Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Masse von Fasermaterial in einer Spinnmaschine

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung der Masse von Fasermaterial (5), das in einer Spinnmaschine zu Garn verarbeitet wird. Um ein von der Masse des Fasermaterials abhängiges Messsignal zu gewinnen, das keine eigenständige Messeinrichtung voraussetzt und das auch zur Regelung oder Überwachung einer Spinnstelle verwendet werden kann, soll dieses Messsignal in der Spinnstelle einer Rotor-Spinnmaschine an dessen Speisemulde (1) erfasst werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung der Masse von Fasermaterial in einer Spinnmaschine.

[0002] Bekannte Rotor-Spinnmaschinen beispielsweise, weisen am Eingang zur Spinnstelle oder Spinnbox nur eine sogenannte Speisemulde auf, die einlaufendes Fasermaterial, das in Form eines Bandes zugeführt wird, gegen eine Einzugswalze presst, so dass das Fasermaterial von der Einlaufwalze über die Speisemulde eingezogen wird. Die Speisemulde kann als eine Art Hebel oder Klappe aufgefasst werden, die drehbar gelagert ist und sich in der Nähe der Einzugswalze etwa tangential zu dieser erstreckt. Nach der Speisewalze wird das Fasermaterial von einer Auflösewalze übernommen, wobei die Fasern vereinzelt werden.

[0003] Soll die Dicke oder die Masse des Fasermaterials in der Umgebung oder im Bereiche der Spinnstelle gemessen werden, so müssen beispielsweise bekannte Messeinrichtungen wie Messtrichter usw. der Spinnstelle vor- oder nachgeschaltet werden. Dies aber kann nur dann vorgesehen werden, wenn längs dem zugeführten Fasermaterial Raum für eine Messeinrichtung vorhanden ist. Ist Raum vorhanden, so kann man eine Messeinrichtung zwar vorsehen, diese erzeugt aber Widerstand im Fasermaterial, der überwunden werden muss, und der möglicherweise das Fasermaterial in unerwarteter Weise beeinflusst.

[0004] Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die die obengenannten Nachteile vermeidet und die das Messen der Masse von Fasermaterial ermöglicht.

[0005] Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, die Masse des Fasermaterials im Bereiche einer Einzugswalze einer Spinnstelle einer Rotorspinnmaschine zu erfassen. Eine dazu geeignete Vorrichtung weist auf der Speisemulde ein Messorgan auf, das zur Ausgabe eines Signales ausgebildet ist, das der Masse des Fasermaterials auf der Speisemulde entspricht. Dieses Messorgan kann einerseits so ausgebildet sein, dass es Bewegungen oder Stellungen der Speisemulde selbst erfasst, die durch die Variationen der Masse oder Dicke des Faserbandes bedingt sind und die in ein Messsignal umgewandelt werden. Andererseits kann in die Speisemulde ein Messorgan integriert sein, das ein Messsignal liefert. Solche Messorgane können die Oberfläche des Fasermaterials abtasten und den Unebenheiten folgen, und Auslenkungen bewirken, die in eine Angabe über einen Weg oder einen Druck gewandelt werden. Demnach weisen diese Messorgane Tastelemente auf, die mit einem Druckmesser oder einem Wegmesser verbunden sind. Als Wegmesser sind insbesondere Dehnmessstreifen, optisch oder kapazitiv arbeitende Wegaufnehmer oder pneumatisch oder piezoelektrisch arbeitende Druckaufnehmer vorgesehen.

[0006] Die dabei erreichten Vorteile sind beispielsweise darin zu sehen, dass einerseits das Fasermaterial weniger Elemente durchlaufen muss, von denen jedes einen ungünstigen Einfluss darauf haben kann, und dass andererseits auch die Spinnmaschine ein Element weniger aufweisen muss, so dass die Spinnstelle und ihre Umgebung zugänglicher bleibt. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die erzeugten Messsignale sich besonders gut zur Regelung der Spinnstelle in dem Sinne eignen, dass diese direkt so geregelt werden kann, dass Masseschwankungen im Fasermaterial in der Spinnstelle selbst durch die geeignete Regelung vermieden werden. Es wird damit auch die Möglichkeit geschaffen, vor der Verarbeitung zu Garn die Qualität des Fasermaterials zu prüfen.

[0007] Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 8 je eine besondere Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung und

Fig. 9 eine Darstellung des Verlaufes von Messwerten und abgeleiteten Signalen.

[0008] Figur 1 zeigt eine Vorrichtung mit einer Speisemulde 1, die hier um eine Achse 2 in einem beschränkten Bereiche drehbar gelagert ist und die eine Führungsfläche 3 für Fasermaterial 5 aufweist, die ungefähr tangential zum Umfang einer Einzugswalze 4 angeordnet ist, solange sich die Speisemulde in einer Arbeitsstellung befindet. Der Einzugswalze 4 nachgeschaltet ist eine Auflösewalze 6. Zusätzlich sind stromaufwärts Führungen 7 für das Fasermaterial vorgesehen, die dieses auf die Speisemulde 1 leiten. An der Speisemulde 1 ist weiter als Messorgan ein Winkelgeber 8 angeordnet, der einen Winkel 9 ermittelt, der proportional zur Dicke oder Masse des Fasermaterials 5 zwischen der Führungsfläche 3 und der Einzugswalze 4 ist. Der Winkelgeber 8 ist über eine Leitung 10 mit einer Auswerteeinheit 11 verbunden. Diese hat die Aufgabe, das Messorgan mit Energie zu versorgen, die Signale aus dem Messorgan zu erfassen und zu verstärken, sowie die Möglichkeit zur Eichung, zu einem Nullpunktabgleich, zur Normierung der Signale und/oder zur Kompensation von Störeinflüssen zu bieten. In gleichem Sinne wäre statt einer schwenkbaren Speisemulde 1 eine verschiebbare Speisemulde denkbar. Statt eines Winkels wäre dann ein Weg zu messen.

[0009] Figur 2 zeigt eine weitere Ausführung, bei der in der Speisemulde 1 ein Messorgan 12 unterhalb der Führungsfläche 3 eingebaut ist. Das Messorgan 12 weist ein Tastorgan 13 und eine Auswerteschaltung 14 auf. Dabei ist das Tastorgan 13 als federnder Messbalken mit daran angebrachten Dehnmessstreifen in einer Brückenschaltung ausgebildet. Die Auswerteschaltung ist an die Brückenschaltung angeschlossen und weist beispielsweise einen Verstärker auf. Auch hier kann das Ausgangssignal über eine Leitung 15 an eine Auswerteeinheit ausgegeben werden.

[0010] Figur 3 zeigt eine Aufsicht der Speisemulde 1 aus der man insbesondere einen Ablaufkanal 16 für das Fasermaterial erkennt, der seitlich durch vorstehende Begrenzungen 17 begrenzt ist. Die Führungsfläche 3 der Speisemulde 1 weist ein Fenster 18 auf, aus dem ein Tastorgan 13 herausragen kann.

[0011] Figur 4 zeigt eine Ausführung bei der das Tastorgan 13 mit einem Hebelsystem 19 verbunden ist, das wiederum mit einem Wegaufnehmer 20 zusammenwirkt. Dabei ist das Tastorgan 13 durch eine hier nicht gezeigte Feder belastet, die es gegen das Fasermaterial 5 drückt.

[0012] Figur 5 zeigt eine Ausführung mit vorversetztem Tastorgan 21 das einer zusätzlichen Führung 22 gegenüberliegt, die ebenfalls auf der Speisemulde 1 angeordnet ist. Das Tastorgan 21 wirkt auf eine Feder 23, die mit Dehnmessstreifen versehen ist. Diese sind wiederum in einer Brückenschaltung angeordnet. Eine Auswerteschaltung 24 mit einem Verstärker ist ebenfalls vorgesehen.

[0013] Figur 6 zeigt eine vergleichbare Anordnung des Tastorgans 21 wie in Fig. 5, wobei dieses jedoch mit einem Hebelsystem 25 zusammenarbeitet, das die Auslenkungen des Tastorgans 21 verstärken oder vermindern kann, je nach dem wie es ausgelegt ist. Auch hier ist ein Wegaufnehmer 26 zur Erfassung der Auslenkungen des Hebelsystems 25 vorgesehen.

[0014] Figur 7 zeigt ein System das gemäss einem passiv pneumatischen Messprinzip arbeitet. Es weist deshalb in der Führung 22 als Messorgan eine Öffnung 27 zum Fasermaterial hin auf, die über eine Leitung 28 mit einem Druckwandler 29 verbunden ist. Die Leitung 28 ist ferner über eine Vordüse 30 an eine Speiseleitung 31 angeschlossen. Der Druckwandler 29 kann so an eine Vorkammer angeschlossen sein wie dies bereits aus der Patentanmeldung CH 1828/95 bekannt ist. Dabei ist der Druck in der Speiseleitung 31 vorzugsweise für alle daran angeschlossenen Speisemulden gleich.

[0015] Figur 8 zeigt ein System mit einem kapazitiv arbeitenden Messorgan 42, das auf der Führung 7 unmittelbar vor der Einzugswalze 4 angeordnet ist. Die Kapazität des Messorgans ist in eine Brückenschaltung eingebaut, die wiederum an eine Auswerteeinheit 41 nun bekannter Art angeschlossen ist.

[0016] Die Wirkungsweise der verschiedenen Systeme ist wie folgt: Bei der Ausführung gemäss Fig. 1 gibt die Postition der Speisemulde 1, die durch den Winkel 9 ausgedrückt ist, ein Mass für die Dicke oder Masse des Fasermaterials 5 ab. In diesem Falle muss die Speisemulde 1 federbelastet und leicht bewegbar gelagert sein. Ein Signal, das den Winkel 9 ausdrückt, wird über die Leitung 10 an die Auswerteeinheit 11 abgegeben, die das Signal so anzeigt, oder es so aufbereitet, dass es für eine Regelung oder eine Überwachung verwendet werden kann, die den Winkel 9 berücksichtigt.

[0017] Bei der Ausführung gemäss Fig. 2 kann ein optimaler Arbeitspunkt für das Messsystem durch Einstellen des Abstandes der Speisemulde 1 von der Einzugswalze 4 gesucht und später die Speisemulde 1 in dieser Stellung fixiert werden. So bewegt das Fasermaterial nur noch das Tastorgan 13, das einen Messbalken mehr oder weniger durchbiegt. Die Durchbiegung wird durch die Dehnungsmesstreifen in an sich bekannter Weise erfasst.

[0018] Bei der Ausführung gemäss Fig. 4 bewegt sich ebenfalls nur das Tastorgan 13 und dieses bewegt wiederum einen Hebel 40, dessen Auslenkung erfasst wird.

[0019] Vergleichbare Vorgänge laufen bei den Ausführungen gemäss den Figuren 5 und 6 ab, mit dem Unterschied, dass hier nicht mehr die Stellung der Speisemulde 1 zur Einzugswalze 4, sondern die Stellung der Führung 22 und deren Abstand von der Führungsfläche 1 eingestellt werden muss, um den optimalen Arbeitspunkt zu erreichen. Dazu sind hier nicht dargestellte aber an sich bekannte Mittel vorgesehen.

[0020] Auch bei der Ausführung gemäss Fig. 7 muss die Stellung der Führung 22 eingestellt werden. Hier spielt aber auch der Druck in der Leitung 31 und die Grösse der Düse 30 ein Rolle um eine optimale Arbeitsweise zu erhalten.

[0021] Bei der Ausführung gemäss Fig. 8 kann die Speisemulde 1 feststehend angeordnet sein. Die Masse des als Faserband zugeführten Fasermaterials 5 wird möglichst nahe an der Einzugswalze 4 so in bekannter Weise gemessen.

[0022] Die in den Figuren 1 bis 8 gezeigten Systeme weisen verschiedene Charakteristiken auf, wie dies aus der Figur 9 ersichtlich ist. In Fig. 9 sind auf der Achse 32 Werte für die Masse des Fasermaterials, auf der Achse 33 Werte eines elektrischen Signales beispielsweise in Volt oder Ampère, einer Frequenz oder eines digitalen Signales und auf der vertikalen Achse 34 Werte aufgetragen, die einer physikalischen Grösse entsprechen, wie z.B. Werte die einem Winkel, einem Druck, einer Kraft oder einem Weg entsprechen. Wie eine Gerade 35 zeigt, kann zwischen den letztgenannten Werten und den Werten elektrischer Signale davon ausgegangen werden, dass ein linearer Zusammenhang besteht. Dagegen kommt es auf das Messprinzip an ob zwischen den Werten, die einer Auslenkung entsprechen und den Werten die einer Masse entsprechen, ein linearer Zusammenhang besteht. Linien 36 und 37 zeigen den Zusammenhang bei einem Syszem gemäss Fig. 1 und Systemen gemäss den Figuren 4, 6 und 8 auf. Eine Kurve 38 zeigt den Zusammenhang bei Systemen gemäss Fig. 2 und 5 auf, während Linie 39 den Zusammenhang bei pneumatisch arbeitenden Systemen gemäss der Fig. 7 aufzeigt. Aus diesen Kennlinien 36 - 39 kann ein Arbeitsbereich ausgewählt werden, in dem die Variationen der Masse etwa liegen sollen, indem man die Speisemulde 1 dementsprechend zur Einzugswalze 4 oder die Führung 22 zur Führungsfläche 1 einstellt.

Ansprüche

1. Verfahren zur Erfassung der Masse von Fasermaterial (5) in einer Spinnmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse im Bereiche einer Einzugswalze (4) einer Spinnstelle einer Rotor-Spinnmaschine erfasst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse an einer Führungsfläche (3) einer Speisemulde (1) erfasst wird.

3. Vorrichtung zur Erfassung der Masse von Fasermaterial (5) in einer Spinnmaschine, gekennzeichnet durch, ein Messorgan (8) das auf einer Speisemulde (1) einer Spinnstelle einer Rotorspinnmaschine angeordnet ist und zur Ausgabe eines Signales ausgebildet und angeordnet ist, das der Masse des Fasermaterials (5) auf der Speisemulde entspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Messorgan ein Winkelgeber (8) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Messorgan ein Tastorgan (13) in eine Führungsfläche (3) der Speisemulde eingelassen ist, das mit einer Auswerteschaltung (14) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung in der Speisemulde angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisemulde eine Führung (22) für das Fasermaterial (5) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung mit einem Messorgan (27) zusammenwirkend ausgebildet und angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Messorgan kapazitiv arbeitend ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Messorgan ein Druckwandler (29) vorgesehen ist.

Zeichnung