in der Steuerung kann bei einer veränderten Rohstoffvorlage die Einstellung der Kämmmaschine angepasst werden. Die Einstellung der Kämmmaschine kann manuell erfolgen, dem Bediener von der Steuerung vorgeschlagen werden oder vollautomatisch erfolgen. Die Einstellung der Kämmmaschine kann neben der Produktionsmenge (Anzahl der Kammspielzahl pro Minute) alle Komponenten umfassen, die mechanisch oder elektrisch einstellbar sind, beispielsweise die Einstechtiefe des Fixkammes, die Zangenöffnung oder auch das Ecartement. Die Erfindung ermöglicht die lückenlose Analyse des Kämmlingsprozesses, sowie eine Datenaufnahme und statistische Auswertung innerhalb des Qualitätsmanagementprozesses. Unter zusätzlicher Berücksichtigung von gemessenen Labordaten der Kämmlingsmengen und Kämmlingsqualitäten kann ein Zusammenhang zwischen Vorlagedaten, Kammzugdaten und Kämmlingsdaten und dem online erfassten prozentualen Anteil der Kämmlinge abgeleitet werden.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

Es zeigt:

Fig. 1 eine Kämmmaschine mit einer Mehrzahl von Kämmköpfen und einem Absaugtrakt sowie einem auf den Absaugtrakt folgenden Streckwerk, wobei beispielhaft eine Messeinrichtung im Absaugtrakt eingerichtet ist;

Fig. 2 die Ansicht des Absaugtraktes einer Kämmmaschine gemäß Fig. 1, wobei der Absaugtrakt Einzelkanäle aufweist, an denen jeweilige Messeinrichtungen angeordnet sind;

Fig. 3 eine weitere Ansicht einer Kämmmaschine mit beispielhaft zwei angeordneten Messeinrichtungen im Bereich eines Einzelkanals eines einzigen Kämmkopfes und

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Abschnittes des Absaugtraktes mit eingerichteter Messeinrichtung.

In Fig. 1 ist eine Kämmmaschine 1 mit beispielhaft vier schematisch dargestellten Kämmköpfen 10 gezeigt, und den Kämmköpfen 10 ist ein gemeinsamer Absaugtrakt 11 zugeordnet. Die Kämmmaschine kann dabei auch acht oder zwölf Kämmköpfe 10 aufweisen, sodass die Darstellung lediglich vereinfachend nur 4 Kämmköpfe 10 zeigt. Weiterhin dargestellt ist ein Streckwerk 21, an das der fertige, gesammelte Faserstrang aus den Kämmköpfen 10 der Kämmmaschine 1 überführt wird.

Erfindungsgemäß sind Messeinrichtungen 13 in Verbindung mit dem Absaugtrakt 11 eingerichtet. Der Absaugtrakt 11 ist unterteilt in mehrere Einzelkanäle 11a, die in Verbindung mit den jeweiligen Kämmköpfen 10 in einen Sammelkanal 11b übergehen. Dabei sind zwei Messeinrichtungen 13 senkrecht zueinander in einem Abschnitt des Sammelkanals 11b eingerichtet, der nach den Einzelkanälen 11a folgt, sodass mit Bezug auf die Strömungsrichtung 22 der gesamte Kämmlingsanteil an den Messeinrichtungen 13 vorbeigeführt wird.

Diese beiden in einer gemeinsamen Ebene dargestellten Messeinrichtungen 13 weisen Messrichtungen M auf, die quer zur Strömungsrichtung 22 verlaufen. Eine weitere gezeigte Messeinrichtung 13 ist dabei so eingerichtet, dass dessen Messrichtung M der Strömungsrichtung 22 unmittelbar entgegengesetzt ist und insofern mit dieser achsgleich zusammenfällt.

Mit dieser Messeinrichtung 13 kann der gesamte Kämmlingsanteil aus dem laufenden Prozess der Kämmmaschine 1 kontinuierlich gemessen werden, dabei ist es durchaus sinnvoll, die mehreren Messeinrichtungen 13 gleichermaßen in Verbindung mit dem Absaugtrakt 11 einzurichten, sodass bei redundanter Vorlage eines Messsignals eine Plausibilitätsüberprüfung der gemessene Anteil des Kämmlings ermöglicht wird.

Fig. 2 zeigt die Kämmmaschine 1 mit einer Ausführungsform zur Anbringung einer Messeinrichtung 13 in Verbindung mit dem Absaugtrakt 11, wobei jeder Einzelkanal 11a unterhalb der Kämmköpfe 10 eine eigene Messeinrichtung 13 aufweist. Damit wird der Vorteil erreicht, dass die Funktion jedes einzelnen Kämmkopfes 10 überwacht werden kann, beispielsweise indem die absolute Menge des Kämmlings im Einzelkanal 11a mit der Messeinrichtung 13 gemessen wird, und mit einem Vergleichswert verglichen wird. Alternativ können die mehreren Mengen an Kämmling in den Einzelkanälen 11a mit den jeweiligen Messeinrichtungen 13 gemessen und miteinander verglichen werden.

Fig. 3 zeigt in einer Seitenansicht und in einer Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A- A einen Kämmkopf 10, an den sich zunächst der Einzelkanal 11a und schließlich der Sammelkanal 11b des Absaugtraktes 11 anschließt. Die Grundansicht des Kämmkopfes 10 mit dem Absaugtrakt 11 in der Abbildung zeigt wiederum zwei Messeinrichtungen 13 auf einer gemeinsamen Ebene im Einzelkanal 11a, wobei die jeweiligen optischen Messachsen M senkrecht zueinander stehen und die optischen Messachsen M stehen senkrecht zur Strömungsrichtung 22. Die rechte Abbildung zeigt die Anordnung der Messeinrichtungen 13 im Bereich des Einzelkanals 11a an einer verjüngten Querschnittsfläche des Strömungskanals, wobei in diesem Bereich die Strömung beschleunigt und in den Sammelkanal 11b übergeht.

Oberhalb der Anordnung der Messeinrichtungen 13 folgt der Kämmkopf 10 mit seinen einzelnen Bestandteilen, die vorliegend nicht näher beschrieben werden. Aus der Messeinrichtung 13 kann ein Messsignal S abgeleitet werden, wobei das damit bereitgestellte Messsignal S an eine Steuereinheit 19 übergeben werden kann. Die Steuereinheit 19 ist beispielhaft mit einem Speicher 20 gezeigt, in dem eine kontinuierliche Speicherung des Messsignals S wenigstens über einen diskreten Zeitraum oder als dokumentierte Historie ausgeführt werden kann. Mit einem anschließenden Vergleich des Messsignals S mit dem Vergleichswert aus dem Speicher 20 kann eine Aussage über die Funktion des Kämmkopfes 10 getroffen werden, beispielsweise ob der Kämmlingsanteil zu groß oder zu klein ist.

Fig. 4 zeigt einen beispielhaften Abschnitt des Absaugtraktes 11. Der dargestellte Pfeil deutet die Strömungsrichtung 22 an, und mit der Saugluftströmung werden einzelnen Flocken 23 des Kämmlings mitgeführt.

Die Darstellung zeigt die Anordnung der Messeinrichtung 13 basierend auf einer optischen Lichtschranke, wobei die Messeinrichtung 13 einen Messsensor 14 aufweist, der wenigstens einen Emitter 24 und einen Detektor 25 umfasst. Auf der gegenüberliegenden Wandung innerhalb des Absaugtraktes 11 ist ein Reflektor 26 angebracht, der ebenfalls Bestandteil der Messeinrichtung 13 ist.

Wird die Messeinrichtung 13 betrieben und befindet sich die Kämmmaschine im eingeschalteten, aktiven Zustand, so werden die Flocken 23 durch den Innenraum 16 des Absaugtraktes 11 mit der Saugluft in dem Bereich zwischen dem Messsensor 14 und dem Reflektor 26 hindurchgeführt. Der Messsensor 14 und der Reflektor 26 sind beispielhaft an sich gegenüberliegenden Wandungselementen 15 angeordnet, von denen wenigstens eines in nicht näher gezeigter Weise dem Absaugtrakt 11 entnommen werden kann und zwischen denen der Innenraum 16 des Absaugtraktes 11 gebildet ist. Beim Betrieb der Messeinrichtung 13 emittiert der Emitter 24 einen Lichtstrahl, der sich im sichtbaren Bereich befinden kann, der jedoch auch eine Wellenlänge außerhalb des sichtbaren Bereichs aufweisen kann. Zudem kann eine Lichtquelle 18 eingerichtet sein, die in den Innenraum 16 einstrahlt und deren Licht ebenfalls am Reflektor 26 reflektieren kann, der ein weiteres Messelement 17 bildet. Zumindest der Lichtstrahl des Emitters 24 wird entlang der optischen Messachse M in Richtung zum Reflektor 26 geführt, an diesem reflektiert und schließlich auf den Messsensor 14 zurückgeführt. Der zurückgeführte Lichtstrahl wird folglich vom Detektor 25 erfasst, und werden in dem Bereich zwischen dem Messsensor 14 und dem Reflektor 26 nun die Flocken 23 hindurchgeführt, so erfolgt eine Unterbrechung der Lichtschranke, was entsprechend sensiert und als elektrischer Impuls ausgegeben werden kann.

Aus dem Messsensor 14 kann folglich ein Messsignal S abgeleitet werden, wobei das damit bereitgestellte Messsignal S an eine Steuereinheit 19 übergeben werden kann, die in Fig. 3 gezeigt ist.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichen

I Kämmmaschine

10 Kämm köpf

I I Absaugtrakt

11a Einzelkanal

11b Sammelkanal

13 Messeinrichtung

14 Messsensor

15 Wandungselement

16 Innenraum

17 Messelement

18 Lichtquelle

19 Steuereinheit

20 Speicher

21 Streckwerk

22 Strömungsrichtung

23 Flocken

24 Emitter

25 Detektor

26 Reflektor

S Messsignal

M optische Messachse

L Längsachse

Claims

Patentansprüche

1. Kämmmaschine (1) mit einer Mehrzahl von Kämmköpfen (10), die zum Auskämmen einer Faserwatte ausgebildet sind, wobei ein Absaugtrakt (11) eingerichtet ist, durch die ein beim Durchkämmen der Faserwatte mittels der Kämmköpfe (10) entstehender Kämmling absaugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit dem Absaugtrakt (11) eine Messeinrichtung (13) vorgesehen ist, mit der die Menge des entstehenden Kämmlings kontinuierlich messbar ist.

2. Kämmmaschine (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (13) wenigstens einen Messsensor (14) aufweist, der in oder am Absaugtrakt (11) angeordnet ist.

3. Kämmmaschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messsensor (14) als optischer Sensor und/oder als mikrowellenbasierter und/oder als ultraschallbasierter Sensor ausgebildet ist.

4. Kämmmaschine (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Absaugtrakt (11) wenigstens ein Wandungselement (15) aufweist, mit dem ein Innenraum (16) des Absaugtraktes (11) begrenzt und/oder umschlossen ist, wobei der Messsensor (14) in oder an dem Wandungselement (15) angeordnet ist.

5. Kämmmaschine (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messsensor (14) an einer demontierbaren Vorrichtung angeordnet ist, die eine Öffnung des Absaugtraktes (11) verschließt.

6. Kämmmaschine (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Messdeckel ausgebildet ist, der eine Haltevorrichtung aufweist, an der ein in den Absaugtrakt (11) hineinragendes Fangsieb befestigt werden kann.

7. Kämmmaschine (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der als optischer Sensor ausgebildete Messsensor (14) eine optische Messachse (M) aufweist, die quer zu einer Längsachse (L) einer Saugluftströmung ausgerichtet ist oder die mit der Längsachse (L) der Saugluftströmung zusammenfällt.

8. Kämmmaschine (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (13) ein der Anordnung des Messsensors (14) im Wandungselement (15) gegenüberliegendes Messelement (17) aufweist, das mit dem Messsensor (14) in Wechselwirkung bringbar ist. Kämmmaschine (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (13) eine Lichtquelle (18) aufweist, die zur Einstrahlung von Licht in den Innenraum (16) des Absaugtraktes (11) ausgebildet ist. Kämmmaschine (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberfläche des wenigstens einen Wandungselementes

(15) schwarz und/oder nicht-reflektierend ausgebildet ist. Kämmmaschine (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Absaugtrakt (11) an die Kämmköpfe (10) führende Einzelkanäle (11a) aufweist, in oder an denen jeweilige Messsensoren (14) und/oder gegenüberliegende Messelemente (17) und/oder Lichtquellen (18) eingerichtet sind. Kämmmaschine (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Absaugtrakt (11) einen Sammelkanal (11b) aufweist, in oder an dem jeweilige Messsensoren (14) und/oder gegenüberliegende Messelemente (17) und/oder Lichtquellen (18) eingerichtet sind. Kämmmaschine (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (13) eine Steuereinheit (19) aufweist, mit der der wenigstens eine Messsensor (14) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (19) zur dauerhaften Überwachung des im Saugstrom vorhandenen Kämmlings mittels der Messeinrichtung (13) ausgebildet ist. Verfahren zur Überwachung des im Saugstrom vorhandenen Kämmlings einer Kämmmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist:

Erfassen des Messsignals (S) mittels der Steuereinheit (19), das mittels des wenigstens einen Messsensors (14) in Abhängigkeit eines gemessenen Kämmlings im Absaugtrakt (11) ausgegeben wird,

Bereitstellen eines Speichers (20), in dem eine kontinuierliche Speicherung des Messsignals (S) wenigstens über einen diskreten Zeitraum ausgeführt wird, und/oder

Vergleichen des Messsignals (S) mit einem Vergleichswert und/oder Analysieren der Kontinuität des Messsignals (S). Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Messsignale (S) an den Einzelkanälen (11a) der Kämmköpfe (10) ermittelt werden, wobei die mehreren Messsignale (S) mittels der Steuereinheit (19) miteinander verglichen werden. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Messsignale (S) an den Einzelkanälen (11a) der Kämmköpfe (10) mit wenigstens einem Messsignal (S) im Sammelkanal (11b) des Absaugtraktes (11) miteinander verglichen werden. Verfahren nach Anspruch 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) mit einer Maschinensteuerung der Kämmmaschine (1) verbunden ist oder durch diese gebildet wird, wobei die ermittelte Kämmlingsmenge und/oder Kämmlingsqualität in einem Display der Steuereinheit (19) aktuell und/oder über einen Zeitraum (t) angezeigt wird. Verfahren nach Anspruch 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreitung einer in der Steuereinheit (19) voreingestellten Kämmlingsmenge oder der Abweichung von einer voreingestellten Kämmlingsqualität ein Warnsignal ausgelöst und/oder die Kämmmaschine abgeschaltet wird. Verfahren nach Anspruch 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei Abweichung einer in der Steuereinheit (19) voreingestellten Kämmlingsmenge oder Kämmlingsqualität die Steuerung dem Bediener eine andere Einstellung der Kämmmaschine vorschlägt oder die Steuerung die Einstellung der Kämmmaschine automatisch optimiert. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer manuellen Kämmlingsmessung die Messsensoren (14) kalibriert werden.

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