[0001] Die Erfindung betrifft ein Streckwerk, wobei dem Streckwerk eine Karde mit einer
faserbandbildenden Einrichtung zum Erzeugen eines Faserbandes vorgeschaltet ist, welches
dem Streckwerk, dem eine Bandablage nachgeordnet ist, zugeführt wird.
[0002] Aus der Praxis sind Regulierstreckwerke am Auslauf der Karde aus den folgenden Veröffentlichungen
bekannt: JP-Gbm-56017/78 Nihon Keikizai KK,
JP-A-155231/77 Nagoya Kinzoku Harinuno KK,
DE-A-1931929 Zinser,
DE-A-2230069 Texcontrol,
CH-B-599993 Graf,
EP-C-354653 Hollingsworth,
EP-A-544425 Hollingsworth,
EP-A-604137 Hollingsworth,
EP-A-617149 Großenheiner Textilmaschinenbau GmbH,
EP-A-643160 Howa Machinery, Ltd,
EP-A-692560 Chemnitzer Spinnereimaschinenbau GmbH,
US-B-5400476 Myrick-White, Inc.
[0003] Als nächstkommender Stand der Technik wird auf das Buch von Wegener/Peuker "Verkürzte
Baumwollspinnerei", Mönchengladbach, 1965, verwiesen. Dort werden auf der Seite 87,
rechte Spalte unter der Überschrift "2. Möglichkeit: Kardenband-Verzugsaggregate"
verschiedene Karden mit Streckwerk vorgestellt. Alle Versuche, den Faserorientierungsgrad
im Band wesentlich zu vergrößern bzw. den Anteil der Hakenfasern wesentlich zu verkleinern
werden jedoch als mehr oder weniger gescheitert angesehen. Aus der Seite 87, linke
Spalte des genannten Buches "Verkürzte Baumwollspinnerei" geht hervor, dass durch
den Übergang vom Kardentambour auf den Abnehmer der in der Karde schon erreichte hohe
Faserorientierungsgrad wieder verschlechtert wird. Als Lösungsmöglichkeit für dieses
Problem ("2. Möglichkeit: Kardenband-Verzugsaggregate") wird auf Seite 88, linke Spalte
diskutiert, am Ausgang der Karde ein Streckwerk einzusetzen, welches einen Verzug
von 1,5 bis 2 aufweist. Wie jedoch aus Seite 88, linke Spalte hervorgeht, hat aber
auch diese Verzugshöhe nicht zu dem gewünschten Ergebnis geführt, den Faserorientierungsgrad
derart zu vergrößern, dass insbesondere auf nachfolgende Streckenpassagen verzichtet
werden kann. Es wird vielmehr gemäß dieser Textstelle vorgeschlagen, "den Faserübergang
auf der Karde so zu gestalten, daß die [...] Verschlechterung der Faserorientierung
bereits am Entstehungsort vermieden, zumindest wesentlich eingeschränkt wird."
[0004] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Streckwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 vorzuschlagen, welches die zuvor beschriebenen Probleme beseitigt, um einen verbesserten
Faserorientierungsgrad bzw. eine wesentliche Verkleinerung des Anteils der Hakenfasern
in einem direkt von einer Karde vorgelegten Faserband zu erhalten.
[0005] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Verzug des Streckwerks derart hoch ist,
dass dadurch der Faserorientierungsgrad im Band wesentlich vergrößert bzw. der Anteil
der Hakenfasern wesentlich verkleinert wird, wobei die faserbandbildende Einrichtung
zur Erzeugung eines Faserbandes mit einer Bandstärke höher als 8 ktex, beispielsweise
10 bis 12 ktex, ausgelegt ist, und wobei das Streckwerk einen Gesamtverzug von mehr
als 2, vorzugsweise mehr als 3 und beispielsweise 3 bis 6 erzeugen kann.
[0006] Entsprechend der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Streckwerkseinheit eine Bandablage
nachgeschaltet ist und der Verzug der Streckwerkseinheit derart hoch ist, dass gewährleistet
wird, dass der Faserorientierungsgrad im gebildeten Faserband wesentlich vergrößert
bzw. der Anteil der Hakenfasern wesentlich verkleinert wird. Hinweise über das Verstrecken
vor dem Ablegen sind aus dem Buch "Verkürzte Baumwollspinnerei - Prof. Dr. Ing. Walther
Wegener - Mönchengladbach 1965" zu entnehmen. Darauf wird nachfolgend näher eingegangen.
[0007] Erfindungsgemäß ist der Verzug größer als 2, vorzugsweise zwischen 3 und 6. Damit
soll zusätzlich gewährleistet werden, dass ein Faserband mit einer hochwertigen Faserstruktur
gebildet wird, welches sich besonders in nachfolgenden Verarbeitungsstufen positiv
auswirkt.
[0008] Um einen derart hohen Verzug zwischen der bandbildenden Einrichtung und der Bandablage
zu ermöglichen, erzeugt die bandbildende Einrichtung erfindungsgemäß ein Faserband
mit einer relativ niedrigen Feinheit (großen Stärke), zum Beispiel mindestens 8 ktex
und vorzugsweise 10 ktex oder sogar mehr (beispielsweise 12 ktex). Um dies zu ermöglichen,
wird vorzugsweise mit einer relativ hohen Arbeitsbreite der Karde gearbeitet, zum
Beispiel größer als 1200 mm. Dies kann mit einer Maschine gemäß der
EP-Patentanmeldung Nr. 866 153 realisiert werden. Der Gesamtinhalt der erwähnten EP-Anmeldung wird hiermit zum integrierenden
Bestandteil der vorliegenden Beschreibung genannt.
[0010] Die Bandfeinheit nach dem Streckwerk kann zum Beispiel 3 bis 5 ktex betragen. Die
Liefergeschwindigkeit am Ausgang des Streckwerks beträgt beispielsweise mehr als 400
m/min. Vorzugsweise wird ein derartiges Streckwerk auf der Bandablage vorgesehen (vgl.
das Fachbuch "Verkürzte Baumwollspinnerei", Seite 72 und das darin erwähnte
CS-Patent 98 939), so dass das vom Streckwerk gelieferte Faserband möglichst rasch (ohne einen langen
Transportweg durchlaufen zu müssen) abgelegt werden kann.
[0011] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist dem Streckwerk wenigstens ein Mittel
zugeordnet, das geeignet ist, einen notwendigen Regeleingriff in den Streckwerksantrieb
zur Einhaltung eines vorgegebenen Sollwertes vor oder während des Regeleingriffes
zu erfassen und zur Beeinflussung der Grunddrehzahl des Streckwerks heranzuziehen.
[0012] Dadurch kann ein eventuell zwischen der textilverarbeitenden Maschine und dem nachfolgenden
Regulierstreckwerk benötigter Speicher relativ klein gehalten werden, da die Regeleingriffe
durch die Nachführung der Grunddrehzahl des Streckwerks kompensiert werden. Außerdem
erhält man eine Sicherungseinrichtung, die gewährleistet, dass die Antriebsdrehzahl
(Grunddrehzahl) nicht gegenüber einer Grundeinstellung abdriftet.
[0013] Vorzugsweise ist das weitere Mittel geeignet, Unterschiede zwischen der Liefergeschwindigkeit
der Quelle und der Einlaufgeschwindigkeit in das Streckwerk zu erfassen. Der Unterschied
in der Geschwindigkeit ergibt sich durch die Änderung der Drehzahl der regulierten
Streckwerkswalze.
[0014] Ebenso kann das weitere Mittel geeignet sein, langzeitige Massenschwankungen in bezug
auf einen vorgegebenen Sollwert (Soll) zu erfassen.
[0015] Vorzugsweise ist das weitere Mittel ein Faserbandspeicher, der mit entsprechenden
Überwachungselementen bzw. -sensoren ausgestattet sein kann. Damit können die Unterschiede
der Fördergeschwindigkeit des Faserbandes, welche durch die veränderliche und regulierte
Abzugsgeschwindigkeit des Eingangswalzenpaares der Streckwerkseinheit entstehen, anhand
des veränderlichen Füllstandes des Speichers erkannt werden und kann ein Eingriff
in die Grunddrehzahl des Streckwerks vorgenommen werden. Damit wird eine Vorsteuerung
vorgenommen, die gewährleistet, dass der Speicher auf einem niedrigen Niveau gehalten
werden kann.
[0016] Der Faserbandspeicher kann als Durchhangspeicher ausgeführt sein, wobei der Durchhang
der Faserbandschlaufe kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen kann.
[0017] Des weiteren wird vorgeschlagen, dass ein zusätzlicher Sensor zur Erfassung der Fasermasse
vorgesehen ist, welcher direkt im Anschluss an den Auslauf einer dem Streckwerk vorgeschalteten
Textilmaterial verarbeitenden Einheit angeordnet sein kann. Dadurch ist es möglich,
sehr frühzeitig langzeitige Massenabweichungen zu erkennen und mit einem entsprechenden
Eingriff in die Grunddrehzahl des nachfolgenden Streckwerks zu reagieren.
[0018] Die textilverarbeitende Einheit ist dabei eine Karde, wobei der am Auslauf der Karde
angebrachte Sensor gleichzeitig zur Langzeitregulierung der Speiseeinrichtung der
Karde verwendet werden kann.
[0019] Das weitere Mittel kann auch bestehen aus einer Sensoreinrichtung zur Abtastung der
Drehzahl des regulierten Walzenpaares des Streckwerks und wenigstens einem dem Streckwerk
vorgeschalteten und konstant umlaufenden Förderwalzenpaar für die Fasermasse, wobei
über das ermittelte Drehzahlverhältnis die langzeitige Massenabweichung ermittelt
wird und daraus entsprechende Eingriffe in die Grunddrehzahl des Streckwerks vorgenommen
werden.
[0020] Weitere Vorteile der Erfindung sind anhand nachfolgender Ausführungsbeispiele näher
beschrieben und aufgeführt. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Seitenansicht eines Streckwerks mit vorgeschalteter Karde und nachgeordneter
Bandablage,
- Fig. 2
- eine weitere Ausführung gemäß Fig. 1,
- Fig. 3
- eine weitere Ausführung gemäß Fig. 1,
- Fig. 4
- eine schematische Draufsicht auf ein Streckwerk mit zwei vorgeschalteten Karden, und
- Fig. 5
- eine schematische Darstellung in Diagrammform des Massenverlaufes des Kardenbandes
in Verbindung mit der angeglichenen Drehzahlkurve des Streckwerks.
[0021] Fig. 1 zeigt schematisch die Darstellung einer Karde 1, die über einen Speiseschacht
3 und über eine anschließende Speisewalze 2 mit Fasermaterial beschickt wird. Das
Fasermaterial wird vom Tambour aufgenommen und in Zusammenwirken mit nicht gezeigten
Kardierelementen verarbeitet. Das kardierte Material wird von einer Abnehmerwalze
5 vom Tambour 4 abgenommen und zu einer schematisch angedeuteten Abzugseinrichtung
10 überführt. Von dieser Abzugseinrichtung 10 gelangt das dort gebildete Faserband
6 in Förderrichtung F zu einem Durchhangspeicher 14, der mit Eingangswalzenpaaren
15 und mit Ausgangswalzenpaaren 16 bestückt ist. Der Durchhang (Faserbandschlaufe
FS) wird durch einen Balkensensor 20 abgetastet, der mit in Reihe übereinander angeordneten
Sensoren versehen ist. Damit ist es möglich, jede Stellung der Faserbandschlaufe FS
exakt zu erfassen. Die Sensorsignale werden über die Leitung 21 an eine Steuereinheit
S abgegeben.
[0022] Von dieser Steuereinheit S wird über die Steuerleitung 7 der Antriebsmotor M1 der
Abnehmerwalze 5 gesteuert.
[0023] Das von dem Speicher 14 abgegebene Faserband 6 wird durch ein Messorgan 70 geführt,
das in Form eines Tastwalzenpaares ausgeführt ist. Das Messergebnis des Messorgans
70 wird über die Leitung 71 an die Steuereinheit S abgegeben. Im Anschluss an das
Messorgan 70 wird das Faserband in die Streckwerkseinheit 30 mit den Walzenpaaren
24 und 25 geführt, worin es verzogen wird.
[0024] Der Grundantrieb der Streckwerkseinheit 30 erfolgt vom Motor M2 aus, der über die
Leitung 40 von der Steuereinheit S gesteuert wird.
[0025] In der Praxis wird der Motor M1 der Abnehmerwalze 5 hierbei als Führungsmotor (Master)
ausgeführt, dem der Motor M2 in seiner Grunddrehzahl als "Slave" nachgeführt wird,
um vorgegebene Antriebsverhältnisse einzuhalten. Diese Grunddrehzahl des Motors M2
kann durch die Signale des Sensors 20 übersteuert werden, worauf anschließend noch
näher eingegangen wird.
[0026] Der Motor M2 treibt ein Getriebe 32 an, von welchem ein Antriebspfad 35 zu den Ausgangswalzen
25 und ein weiterer Antriebspfad 36 zu einem Regelgetriebe 33 (Differential) führt.
Von diesem Regelgetriebe 33 wird über den Antriebspfad 37 das Eingangswalzenpaar 24
der Streckwerkseinheit 30 angetrieben.
[0027] Die Regeleingriffe, welche durch Auswertung der Signale des Messorgans 70 anhand
eines vorgegebenen Sollwertes zur Ausregulierung von Massenschwankungen (kurz- und
langwellige) notwendig werden, erfolgen von einem Regelmotor M3 aus, der über die
Leitung 38 von der Steuereinheit S gesteuert wird und regulierend in das Regelgetriebe
33 eingreift. Dadurch wird der Verzug zwischen den Walzenpaaren 24 und 25 geändert
und Massenschwankungen im Faserband ausgeglichen.
[0028] Der Antrieb des Messwalzenpaares 70 erfolgt über die Antriebsverbindung 68, welche
von dem Antriebspfad 37 abgenommen ist. Dadurch ist der Gleichlauf zwischen dem Eingangswalzenpaar
24 und dem Messwalzenpaar 70 bestimmt.
[0029] Die Erfindung befasst sich nun mit der Verbesserung des Faserorientierungsgrades
bzw. der Verminderung der Anzahl der Faserhaken (Faserhäkchen) im Kardenband. Der
Begriff "Kardenband " bedeutet hier ein Faserband, das in eine der Karde nachfolgende
Bandablage geliefert wird.
[0030] Die Bedeutung des Faserorientierungsgrades und die Probleme, die aus der Bildung
von Faserhaken in der Karde entstehen, sind im Fachbuch "Verkürzte Baumwollspinnerei;
Faserband-Spinnverfahren" (Herausgeber: "Zeitschrift für die gesamte Textilindustrie",
1965) von Prof. Dr. W. Wegener und Dr. H. Peuker erklärt worden (Seite 82 ff, siehe
aber insbesondere Seiten 87 bis 97). Daraus wird klar, dass die Verwendung eines Streckwerks
zur Verbesserung des Faserorientierungsgrades im Kardenband bekannt ist (Seite 87/88:
Kapitel "Kardenband-Verzugsaggregate", siehe auch Seite 72 - "Graf-Optima Kardenband-Vergleichmäßigungsaggregat").
Mittlerweile sind weitere Vorschläge für die Verwendung eines Streckwerks am Auslauf
der Karde vorgelegt worden (siehe z.B. u.a.
US-C-4,100,649;
US-C-3,703,023; Textile Asia, Juni 1989, Seite 20;
CH-C-462 682;
US-C-4,768,262;
US-C-5152033;
US-C-4947947;
US-C-5400476;
US-C-5274883;
US-C-5018248;
DE-A2230069;
EP-A-512683).
[0031] Eine echte japanische Veröffentlichung (
JP OS 51-2 aus dem Jahr 1976; Anwender Fuji Seiko KK) beschreibt ein Streckwerk an der Karde
mit einer Streckleistung in einem Ausmaß des 1,1 bis 2-fachen.
[0032] Seit der Erscheinung des erwähnten Fachbuches ist das Interesse am Direktverspinnen
von Kardenband (ohne dazwischenliegende Streckenpassagen) sogar gestiegen, weil ein
derartiges Verfahren durch den Erfolg des Rotorspinnens (ab 1970) begünstigt wurde
- vgl.
DE-A-4047719. Ein neuer Vorschlag in dieser Richtung ist in
EP-A-544 426 zu finden, wo ein Verzug zwischen 6 und 8 vorgeschlagen wird, obwohl deutlich höhere
Verzüge (12 oder sogar 30) erwähnt werden. Trotzdem ist es bisher nicht gelungen,
das Direktverspinnen von Kardenband (ohne eine Streckenpassage) auch mittels des Rotorspinnverfahrens
zu realisieren.
[0033] Mit anderen Worten ist es bisher bekannt, Kardenband (in einer Kanne) abzulegen,
das Faserband mindestens einmal (aus der Kanne) abzuziehen und zu verstrecken, um
den Orientierungsgrad zu erhöhen, wonach die Fasern (allenfalls nach weiteren Verarbeitungsschritten)
versponnen werden können. Beim derartigen Verstrecken wird insgesamt keine Verfeinerung
der Vorlage angestrebt - es werden z.B. sechs Faserbänder zu einem Vlies vereinigt,
das anschließend einem sechsfachen Verzug unterworfen wird.
[0034] Die Erfindung sieht ein Streckwerk zum Einsatz zwischen der bandbildenden Einrichtung
und der Bandablage einer Karde vor, wobei das Streckwerk einen derart hohen Verzug
erzeugen kann, dass dadurch der Faserorientierungsgrad im Band wesentlich vergrößert
bzw. der Anteil der Hakenfasern wesentlich verkleinert wird.
[0035] Insbesondere kann das dem Ablegen vorgeschaltete Verstrecken des Faserbandes (z.B.
mittels des genannten Streckwerks) dazu verwendet werden, den Anteil der Schlepphaken
(vgl. das Fachbuch "Verkürzte Spinnerei", Seite 90) wesentlich zu reduzieren.
[0036] Erfindungsgemäß wird das Faserband einem Verzug von mehr als 2 und vorzugsweise mehr
als 3 unterworfen. Wenn möglich, sollte ein Verzug von 5 bis 6 verwendet werden, was
sich aber nur selten zwischen dem Kardenauslauf und der anschließenden Bandablage
ohne Störungen im Laufverhalten des Faserbandes realisieren lässt.
[0037] Um einen derart hohen Verzug zwischen der bandbildenden Einrichtung und der Bandablage
zu ermöglichen, erzeugt die bandbildende Einrichtung erfindungsgemäß ein Faserband
mit einer relativ niedrigen Feinheit (großen Stärke) von mindestens 8 ktex und vorzugsweise
10 ktex oder sogar mehr (beispielsweise 12 ktex). Um dies zu ermöglichen, wird vorzugsweise
mit einer relativ hohen Arbeitsbreite der Karde gearbeitet, z.B. größer als 1200 mm.
Dies kann mit einer Maschine gemäß der
EP-Patentanmeldung Nr. 98 810 088.9 realisiert werden. Der Gesamtinhalt der erwähnten EP-Anmeldung wird hiermit zum integrierenden
Bestandteil der vorliegenden Beschreibung genannt. Die EP-Anmeldung ist am 23.09.1998
unter der Nr. 866 153 veröffentlicht worden.
[0039] Die Bandfeinheit nach dem Streckwerk kann z.B. 3 bis 5 ktex betragen. Die Liefergeschwindigkeit
am Ausgang des Streckwerks beträgt beispielsweise mehr als 400 m/min. Vorzugsweise
wird ein derartiges Streckwerk auf der Bandablage vorgesehen (vgl. das Fachbuch "Verkürzte
Baumwollspinnerei, Seite 72 und das darin erwähnte
CS-Patent 98 939), so dass das vom Streckwerk gelieferte Faserband möglichst rasch (ohne einen langen
Transportweg durchlaufen zu müssen) abgelegt werden kann.
[0040] Bei einem der Erfindung entsprechenden Verfahren ist vorgesehen, wonach ein Kardenvlies
zu einem Faserband zusammengefasst und das Band mit einem Verzug von mindestens 2
und vorzugsweise mehr als 3 vor dem Ablegen verstreckt wird.
[0041] Anders ausgedrückt ist eine Karde mit einer faserbandbildenden Einrichtung, einer
Bandablage und einem zwischen der bandbildenden Einrichtung und der Bandablage eingeschalteten
Streckwerk vorgesehen, wobei das Streckwerk zum Erzeugen eines Verzugs höher als 2
und vorzugsweise höher als 3 gestaltet wird.
[0042] Das Streckwerk kann als Vergleichmäßigungsaggregat gebildet werden, d.h. es kann
zum Erzeugen eines steuerbar variablen Verzugs angeordnet werden, was aber nicht erfindungswesentlich
ist. Verzugsänderungen werden zu entsprechenden Änderungen des Orientierungsgrades
führen. Die Karde selbst kann daher zweckmäßigerweise als Vergleichmäßigungsaggregat
gestaltet werden (z.B. nach
EP-A-271 115), wobei das anschließende Streckwerk zum Erhöhen des Faserorientierungsgrades konzipiert
ist.
[0043] Ein geregeltes Streckwerk gemäß der Erfindung weist einen Gesamtverzug GV (zwischen
den Einlauf- und Auslaufwalzenpaaren) von mehr als 2 und vorzugsweise 3 bis 6 auf.
Falls das Streckwerk ein Vorverzugsfeld aufweist, was nicht erfindungswesentlich ist,
kann der mittlere Verzug im geregelten (variablen) Verzugsfeld z.B. ca. 2,5 betragen,
der Verzug im anderen (fest eingestellten) Verzugsfeld z.B. ca. 1,2 betragen. Der
"Vorverzug " (im ersten
[0044] Verzugsfeld) kann z.B. ca. 1,1 bis 1,5 betragen und der "Hauptverzug" (im zweiten,
variablen Verzugsfeld) ca. 2,0 bis 4 betragen.
[0045] Die Faserbandstärke am Auslauf des Streckwerks beträgt vorzugsweise 3 bis 5 ktex,
beispielsweise 3,5 ktex. Das Streckwerk ist vorzugsweise direkt oberhalb des Trichterrades
einer Bandablage angeordnet, beispielsweise wie dies in DE-Gbm-296 22 923 gezeigt
wird. Das in der Kanne abgelegte Faserband kann direkt an die OE-Spinnmaschine, beispielsweise
nach
EP-A-627 509 geliefert werden.
[0046] Die Erfindung wird vorzugsweise (aber nicht unbedingt) in Kombination mit den anderen,
in der Einleitung beschriebenen Merkmalen der Erfindung verwendet.
[0047] Im Folgenden wird anhand der Figuren 1 bis 5 die Beeinflussung der Grunddrehzahl
des Streckwerks beschrieben, wie sie in Anspruch 5 beansprucht ist.
[0048] Bei der Ausführung gemäß der Figur 1 wirken die Änderungen der Drehzahl des Eingangswalzenpaares
24 rückwärts entgegen der Förderrichtung F und werden im Speicher 14 durch Veränderung
der Schlaufenlage FS aufgefangen. Die Abtastung der Schlaufenlage kann dabei in Schritten
erfolgen, wodurch bei einem bestimmten Änderungsbetrag über die Steuereinheit S eine
Übersteuerung der Grunddrehzahl des Antriebsmotors M2 erfolgt. Durch diese Absenkung
oder Erhöhung der Grunddrehzahl wird die Auswirkung der Drehzahländerung durch den
Regeleingriff, insbesondere beim Ausregulieren von langzeitigen Massenschwankungen,
kompensiert. Der Speicher kann daher auf eine minimale Größe gehalten werden.
[0049] Sobald sich die Drehzahl der Eingangswalzen 24 erhöht, verringert sich der Durchhang
der Schlaufe FS bei gleichbleibender Lieferung der Abnahmewalze 5. Dies wird durch
den Sensor 20 erfasst und die Grunddrehzahl des Motors M2 entsprechend erniedrigt.
Dadurch sinkt die Drehzahl der Eingangswalzen bei gleichbleibendem geändertem Verzugsverhältnis
im Streckwerk 30 ebenfalls ab, wodurch eine Rückführung der Faserbandschlaufe auf
ihre ursprüngliche Lage erfolgt.
[0050] Mit dem Antrieb der Streckwerkseinheit 30 ist der Antrieb der nachfolgenden Bandablage
60 fest gekoppelt und zwar über den Antriebspfad 42, der vom Getriebe 32 abgenommen
wird und zu einem Getriebe 50 führt.
[0051] Von dem Getriebe 50 werden über den schematisch gezeigten Antriebspfad 51 die Kalanderwalzen
47, das Trichterrad 48 und der Kannenteller 49 angetrieben.
[0052] Zwischen dem Walzenpaar 25 und dem Kalanderwalzenpaar 47 ist noch ein Überwachungsorgan
44 angeordnet, das über die Leitung 45 mit der Steuereinheit S verbunden ist. Dieses
dient zur Endüberwachung der Nummer des gebildeten Faserbandes und stellt die Maschine
ab, wenn sich die Nummer über einen vorgegebenen Zeitraum außerhalb eines bestimmten
Toleranzfeldes befindet.
[0053] Das Faserband wird über die Kalanderwalzen 47 und das Trichterrad 48 in eine Kanne
K in Schlaufenform abgelegt, wobei die Kanne K während dem Ablegevorgang über den
Kannenteller 49 gedreht wird.
[0054] In Fig. 2 wird eine Einrichtung gezeigt, wobei im Anschluss an die Abzugseinrichtung
10 ein Messwalzenpaar 55 angeordnet ist, das über die Leitung 56 mit der Steuereinheit
S verbunden ist. Dieses Messorgan 55 erfasst im wesentlichen die langzeitigen Massenschwankungen
(Abdriften der Nummer des Faserbandes). Entsprechend dem Signal dieses Messorganes
55 im Vergleich mit einem vorgegebenen Sollwert wird in der Steuereinrichtung ein
Steuersignal erzeugt, das zur Übersteuerung der Grunddrehzahl des Motors M2 verwendet
wird. Dadurch kann frühzeitig auf einen nachfolgenden Regeleingriff im Streckwerk
30 reagiert werden, um den Speicher auf einem gleichbleibenden Niveau der Faserbandschlaufe
zu halten.
[0055] Der Speicher 14 ist hierbei lediglich mit zwei Sensoren S1 und S2 versehen, die nur
dann ansprechen, wenn sich die Faserbandschlaufe FS außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches
bewegt. In der Regel liegt dann eine Störung vor und die Maschine (Anlage) wird abgeschaltet.
Das Signal des Messorganes 55 wird zusätzlich zur Regulierung des Antriebsmotors MS
der Speisewalze der Karde 1 verwendet, um die Abdriftung der Nummer bereits bei der
Karde auszuregulieren. Der Motor MS wird von der Steuereinheit über die Leitung 53
angesteuert.
[0056] Die übrigen Elemente entsprechen dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1, worauf hierbei
nicht näher eingegangen wird.
[0057] Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführung, wobei ein Abzugswalzenpaar 11 im Anschluss
an die Abzugseinrichtung 10 angeordnet ist. Die Drehzahl dieses Walzenpaares wird
durch einen Sensor 12 überwacht. Ebenso ist hierbei dem Einzugswalzenpaar 24 des Streckwerks
30 ein Drehzahlsensor 62 zugeordnet, der über die Leitung 63 mit der Steuereinheit
S verbunden ist.
[0058] Die Ausführung des Speichers 14 entspricht der Ausführung, welche bereits im Ausführungsbeispiel
der Figur 2 beschrieben wurde.
[0059] Ist kein Regeleingriff erforderlich (gleichbleibende Bandnummer), so bleibt das gemessene
Drehzahlverhältnis zwischen den genannten Walzenpaaren (11, 24) konstant. Sobald über
das Messorgan 70 ein Abdriften der Bandmasse nach der einen oder anderen Richtung
ermittelt wird, erfolgt ein Regeleingriff, wodurch sich die Drehzahl der Eingangswalzen
24 verändert. Dadurch ändert sich auch das Drehzahlverhältnis zwischen den Walzenpaaren
11 und 24, wodurch entsprechend der Änderung ein Steuersignal von der Steuereinheit
S erzeugt wird, das die Grunddrehzahl des Streckwerks 30 bzw. des Motors M2 ändert
bzw. übersteuert, um wie im Beispiel der Fig. 2 beschrieben, den Regeleingriff zu
kompensieren.
[0060] Die übrigen Elemente bzw. Steuerungen entsprechen dem Ausführungsbeispiel der Fig.
1, weshalb hierbei nicht mehr näher darauf eingegangen wird.
[0061] Im wesentlichen bezieht sich die Kompensation der Regeleingriffe über die Übersteuerung
der Grunddrehzahl des Streckwerks 30 nur auf die langzeitigen Massenschwankungen und
nicht auf die kurzzeitigen, da diese Schwankungen nicht ins Gewicht fallen und sich
in der Regel über die Zeit gesehen selbst kompensieren.
[0062] In Fig. 4 wird eine Ausführung gezeigt, wobei zwei Karden 1a, 1b parallel nebeneinander
arbeiten. Die Karden sind dabei ebenfalls mit Speisewalzen 6a, 6b, Briseur 3a, 3b,
Tambour 2a, 2b und Abnahmewalze 4a, 4b versehen. Der Antrieb der Abnehmerwalzen 4a
und 4b ist schematisch mit 75 bzw. 46 angedeutet, welche über eine Steuerleitung L8
bzw. L9 mit der Steuereinheit S verbunden sind. Ebenfalls ist der Antrieb 20a bzw.
20b der Speisewalzen 6a bzw. 6b über die Steuerleitungen L7' bzw. L7" mit der Steuereinheit
S verbunden. Um das Zusammenwirken beider Karden 1a, 1b zu ermöglichen, wird über
die Steuereinheit S und die jeweiligen Steuerleitungen L8 und L9 gewährleistet, dass
die Drehzahlen der Abnehmerwalzen 4a und 4b aufeinander abgestimmt werden, das heißt
der Antrieb 46 der Abnehmerwalze 4b wird als "slave" dem Antrieb 75 der Abnehmerwalze
4a nachgeführt, welcher als "master" fungiert.
[0063] Die von der jeweiligen Karde 1a bzw. 1b abgegebenen Faserbänder Fa und Fb werden
durch jeweils einen Sensor 10a bzw. 10b geführt, um ihre Masse abzutasten. Anschließend
gelangen die Faserbänder Fa und Fb jeweils in einen Durchhangspeicher 11a und 11b.
in diesen Speichern sind zur Abtastung des Füllstandes bzw. des Durchhanges der Faserbandschlaufen
Sensoren O1, U1 und O2, U2 angebracht. Dabei tasten die Sensoren O1, O2 eine obere
und die Sensoren U1, U2 eine untere Stellung der Faserbandschlaufe ab. Zwischen dem
jeweiligen oberen Sensor und dem unteren Sensor befindet sich die Toleranzgrenze,
innerhalb derer sich die Faserbandschlaufe frei bewegen kann, ohne einen Steuerungseingriff
auszulösen. Es wäre jedoch auch denkbar, einen Sensor mit kontinuierlicher Abtastung
vorzusehen. Die Sensoren O1, U1 und O2, U2 sind über die Leitungen L10 bzw. L11 mit
der Steuereinheit S verbunden.
[0064] Nach dem Austritt aus den beiden Bandspeichern 11a, 11b werden die beiden Faserbänder
Fa und Fb zu einem einzelnen Faserband FZ zusammengeführt. Dieses Faserband FZ wird
anschließend über einen Sensor 17 geführt, der die Abtastung Massenschwankungen im
vorgelegten Faserband FZ vornimmt.
[0065] Das von dem Sensor 17 abgetastete Faserband FZ gelangt anschließend in das Regulierstreckwerk
83. Die vom Sensor 17 ermittelten Werte werden über die Leitung L3 an die Steuereinheit
S abgegeben.
[0066] Das Streckwerk 83 besteht im gezeigten Beispiel aus drei hintereinander geschalteten
Walzenpaaren 84, 85 und 86, wobei das Eingangswalzenpaar 84 zur Ausregulierung von
Massenschwankungen im Faserband in der Drehzahl veränderbar angetrieben wird. Das
Lieferwalzenpaar 86 wird über einen Hauptmotor 65 und ein nachfolgendes Getriebe 26
mit einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben. Wie durch den Antriebsstrang 27
schematisch angedeutet, wird auch das mittlere Walzenpaar 85 mit einer konstanten
Geschwindigkeit angetrieben und weist ein konstantes Drehzahlverhältnis zu den nachfolgenden
Lieferwalzen 86 auf. Durch das vorgegebene Drehzahlverhältnis wird ein konstanter
Verzug des Faserbandes zwischen den Walzenpaaren 85 und 86 durchgeführt. Der Motor
85 wird über einen Frequenzumrichter 84 und über die Leitung L6 von der Steuereinheit
S gesteuert. Über die Antriebsverbindung 92 wird ein Differentialgetriebe 28 angetrieben,
das über den Antriebsstrang 31 das Eingangswalzenpaar 84 antreibt. Der Antrieb des
Differentials 28 kann durch einen Regelmotor 29, der über einen nicht gezeigten Frequenzumrichter
und die Leitung L5 über die Steuereinheit S angesteuert wird, übersteuert werden.
Diese Übersteuerung erfolgt anhand der von dem Sensor 17 abgegebenen Signale, die
mit einem in der Steuereinheit S abgelegten Ist-Wert verglichen werden.
[0067] Im Anschluss an das Regulierstreckwerk 83 ist eine Bandablage KA angeordnet, bei
welcher das von dem Streckwerk abgegebene Faserband F1 über ein Kalanderwalzenpaar
34 und ein Trichterrad T in eine Kanne K abgelegt wird. Die Kanne K steht dabei auf
einem angetriebenen Kannenteller (nicht gezeigt), der die Kanne K während dem Befüllvorgang
in Drehung versetzt. Der Kannenteller, die Kalanderwalzen 34 und das Trichterrad T
werden über den Antriebspfad 98 von einem Getriebe 96 angetrieben. Das Getriebe 96
erhält seinen Antrieb über die schematisch gezeigte feste Antriebsverbindung 95 des
Getriebes 26, das von dem Hauptmotor 65 angetrieben wird. Daraus ist zu entnehmen,
dass das Lieferwalzenpaar 86 mit den Antriebselementen der Bandablage KA direkt über
das Getriebe 26 miteinander fest gekoppelt ist. Das heißt, sobald das Getriebe 26
durch den Motor 65 mit einer geringeren Drehzahl angetrieben wird, sinkt einerseits
die Basisdrehzahl der Walzenpaare 84, 85 und 86 und andererseits gleichzeitig die
Drehzahl der Kalanderwalzen 34 des Trichterrades T und des Kannentellers der Bandablage
KA.
[0068] Wie schematisch angedeutet, wird aus den Signalen der Sensoren 10a und 10b in der
Steuereinheit S ein Mischsignal MS erzeugt, das mit einem SollWert verglichen wird.
Das aus diesem Vergleich resultierende Steuersignal SS wird zur Beeinflussung der
eingestellten Basisdrehzahl des Motors 65 verwendet. Nachfolgend wird die Funktionsweise
der Einrichtungen näher erläutert:
[0069] Beim Beginn des Verarbeitungsvorgangs (Startvorgang) wird die Grunddrehzahl des Streckwerks
auf die Drehzahl der Abnahmewalze 4a abgestimmt bzw. nachgeführt. Erst bei Erreichen
der Betriebsdrehzahl ist die Übersteuerung der Grunddrehzahl freigegeben. Die von
den Karden 1a und 1 b abgegebenen Faserbänder Fa und Fb werden durch die Sensoren
10a und 10b erfasst und die entsprechenden Istwerte (Masse) an die Steuereinheit abgegeben,
wo ein Mischsignal MS erzeugt wird. Dieses Mischsignal wird mit einem Sollsignal "Soll"
verglichen und daraus ein Steuersignal erzeugt, sofern der Istwert vom Sollwert abweicht.
Dieses Steuersignal geht auf einen Frequenzumrichter 94, der über die Leitung L6 die
Drehzahl des Motors 65 verändert und somit die Grunddrehzahl der Streckwerkseinheit
und auch der Bandablage KA. Dabei ist zu bemerken, das die bei den Sensoren 10a und
10b gemessenen langwelligen Massenabweichungen gleichzeitig auch zur Steuerung der
Antriebe 20a und 20b der Speisewalzen 6a und 6b der Karden 1a, 1 b herangezogen werden.
Die Antriebe sind dabei über die Steuerleitungen L7' und L7" mit der Steuereinheit
S verbunden.
[0070] Nach Verlassen der Sensoren 10a und 10b werden die Faserbänder Fa und Fb in die Durchhangspeicher
11a und 11b überführt, in welchen sie von den Sensoren O1, O2 bzw. U1, U2 abgetastet
werden. Befindet sich die jeweilige Faserbandschlaufe innerhalb des Bereiches zwischen
oberem und unterem Sensor, so wird kein zusätzlicher Steuerimpuls ausgeführt. Sobald
jedoch zum Beispiel der Sensor U2 anzeigt, dass die Faserbandschlaufe des Faserbandes
Fb zu groß wird, wird die direkte Nachführung des Antriebs 46 der Abnehmerwalze 4b
von dem Antrieb 75 aus, der als "master" gilt, übersteuert und die Drehzahl der Walze
4b verringert. Sobald sich nach diesem Eingriff die Faserbandschlaufe wieder in den
Toleranzbereich zwischen O2 und U2 zurückbewegt, wird die steuerungsgemäße Koppelung
zwischen den Antrieben 65 und 46 wieder aktiviert. Sollte die Faserbandschlaufe nach
einer vorbestimmten Zeit nicht wieder in den Toleranzbereich zurückkehren, so liegt
eine Störung vor, wodurch das gesamte System abgeschaltet wird.
[0071] Ähnlich verhält es sich auch mit der Überwachung im Speicher 11a, wobei beim Ausweichen
der Faserbandschlaufe des Faserbandes Fa außerhalb des Toleranzbereiches zwischen
den Sensoren U1 und O1 und über eine vorbestimmte Zeit ebenfalls das System abgeschaltet
wird, da eine Störung angenommen werden kann.
[0072] Die den jeweiligen Speicher verlassenden Faserbänder werden vor Eintritt in ein nachfolgendes
Messorgan 17 zu einem gemeinsamen Faserband FZ zusammengeführt.
[0073] Im Messorgan werden die Massenschwankungen gemessen und über die Leitung L3 an die
Steuereinheit S abgegeben. Durch einen Soll-IstwertVergleich in der Steuereinheit
wird ein entsprechendes Signal über die Leitung L5 an den Regelmotor 29 abgegeben,
der über das Regelgetriebe 28 die Drehzahl der Eingangswalzen 84 zur Ausregulierung
der Massenschwankung ändert. Dadurch ändert sich der Verzug zwischen den Walzenpaaren
84 und 85. Der Verzug zwischen den Walzenpaaren 85 und 86 bleibt konstant.
[0074] Das so verzogene Faserband F1 wird von der Streckwerkseinheit abgegeben und über
die Kalanderwalzen 34 und das Trichterrad T in eine Kanne K schlaufenförmig abgelegt.
[0075] Es ist von Vorteil für die Struktur des Fasergemenges, wenn der Gesamtverzug des
Streckwerks 83 größer als 3 gewählt ist, da hierdurch die bei dem Abnahmevorgang des
Fasergutes an der Karde entstandenen Schlepphäkchen beim Verzugsvorgang teilweise
aufgelöst werden können, was sich vorteilhaft auf nachfolgende Verarbeitungsprozesse
auswirkt.
[0076] Durch die Vorsteuerung der Grunddrehzahl der Streckwerkseinheit ist es möglich, Auswirkungen
durch einen nachfolgenden Regeleingriff beim Streckwerk vorzeitig zu kompensieren,
so dass der Regeleingriff, insbesondere bei langzeitigen Massenabweichungen nicht
allein vom jeweiligen Faserbandspeicher aufgefangen werden muss. Damit erübrigt sich
eine Überdimensionierung des Faserbandspeichers. Diese Kompensation wird nachfolgend
anhand der Diagramme der Fig. 5 näher erläutert:
[0077] Ausgehend von einer Basis- bzw. Betriebsdrehzahl U1 wird zum Zeitpunkt T1 über die
Sensoren 10a, 10b ein Abdriften der Masse m außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches
To festgestellt. Würde nun das Abdriften der Masse im Zeitpunkt T1 ohne Eingriff in
die Basisdrehzahl erfolgen, so wäre der Vorgang wie folgt: Aufgrund der dem Streckwerk
83 vorgelegten geringeren Masse muss der Verzug zwischen den Walzenpaaren 84 und 85
herabgesetzt werden. Das heißt, über den Regelmotor 29 und das Differential 28 wird
die Drehzahl des Eingangswalzenpaares 84 erhöht, wodurch gleichzeitig der Verzug zwischen
den Walzenpaaren 84 und 85 verringert wird, da die Drehzahl des Walzenpaares 85 konstant
bleibt. Durch die Verringerung der Drehzahl des Eingangswalzenpaares 84 wird auch
die Einzugsgeschwindigkeit des gelieferten Faserbandes F verringert. Da die Karde
bzw. die Abnehmerwalze mit konstanter Geschwindigkeit betrieben wird, bleibt die ursprüngliche
Liefergeschwindigkeit des Faserbandes von der Karde gleich. Der hierdurch entstandene
Unterschied zwischen der Liefergeschwindigkeit der Karde und der geänderten Einzugsgeschwindigkeit
des Faserbandes beim Streckwerk 83 wird durch den Faserbandspeicher 11 a bzw. 11b
aufgefangen. Das heißt, die überschüssig gelieferte Menge an Faserband F füllt die
Faserbandspeicher 11a, 11b solange auf, bis wieder gleiche Verhältnisse zwischen der
Abgabegeschwindigkeit bei der Karde und der Einzugsgeschwindigkeit beim Streckwerk
vorhanden sind. Dieser Ausgleich kann dann wieder herbeigeführt werden, sobald der
Regeleingriff bei der Speisewalze 6a, 6b seine Auswirkung bei der Abgabe an der Karde
erzeugt. Treten diese Massenabweichungen abwechselnd einmal nach oben bzw. nach unten
auf, so hat dies keine größeren Auswirkungen auf den Füllgrad der Speicher 11a, 11b.
Die Bandspeicher 11a, 11b müssen lediglich eine genügend große Aufnahmekapazität aufweisen.
Treten jedoch diese Massenabweichungen in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen
im wesentlichen in einer Richtung auf, so steht die vorhandene Kapazität des Puffers
in den Bandspeicher 11a, 11b bald an der Grenze.
[0078] Um diese Nachteile zu vermeiden und um die benötigte Kapazität des Bandspeichers
auf einem Minimum zu halten, wird nun ein Eingriff in die Basisdrehzahl des Antriebsmotors
65 durchgeführt. Sobald, zum Beispiel zum Zeitpunkt T1, die über die Sensoren 10a,
10b ermittelte Massenabweichung sich außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches
To befindet, wird mit einer Zeitverzögerung t auch die Drehzahl des Motors 65 verändert.
Aus dem oberen Diagramm ist ersichtlich, dass die Masse kleiner wird, wodurch auch
der Verzug im Streckwerk 83 durch Erhöhung der Drehzahl des Eingangswalzenpaares 84
verkleinert werden muss. Wird nun wie im unteren Diagramm in Fig. 5 gezeigt, die Basisdrehzahl
des Motors 65 auf U2 abgesenkt, so wird die über den Regelmotor 29 ausgelöste Drehzahlerhöhung
gegenüber dem Walzenpaar 85 fast vollständig kompensiert. Dies ist insbesondere aus
der Darstellung der unteren zwei Kurven der Fig. 5 zu entnehmen, wobei die untere
Kurve die Drehzahlveränderung des Eingangswalzenpaares 84 in bezug auf eine gleichbleibende
Drehzahl des Walzenpaares 85 zeigt. Daraus ist zu entnehmen, dass die zum Zeitpunkt
T1 von den Sensoren 10a, 10b erfasste Massenverringerung des gelieferten Faserbandes
zu einer Erhöhung der Drehzahl U14 der Walze 84 gegenüber dem Walzenpaar 85 führt,
um durch Herabsetzung des Verzuges diese Dünnstelle auszugleichen. Befindet sich die
Faserbandschlaufe noch innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches, so wird kein
zusätzliches Steuersignal zur weiteren Beeinflussung der Basisdrehzahl erzeugt. Durch
die gleichzeitige Herabsetzung der Basisdrehzahl U1 des Motors 65 wird diese Drehzahlveränderung
der Walze 84 annähernd kompensiert, das heißt das gesamte Drehzahlniveau des Streckwerks
83 wird durch die antriebsmäßige Verknüpfung gleichmäßig heruntergefahren, so dass
trotz Veränderung des Drehzahlverhältnisses zwischen den Walzenpaaren 84 und 85 die
jetzt vorhandene Drehzahl des Eingangswalzenpaares sich etwa wieder auf demselben
Niveau befindet, das vor dem Regeleingriff bestanden hat. Dadurch wird ermöglicht,
dass die Einzugsgeschwindigkeit des Faserbandes FZ auch nach einem durchgeführten
Regeleingriff und der Veränderung des Drehzahlverhältnisses etwa auf gleichbleibendem
Niveau bleibt. Dadurch ist es möglich, dass die Faserbandspeicher 11a, 11b lediglich
kurzwellige Regeleingriffe ausgleichen müssen, wobei die langwelligen Abweichungen
durch Veränderung der Basisdrehzahl des Motors 65 ausgeglichen werden. Die Sensoren
U1, O1, U2, 02 dienen dabei als zusätzliche Überwachungshilfe. Aus Übersichtlichkeitsgründen
wurde bei der Kurve der Walze 84 auf die Darstellung der Ausschläge, welche durch
die kurzwelligen Ausregulierungen entstehen, verzichtet. Diese kurzwelligen Ausregulierungen
pendeln in der Regel um die eingezeichnete Kurve nach oben oder unten.
[0079] Durch die Absenkung der Basisdrehzahl wird auch die Drehzahl der Antriebselemente
der Bandablage synchron abgesenkt, wodurch das Drehzahlverhältnis zwischen der Lieferwalze
86 und den Kalanderwalzen 34 aufrechterhalten bleibt. Dieser Ausgleich der langwelligen
Abdriftungen der Faserbandmasse kann relativ sanft und langsam durchgeführt werden,
so dass auch die Nachführung der relativ trägen Elemente der Bandablage KA keine Probleme
bereitet.
[0080] Mit der vorgeschlagenen Einrichtung kann einerseits mit bereits bekannten Sensoreinrichtungen
rechtzeitig auf langwellige Abweichungen in der Faserbandmasse reagiert werden und
andererseits der für die Regulierung am Eingang des Streckwerks benötigte Faserbandspeicher
auf einem Minimum gehalten werden.