DE102007039067A1

DE102007039067A1 - Vorrichtung an einer Kämmmaschine zur Überwachung des Kämmlingsanteils

Info

Publication number: DE102007039067A1
Application number: DE102007039067A
Authority: DE
Inventors: Nicole Dr.-Ing. Saeger; Thomas Dipl.-Ing. Schmitz
Original assignee: Truetzschler GmbH and Co KG
Current assignee: Truetzschler Group SE
Priority date: 2007-08-17
Filing date: 2007-08-17
Publication date: 2009-02-19
Also published as: BRPI0803567B1; JP5368028B2; IT1390830B1; CH697792A2; JP2009046798A; CN101368303A; US7845054B2; GB2488485A; BRPI0803567A2; BRPI0803567B8; GB2451954A; GB0814901D0; GB201210135D0; CN101368303B; CH697792B1; GB2451954B; GB2488485B; US20090044382A1; ITMI20081322A1

Abstract

Bei einer Vorrichtung an einer Kämmmaschine zur Überwachung des Kämmlingsanteils mit Mitteln zum Zuführen und zum Auskämmen von zu kämmendem Fasermaterial und Mitteln zum Bilden mindestens eines Kammzugbandes, bei der mindestens eine Einrichtung zum laufenden automatischen Erzeugen eines den Kämmlingsanteil darstellenden Signals bei laufender Kämmmaschine vorhanden ist, umfasst die Einrichtung mindestens eine Messeinrichtung für die Menge des zugeführten Fasermaterials und mindestens eine Messeinrichtung für die Menge des gekämmten Fasermaterials und eine Recheneinrichtung zur Ermittlung des Kämmlingsanteils. Um die Kämmeinrichtung automatisch derart zu überwachen, dass auch bei unterschiedlichen Arbeitsbedingungen der Kämmlingsprozentsatz auf einfache Weise ermittelbar und optimierbar ist, weisen die Mittel zum Messen einer zugeführten Wattemenge Wägeeinrichtungen zum Ermitteln der Gewichtsabnahme von Wattewickeln oder einen berührungslosen Sensor auf und enthalten die Mittel zum Messen der gekämmten Fasermaterialmenge eine Messeinrichtung für ein Kämmmaschinenband mit einem Tastele

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Kammmaschine zur Überwachung des Kämmlingsanteils mit Mitteln zum Zuführen und zum Auskämmen von zu kämmendem Fasermaterial und Mitteln zum Bilden mindestens eines Kammzugbandes, bei der mindestens eine Einrichtung zum laufenden automatischen Erzeugen eines den Kämmlingsanteil darstellenden Signals bei laufender Kämmmaschine vorhanden ist, wobei die Einrichtung mindestens eine Messeinrichtung für die Masse des zugeführten Fasermaterials und mindestens eine Messeinrichtung für die Masse des gekämmten Fasermaterials und eine Recheneinrichtung zur Ermittlung des Kämmlingsanteils umfasst.
Bei einer bekannten Vorrichtung ( WO 2005/001176 A ) wird der Kämmlingsanteil (Prozentsatz) indirekt ermittelt, d. h. durch Messung der Fasermenge, die in die und die aus einer Kammeinrichtung fließt. Dazu ist die Kämmeinrichtung (Kämmkopf) mit einer Einrichtung zur Ermittlung der Kämmlingsmenge während des Betriebes ausgerüstet, die folgende Elemente aufweist: Zur kontinuierlichen Bestimmung der eintretenden Fasermenge (g/m) sind den Einzugswalzen und den Ausgangswalzen jeweils ein Dickenmessgerät und ein Bandlängenmessgerät zugeordnet. Die Dickenmessgeräte sind Wegsensoren, die die Auslenkung einer Walze der Walzenpaare messen und in elektrische Signale wandeln. Es erfolgt eine Kalibrierung in Bezug auf die Abhängigkeit der Fasermenge (g/m) von der Wegauslenkung. Die Bandlängenmessgeräte greifen die Rotationen einer Walze ab und erzeugen ebenfalls elektrische Signale. Bei dieser Vorrichtung wird über Tastwalzen die Dicke des ein- bzw. auslaufenden Faservlieses gemessen. Nachteilig ist die unzureichende Messgenauigkeit, da nur die Vliesdicke gemessen wird und nicht die tatsächliche Masse. Partielle Dickstellen in den Vliesen verfälschen das Messergebnis. Außerdem ist die Vliesbreite nicht konstant, was für eine präzise Messung erforderlich ist. Der errechnete Kämmlingsanteil für jeden von z. B. acht Kämmeinrichtungen (Kämmköpfe) wird in Form einer Tabelle ausgegeben. Der Kämmlingsanteil (%) kann auch graphisch über einen Zeitraum von z. B. 12 Stunden dargestellt werden. Die Darstellung der Kämmlingsanteile der einzelnen Kämmköpfe erfolgt jeweils über längere Zeiträume. Eine Korrektur einzelner Kämme aufgrund der Messergebnisse ist nur von Zeit zu Zeit und nur nach Auswertung der Ausdrucke oder Anzeigen möglich, die einen längeren Zeitraum der Kammproduktion wiedergeben. Eine kurzfristige Feineinstellung ist nicht vorgesehen. In der Praxis erfolgen regelmäßig Auswertungen und ggf. Einstellungen durch Betriebspersonal. Auch sind die Gründe für unerwünschte Abweichungen aus den Anzeigen nicht erkennbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs benannten Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, die insbesondere die Kämmeinrichtung automatisch derart überwacht, dass auch bei unterschiedlichen Arbeitsbedingungen der Kämmlingsprozentsatz auf einfache Weise ermittelbar und optimierbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 oder 2.
In einem ersten Aspekt werden die mehreren Kämmköpfe einer Flachkämmmaschine mit Wickeln gespeist. An den Kämmköpfen werden Kämmmaschinenbänder abgegeben, die zu einem Kammzugband zusammengefasst werden, das die Kämmmaschine verlässt. Erfindungsgemäß wird die einlaufende Wickelmasse durch eine Waage ermittelt, durch die direkt die tatsächliche einlaufende Masse bestimmt wird. Für die Messung der auslaufenden Faserbandmasse wird eine Messeinrichtung mit einem Tastelement, z. B. Bandtrichter mit belasteter Tastzunge, herangezogen. Diese Messeinrichtung ist konstruktiv einfach; die Reduzierung der bewegten Teile auf ein Minimum erfordert nur einen geringen antriebstechnischen Aufwand. Darüber hinaus können durch die geringe Massenträgheit der Tastzunge auch kurzwellige Bandmassenschwankungen erfasst werden. Die zugeführte Wattemenge und/oder die ausgegebene Faserbandmenge können weiterhin vorteilhaft durch eine Messeinrichtung mit berührungslosem Sensor, z. B. Mikrowellensensor, bestimmt werden. 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. Zudem treten keine Schwingungsprobleme von mechanisch bewegten Teilen auf. Der berührungslose Sensor hat weniger Probleme mit der Texturierung eines Textilbandes. 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 prinzipbedingt auch die Möglichkeit der Messung der Materialfeuchte.
In einem zweiten Aspekt werden die mehreren Kämmköpfe einer Flachkämmmaschine mit Faserbändern, z. B. aus Faserbandkannen oder kannenlos, gespeist. An den Kämmköpfen werden jeweils Kämmmaschinenbänder abgegeben, die zu einem Kammzugband zusammengefasst werden. Erfindungsgemäß werden hierbei sowohl die einlaufenden Faserbänder als auch die auslaufenden Kämmereimaschinenbänder entweder durch eine Messeinrichtung mit einem Tastelement oder mit einem berührungslosen Sensor gemessen. Es sind sowohl am Ein- als auch am Auslauf jeweils beide Messsysteme alternativ einsetzbar. Die Vorteile der Messeinrichtungen mit Tastelement oder mit berührungslosem Sensor sind die gleichen, die oben bereits im Rahmen des ersten Aspektes dargelegt sind.
Eine besonders bevorzugte Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass die Einrichtung zum Erzeugen des den Kämmlingsanteil darstellenden Signals mit einer Steuer- und Regeleinrichtung in Verbindung steht, die eine Einrichtung zum Vergleich mit vorgegebenen Werten umfasst und bei Abweichungen elektrische Signale einer Stell- und/oder Anzeigeeinrichtung zuführbar sind. Dadurch gelingt es, dass der jeweils aktuelle Kämmlingsprozentsatz online ermittelt und dieser in einer Steuereinheit, das kann beispielsweise die jeweilige elektronische Maschinensteuerung sein, in Abhängigkeit von z. B. Sollvorgaben, Vergleichen und der Betriebssituation überprüft wird, ob der Kämmlingsprozentsatz sich im Rahmen bekannter und vorgegebener Grenzen bewegt. Für den Fall, dass entsprechende Abweichungen vorliegen, werden Stellsignale zur Korrektur zu der Kämmeinrichtung ausgegeben. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass die Überwachung der Kämmeinrichtung automatisch erfolgt. Diese Überwachung erfolgt per Software und kann in der Maschinensteuerung (SPS) erfolgen. Es können insbesondere unterschiedliche Arbeitssituationen, besondere Betriebszustände und ähnliches, auch Defekte, inkorrekte Einstellungen u. dgl. berücksichtigt werden. Durch die erfindungsgemäße Einrichtung ist es u. a. möglich, z. B. Überlastungen, Schwergängigkeit u. ä. zu erkennen und gezielt darauf hinzuweisen bzw. diese vor Eintritt eines größeren Schadens zu melden.
Die Ansprüche 3 bis 35 haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt:
1 schematisch Seitenansicht eines Kämmkopfes einer Flachkämmmaschine mit einer Wiegeeinrichtung zum Ermitteln der Gewichtsabnahme eines Wattewickels,
2 perspektivisch einen Wattenwickel mit einer Wiegeeinrichtung mit Messglied für die Eingangsmasse,
3 schematisch Draufsicht auf eine Flachkämmmaschine mit acht Kämmköpfen für Wickelspeisung mit Messorten an jedem Kämmkopf für die Eingangsmasse und Ausgangsmasse und einem Messort für die Ausgangsmasse der Maschine,
4 Seitenansicht eines Faserbandtrichters mit federbelasteter Messzunge und induktivem Wegaufnehmer,
5 Draufsicht auf eine Flachkämmmaschine mit Faserbandspeisung,
6 Querschnittsansicht einer Mikrowellen-Messanordnung für die Messung der Eingangs- und/oder Ausgangsmasse des Fasergutes,
7 schematisch Seitenansicht einer Rotorkämmmaschine mit zwei Walzen und mit jeweils einer Mikrowellen-Messanordnung für die Messung der Eingangs- bzw. Ausgangsmasse und
8 Blockschaltbild einer elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung, an die Messglieder jeweils für die Messung der Eingangs- und Ausgangsmasse an acht Kämmköpfen, ein Messglied für die Ausgangsmasse der Maschine, eine Stelleinrichtung und eine Anzeigeeinrichtung angeschlossen sind.
In 1 ist ein Kämmkopf K dargestellt, von denen vielfach acht auf einer Kammmaschine angebracht sind. Das Ausführungsbeispiel wird aus Übersichtlichkeitsgründen an nur einem Kämmkopf gezeigt und beschrieben, wobei die dabei gezeigten Einzelheiten an jedem dieser Kämmköpfe außer den gemeinsamen Antriebseinheiten und der Bandablage installiert sind. Der Kämmkopf K besteht aus zwei Wickelwalzen 2, 3, von welchen die vordere Wickelwalze 2 mit einem Getriebe 4 verbunden ist, das über einen Motor 5 angetrieben wird. Auf den Wickelwalzen 2, 3 liegt ein Wattewickel W, von welchem die Watte 6 durch die Drehbewegung abgewickelt wird. Die Watte 6 wird an einer Walze 7 umgelenkt und zu einem Speisezylinder 8 eines Zangenaggregates 9 überführt. Auf der Walze 7, welche hier ebenfalls über das Getriebe 4 angetrieben wird, ist eine um einen Hebel 10 über eine Feder 11 belastete schwenkbeweglich gelagerte Druckwalze 12 angeordnet. Die Zange 9 ist über die Hebel 13, 14 hin- und herbewegbar über eine Welle 15, die mit dem Getriebe 4 verbunden ist, antreibbar. Gemäß dem dargestellten Beispiel befindet sich die Zange in einer vorderen Stellung und übergibt den ausgekämmten Faserbart an ein nachfolgendes Abreißzylinderpaar 16. Unterhalb der Zange 9 ist drehbar ein Rundkamm 17 gelagert, der über sein Kammsegment 18 den durch die geschlossene Zange vorgelegten Faserbart auskämmt. Der Rundkamm 17 ist ebenfalls mit dem Getriebe 4 antriebsverbunden. Die Watte 6 ist auf einer Hülse 19 aufgewickelt. Auf dem Speisezylinder 8 ist ein nicht gezeigtes Klinkenrad befestigt, das durch die Hinund Herbewegung der Zange 9 durch eine ebenfalls nicht gezeigte Klinke schrittweise gedreht wird und dadurch dem Zangenmaul der Zange 9 die Watte 6 zum Auskämmen zuführt. Im Betrieb wird die Watte 6 kontinuierlich durch die erzeugte Drehbewegung des Wickels W über die Wickelwalze 2 abgerollt und gelangt über die Klemmstelle der Walzen 7 und 12 in den Bereich 20 zwischen der Klemmstelle und dem Speisezylinder 8. Anschließend wird die Watte über den Speisezylinder 8 zum Auskämmen dem Zangenmaul der Zange 9 zugeführt und anschließend an die Abreißzylinder 16 abgegeben. Das dadurch entstandene Faservlies wird über Abzugswalzenpaare 20, 21, 22 und einen Abzugstisch 23 zu einem Faserband zusammengefasst und mit den an den anderen Kämmköpfen ebenfalls gebildeten Faserbändern einem Streckwerk 34 (vgl. 3) zugeführt. Das aus dem Streckwerk austretende Vlies wird zu einem Faserband, dem sogenannten Kämmmaschinenband zusammengefasst und einer Bandablage zur Ablage in eine Kanne überführt. Während des Kammprozesses verringert sich der Wickel W mit dem Gewicht x auf den strichpunktiert gezeichneten Wickel W' mit dem Gewicht y. Die sich auf Grund dieser Gewichtsverringerung einstellenden dynamischen Veränderungen, welche sich insbesondere auch auf die Rückhaltekraft der Watte gegen das Abwickeln auswirken, können sich nur bis zum Klemmpunkt auswirken. Die dynamischen Veränderungen im Bereich der Wickelwalzen 2, 3 wirken sich im Zusammenhang mit dem ruckartigen Nachziehen der Watte durch den Speisezylinder 8 nicht negativ aus. Vielmehr besteht in dem Bereich 20 eine konstante Wattenspannung und gewährleistet die Zuführung einer Watte mit konstanter Fasermasse zu dem Zangenaggregat 9. Die Klemmkraft der Druckwalze 12 auf der Walze 7 ist so groß, dass die dynamischen Unterschiede im Bereich der Wickelwalzen 2, 3 keine Auswirkungen mehr auf den Bereich 20 haben. Das gekämmte Einzelkopfband läuft dann durch die Abzugswalzenpaare 21 und 22 und wird von diesen in Band- oder Vliesform auf den Auslauftisch 23 abgegeben, der allen Kämmköpfen der Maschine gemeinsam zugeordnet ist. Die durch den Rundkamm 17 und einen Fixkamm 33 aus dem Fasermaterial entfernten Kurzfasern, Nissen und Verunreinigungen werden als sogenannte Kämmlinge durch einen Führungsschacht 25 in einen Absaugkanal 26 gesaugt, der allen Kammköpfen der Maschine gemeinsam zugeordnet ist. Die Einzelkopfbänder von den verschiedenen Kämmköpfen der Maschine laufen auf dem Auslauftisch 23 in der Regel nebeneinander, zu dem gemeinsamen Streckwerk 34. Am Ausgang des Streckwerks ist ein Bandtrichter 27 angeordnet, der das Vlies zu einem Kämmmaschinenband formt, welches dann in einer Kanne 35 abgelegt wird.
Die Einrichtung zum Erzeugen des den Kämmlingsanteil darstellenden Signals enthält Mittel zum Messen der Wattenmenge, die den Kämmköpfen 9 der Kämmmaschine pro Zeiteinheit zugeführt wird. Die Mittel zum Messen der pro Zeiteinheit zugeführten Wattenmengen messen die Wattemengen pro Zeiteinheit direkt. Die Lager der Wickelwalzen 2 und 3, welche in jedem Kämmkopf den Wattewickel tragen, sind von einer Waage 28 getragen, welche ein Signal abgibt, das die Gewichtsabnahme des Wattewickels pro Zeiteinheit darstellt. Die Einrichtung zum Erzeugen des den Kämmlingsanteil darstellenden Signals enthält ferner einen Rechner (sh. 8). Dieser errechnet den Kämmlingsanteil A aus den Größen W = Masse der pro Zeiteinheit zugeführten Watten, Z = Masse des pro Zeiteinheit gebildeten gekämmten Materials. Die Masse W der pro Zeiteinheit zugeführten Watten kann der Rechner von den Waagen 28 erhalten und aus der Zuführgeschwindigkeit der Watte W errechnen. Die Masse Z des pro Zeiteinheit gebildeten gekämmten Materials kann der Rechner aus der von dem Bandtrichter 27 gemessenen Dicke der Einzelkopfbänder und der Transportgeschwindigkeit derselben berechnen.
Bei einem Wiegesystem mit Waage 28 nach 2 sind die beiden parallel zueinander angeordneten Wickelwalzen 2, 3 in einem einseitig schwenkbar gelagerten Rahmenelement 29 angeordnet. Das Rahmenelement 29 umfasst zwei parallele Seitenteile 29a, 29b, die an ihrem einen Endbereich durch ein Querteil 29c fest miteinander verbunden sind. Die anderen Endbereiche der Seitenteile 29a, 29b sind in ortsfesten Drehlagern 30a, 30b (nur 30a gezeigt) in Richtung der Pfeile A, B, drehbar gelagert. Die Achse 2a der Wickelwalze 2 ist mit ihren beiden Enden in den Seitenteilen 29a bzw. 29b gelagert. Die Achse 3a der Wickelwalze 3 durchdringt die Seitenteile 29a bzw. 29b und ist in den Drehlagern 30a bzw. 30b gelagert. Das Querteil 29c liegt auf der Oberseite einer Wägezelle 31 auf, die das ermittelte Gewicht des Wickels W in elektrische Impulse umwandelt und über eine elektrische Leitung 32 dem Rechner 93 (sh. 8) zuführt.
Entsprechend 3 sind bei einer Flachkämmmaschine acht Kämmköpfe K₁ bis K₈ vorhanden, die z. B. entsprechend der in 1 dargestellten Form ausgebildet sind. Die Kammköpfe K₁ bis K₈ werden durch jeweils einen Wickel W₁ bis W₈ gespeist, dem jeweils eine Waage 28₁ bis 28₈ zur Ermittlung der Eingangsmasse zugeordnet ist. Die Kämmköpfe K₁ bis K₈ verlassen jeweils gekämmtes Fasermaterial, das jeweils durch einen Bandtrichter 27₁ bis 27₈ zu einem gekämmten Faserband F₁ bis F₈ zusammengefasst wird. Die Bandtrichter 27₁ bis 27₈ sind als Messtrichter ausgestaltet (sh. 4), durch die die Ausgangsbandmasse an jedem Kammkopf K₁ bis K₈ ermittelt wird. Die Faserbänder F₁ bis F₈ gelangen auf den Auslauftisch 23 und durch ein Streckwerk 34 zu einem Bandtrichter 27, der alle Faserbänder F₁ bis F₈ zu einem Faserband F zusammenfasst. Der Bandtrichter 27 ist als Messtrichter ausgestaltet (sh. 4), durch den die Ausgangsbandmasse an der Kämmmaschine ermittelt wird. Die elektrischen Signale der Bandtrichter 27₁ bis 27₈ und 27 werden über elektrische Leitungen dem Rechner 93 (sh. 8) zugeführt. Mit 35 ist ein Ablagekopf und mit 36 ist eine Kanne bezeichnet.
Nach 4 greift durch eine Öffnung 27a in der Wand 27b des Flortrichters 27 eine Tastzunge 40 hindurch, die über ein Drehlager 41 gelagert und durch eine Feder 42 belastet und in Richtung der Pfeile C und D bewegbar ist. Der Tastzunge 40 ist ein induktiver Näherungsinitiator 43 (induktiver Wegaufnehmer) zugeordnet, der die Dickenschwankungen des Faserbandes F in elektrische Signale umwandelt, die durch eine elektrische Leitung 44 dem Rechner 93 (sh. 8) zugeführt werden. Mit 45 und 46 sind zwei zusammenarbeitende Abzugswalzen bezeichnet. Die Abzugswalze 45 ist durch eine Feder 39 belastet beweglich gelagert. Die Auslenkung der Abzugswalze 45 kann (nicht gezeigt) durch einen induktiven Wegaufnehmer ermittelt werden.
Gemäß 5 ist eine Kämmmaschine mit sechs nebeneinander angeordneten Kämmköpfen K₁ bis K₆ vorhanden. Jedem Kammkopf K₁ bis K₆ sind zwei im Querschnitt im wesentlichen rechteckförmige, in einer Reihe 50 aufgestellte Vorlagekannen 51₁ bis 51₁₂ zugestellt, aus denen schlaufenförmig abgelegte Faserbänder 52₁ bis 52₁₂ (bei einer Kanne angedeutet) abgezogen werden. Zu diesem Zweck verläuft oberhalb der Vorlagekannen 51₁ bis 51₁₂ ein Kannengestell 53 mit Umlenkrollen 54₁ bis 54₁₂ , ggf. vorhandene Abzugswalzen sind nicht dargestellt.
Die Faserbänder 52₁ bis 52₁₂ werden in den Kämmköpfen K₁ bis K₆ gekämmt und über den Bandtisch 23 zu einem Streckwerk 34, in welchem die Faserbänder F₁ bis F₆ verstreckt und anschließend durch den Bandtrichter 27 zu einem einzigen Faserband zusammengefasst werden, geführt. In der nachfolgenden Bandablage 55 legt ein Drehteller 56 das produzierte Faserband 57 in Schlaufenform in eine Ablagekanne 58 ab, die als Rechteckkanne ausgebildet ist, die während der Bandablage in Richtung der Pfeile E, F changiert. Die Ablagekanne 58 wird von der Seite der Vorlagekannen in die Füllposition transportiert und nach Füllung zur anderen Maschinenseite abtransportiert. Hinter der Reihe 50 von Vorlagekannen 51₁ bis 51₂ ist eine Reihe 59 von Reservekannen 60₁ bis 60₁₂ gleicher Anzahl platziert.
Die Kämmköpfe K₁ bis K₆ werden jeweils durch zwei Faserbänder 52₁ bis 5212 gespeist, wobei jedem Faserband 52₁ bis 52₁₂ jeweils ein Bandtrichter 27a bis 27m zur Ermittlung der Eingangsmasse zugeordnet ist. Die Kämmköpfe K₁ bis K₆ verlassen jeweils gekämmtes Fasermaterial, das jeweils durch einen Bandtrichter 27₁ bis 27₆ zu einem gekämmten Faserband F₁ bis F₆ zusammengefasst wird. Die Bandtrichter 27a bis 27m und 27₁ bis 27₆ sind als Messtrichter ausgestaltet (sh. 4), durch die die Eingangs- bzw. Ausgangsbandmasse an jedem Kämmkopf K₁ bis K₆ ermittelt werden. Die Faserbänder F₁ bis F₆ gelangen über den Auslauftisch 23 und durch das Streckwerk 34 zu dem Bandtrichter 27, der alle Faserbänder F₁ bis F₆ zu einem Faserband F zusammenfasst. Der Bandtrichter 27 ist als Messtrichter ausgestaltet (sh. 4), durch den die Ausgangsbandmasse an der Kämmmaschine ermittelt wird. Die elektrischen Signale aller Messtrichter 27a bis 27m, 27₁ bis 27₆ und 27 werden über elektrische Leitungen dem Rechner 93 (sh. 8) zugeführt.
In 6 ist eine Mikrowellen-Messanordnung 61 zur Bestimmung der Eingangs- und/oder Ausgangsfasermasse mit einem Messresonator 61a und einem Referenzresonator 61b in einer baulich einheitlichen Messanordnung gezeigt. Das Faserband F wird durch zwei Öffnungen durch den Resonatorraum 62a des Messresonators 61a geführt. Mikrowellen werden mittels geeigneter Einrichtungen 63 (Mikrowellen-Generator) erzeugt und über einen Anschluss 64a in den Resonator 61a eingespeist. Bei einer bestimmten Frequenz werden stehende Wellen in dem Resonator 61a angeregt. Mikrowellen treten in den Innenraum des Glasrohrs 65a ein und treten mit dem darin befindlichen Faserband F in Wechselwirkung. Die Mikrowellen werden über einen Anschluss 64b ausgekoppelt und zu einer nachgeschalteten Auswerteeinrichtung 67 geleitet. Der Referenzresonator 61b ist unmittelbar angrenzend an den Messresonator 61a angeordnet. Über Anschlüsse 66a, 66b werden Mikrowellen, die vorzugsweise mit Hilfe des Schalters 68 von der Einspeisung 63 abgezweigt werden, in den Referenzresonator 61b ein- und ausgekoppelt. Über den Schalter 69 werden die Mikrowellen auf die Auswerteeinheit 67 geleitet. Aus dem Ausgangssignal werden die Resonanzfrequenz und die Halbwertsbreite ermittelt, aus denen die Bandmasse über den Rechner 93 (sh. 8) bestimmt wird.
7 zeigt eine Rotorkämmmaschine 70 mit einer Zuführeinrichtung 71 umfassend eine Speisewalze 72 und eine Speisemulde 73, mit erster Walze 74 (Wenderotor), zweiter Walze 75 (Kämmrotor), einer Abnahmeeinrichtung 76, umfassend eine Abnahmewalze 77 und ein Wanderdeckelkämmaggregat 78. Die Drehrichtungen der Walzen 72, 74, 75, 77 sind mit gebogenen Pfeilen bezeichnet. Die eingespeiste Faserwatte ist mit 79, das abgegebene Faservlies ist mit 80 und das abgegebene Kämmmaschinenband mit 98 bezeichnet. Die Walzen 72, 74, 75, 77 sind einander nachgelagert. Der Pfeil A gibt die Arbeitsrichtung an. Die erste Walze 74 ist im Bereich ihres äußeres Umfanges mit einer Mehrzahl von ersten Klemmvorrichtungen 81 versehen, die sich über die Breite der Walze 74 erstrecken und jeweils aus Oberzange 82 (Greifelement) und Unterzange 83 (Gegenelement) bestehen. Die zweite Walze 75 ist im Bereich ihres äußeren Umfanges mit einer Mehrzahl von zweiteiligen Klemmeinrichtungen 84 versehen, die sich über die Breite der Walze 75 erstrecken und jeweils aus Oberzange 85 (Greifelement) und Unterzange 86 (Gegenelement) bestehen. In der Walze 75 sind am Walzenumfang – in Drehrichtung 75a gesehen – zwischen erster Walze 74 und Abnehmer 77 die Klemmvorrichtungen 84 geschlossen; sie klemmen nicht dargestellte Faserpakete an einem Ende fest, deren nicht geklemmte Bereiche durch die Kammelemente 78a des umlaufenden Wanderdeckelkämmaggregates 78 ausgekämmt werden. Den Kämmelementen 78a ist weiterhin eine Putzwalze 87 zugeordnet, die die ausgekämmten Kämmlinge von den Kämmelementen 78a abnimmt, die durch eine Absaugeinrichtung 88 abgeführt werden. Mit 89 ist ein Streckwerk, z. B. Regulierstreckwerk, bezeichnet. Das Streckwerk 89 ist zweckmäßig oberhalb eines (nicht dargestellten) Ablagekopfes angeordnet. Mit 90 ist ein angetriebener Steigförderer, z. B. Förderband, bezeichnet. Zur Förderung kann auch ein nach oben geneigtes Metallblech o. dgl. verwendet werden. Die Walzen 74 und 75 sind ununterbrochen schnelllaufende Walzen. Der eingespeisten Faserwatte 79 ist ein Messglied 91 für die Eingangsmasse, und dem abgegebenen gekämmten Faserband 98 ist ein Messglied 92 für die Ausgangsmasse zugeordnet, die mit einem Rechner 93 (sh. 8) in Verbindung stehen. Die Messglieder 91 und 92 sind je nach Art des eingespeisten bzw. gekämmten abgegebenen Fasermaterials (Watte bzw. Faserband) in einer Ausführungsform gemäß 2, 4 oder 6 ausgebildet.
Nach 8 ist eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung 93, z. B. Mikrocomputer und Mikroprozessor, vorhanden, an die im gezeigten Beispiel vier Messtrichter 27a bis 27d für die Eingangsmasse an vier Kammköpfen K₁ bis K₄, vier Messtrichter 27₁ bis 27₄ für die Ausgangsmasse an vier Kämmköpfen K₁ bis K₄, ein Messtrichter 27 für die Ausgangsmasse an der Kammmaschine, eine Stelleinrichtung 94 für die Einstellung bzw. Korrektur von Maschinenelementen an den Kämmköpfen K₁ bis K₄, eine Anzeigeeinrichtung 95, z. B. Bildschirm o. dgl., ein Messorgan 96 für die Drehzahl einer Wickeltransportwalze 3 und ein Messorgan 97 für die Bandgeschwindigkeit (Liefergeschwindigkeit) des gekämmten Faserbandes angeschlossen sind. Es kann (nicht gezeigt) für jedes gekämmte Faserband, d. h. sowohl am Eingang und/oder Ausgang an jedem Kammkopf als auch am Ausgang der Kammmaschine, jeweils ein Messorgan für die Bandgeschwindigkeit vorhanden und an den Rechner 93 angeschlossen sein.
Einstellungen an der Kammmaschine, die den Kämmlingsanteil beeinflussen, sind insbesondere der Abreißabstand und der Speisebetrag und Speisezeitpunkt. Der Speisebetrag ist die Strecke, um welche der intermittierend drehende Speisezylinder 8 die Watte während jeder Hin- und Herbewegung der Zange 9 vorschiebt. Der Speisezeitpunkt ist der Zeitpunkt, zu welchem dieser Vorschub innerhalb jeder Hin- und Herbewegung der Zange 9 stattfindet. Der Abreißabstand ist der Abstand, den in der vorgeschobenen Endlage der Zange 9 deren untere Klemmplatte von der Klemmlinie des benachbarten Abreißwalzenpaares 16 hat. Das Erfassen der Kämmlinge kann laufend oder periodisch direkt an den einzelnen Kämmköpfen der Kammmaschine erfolgen. Dadurch erhält man ein Signal über die Arbeitsweise der einzelnen Kämmköpfe und kann somit eine Überwachung der Kämmköpfe durchführen im Vergleich mit dem gemessenen Kämmlingsanteil benachbarter Kämmköpfe. Die Addition dieser einzelnen Signale der Kammköpfe einer Maschine führt zu einem Gesamtsignal, das wiederum für die gesamte Prozesssteuerung herangezogen werden kann.

Erfindungsgemäß wird die tatsächliche einlaufende Masse bestimmt. Dies erfolgt über die Messung der Wickelmasse zu zwei aufeinander folgenden Zeitpunkten. Durch anschließende Differenzbildung ist der der Kämmstelle zugespeiste Massestrom (g/min) bekannt. Der gemessene Wert kann über den bekannten Durchmesser der Wickeltransportwalzen 2, 3 und deren Drehzahl auch in g/m, also ktex ausgedrückt werden. Der Massestrom des abgelieferten Kammbandes am Ausgang der Kämmmaschine wird ebenfalls ermittelt. Hierzu kann ein Messtrichter 27 mit Tastzunge 40 (sh. 4) zum Einsatz kommen. Der Messtrichter 27 wird einmalig durch manuelles Ermitteln des Metergewichts auf das verarbeitete Material kalibriert (Standardkalibrierung bei TC). Das Metergewicht lässt sich über die bekannte Liefergeschwindigkeit in Massestrom (g/min) umrechnen. Anschließend wird rechnerisch der Kämmlingsprozentsatz bestimmt (siehe Beispielrechnung). Durch zusätzliche Messtrichter 27 direkt hinter den Kämmköpfen kann dieses Prinzip auch zur Einzelkopfanalyse benutzt werden. Berechnungsbeispiel:

Einlaufender Massestrom pro Kämmkopf:	150 g/min
Einlaufender Massestrom an 8 Kämmköpfen:	8 × 150 g/min = 1200 g/min
Abgelieferter Massestrom:	5 ktex bei 200 m/min, daraus folgt 1000 g/min
Kämmlingsprozentsatz:	(1 – 1000/1200) × 100% = 16,7%

Durch die Erfindung werden u. a. folgende Vorteile erzielt:
Eine Online-Überwachung ermöglicht u. a. die Bestimmung des Kämmlingsprozentsatzes p [%], die Kontrolle des Eingangsgewichtes, des Kammzuggewichtes bezüglich der gesamten Kammmaschine und bezüglich der Einzelkämmköpfe. Hierdurch ist eine Prozesskontrolle und die Aufdeckung von Schwachstellen möglich, z. B. das Erkennen von Fehleinstellungen sowie defekten Maschinenteilen, wie die Rundkammgarnitur. Der Kämmlingsprozentsatz kann materialangepasst eingestellt werden bzw. bei Vorlageschwankungen durch Variation entsprechender Maschinenparameter konstant gehalten werden. Hierdurch können durch optimal eingestellte Abgangsmengen Rohstoffeinsparungen erzielt werden. Eine Analyse des Kämmprozesses über einen längeren Versuchszeitraum wird ermöglicht und es kann die Konstanz zwischen den einzelnen Kämmköpfen beurteilt werden. Eine statistische Auswertung der Daten ist möglich. Unter zusätzlicher Berücksichtigung von Labordaten kann ein Zusammenhang zwischen Vorlage-, Kammzug- und Kämmlingsdaten und z. B. dem online erfassten Kämmlingsprozentsatz abgeleitet werden.

• Über die Differenz der Gewichte pro Zeiteinheit (Eingang zu Ausgang lässt sich der Kämmlingsprozentsatz p [%] berechnen. Dies ist sowohl für die Gesamtmaschine als auch für den Einzelkämmkopf möglich.
• Die Zeiteinheit kann beliebig festgelegt werden bzw. in unterschiedlichen Zeitintervallen Werte ermittelt werden.
• Abweichungen zwischen den Kämmköpfen sind feststellbar.
• Mögliche Abweichungen zwischen den Kämmköpfen können manuell oder über ein Stell- und Regelsystem verändert werden.
• Bei Einzelantrieben sind hierfür vielfältige Einstellmöglichkeiten gegeben.
• Fehleinstellungen können ermittelt und beseitigt werden.
• Defekte Teile, z. B. Rundkammgarnituren, können z. B. aufgrund eines veränderten Kämmlingsprozentsatzes p [%] erkannt werden.
• Der Kämmlingsprozentsatz kann materialangepasst eingestellt werden bzw. bei Vorlageschwankungen durch Variation entsprechender Maschinenparameter konstant gehalten werden. Hierdurch können durch optimal eingestellte Abgangsmengen Rohstoffeinsparungen bzw. Qualitätsverbesserungen erzielt werden.
• Eine Datenaufnahme und statistische Auswertung innerhalb eines Qualitätssystems ist möglich.
• Unter zusätzlicher Berücksichtigung von Labordaten kann ein Zusammenhang zwischen Vorlage-, Kammzug- und Kämmlingsdaten und z. B. dem online erfassten Kämmlingsprozentsatz abgeleitet werden.
• Das Messsystem zur Bestimmung der Ausgangsmasse kann parallel zur CV-Wertbestimmung genutzt werden bzw. ein bereits vorhandenes System zur Ermittlung des CV-Wertes zur Ausgangsmassenbestimmung genutzt werden.
• Die Massenbestimmung am Ausgang der Maschine Gesamt bzw. an den Einzelköpfen ermöglicht eine Bandbruch- bzw. Vliesbruchkontrolle. Somit könnte auch hier eine Kontrolle z. B. am Vliesblech entfallen.
• Aufgrund der Differenz des Wickelgewichtes zum Wickelholzgewicht kann der exakte Zeitpunkt des Leerlaufs des Wickels vorausgesagt werden. Derzeit verwendete Systeme, z. B. über die Reflektion eines Lichtstrahls, sind nicht mehr erforderlich.
• Bei unterschiedlichen Restgewichten auf den Hülsen und Einzelantrieb der Kämmköpfe ist es z. B. möglich, über unterschiedliche Produktionsgeschwindigkeiten ein gleichzeitiges Leerlaufen der Wickel zu realisieren und somit einen Blockwechsel bei automatischem Wickelwechsel vorzunehmen.
• Aufgrund der Wickelmasse, die in einer bestimmten Zeiteinheit einläuft, kann das Wickelgewicht bestimmt werden. Hierfür ist die abgewickelte Länge, z. B. über den Durchmesser und die Drehzahl der Wickeltransportwalze, zu bestimmen. Eine Qualitätskontrolle der Wickelmaschine bezüglich Wickelgewicht ist so möglich.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 2005/001176 A [0002]

Claims

Vorrichtung an einer Kämmmaschine zur Überwachung des Kämmlingsanteils mit Mitteln zum Zuführen und zum Auskämmen von zu kämmendem Fasermaterial und Mitteln zum Bilden mindestens eines Kammzugbandes, bei der mindestens eine Einrichtung zum laufenden automatischen Erzeugen eines den Kämmlingsanteil darstellenden Signals bei laufender Kammmaschine vorhanden ist, wobei die Einrichtung mindestens eine Messeinrichtung für die Menge des zugeführten Fasermaterials und mindestens eine Messeinrichtung für die Menge des gekämmten Fasermaterials und eine Recheneinrichtung zur Ermittlung des Kämmlingsanteils umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Messen einer zugeführten Menge an Watte (6; 79) Wägeeinrichtungen (28, 29, 30, 31) zum Ermitteln der Gewichtsabnahme von Wattewickeln (W, W') oder einen berührungslosen Sensor (61) aufweisen und die Mittel zum Messen der Menge an gekämmtem Fasermaterial eine Messeinrichtung für ein Kämmmaschinenband (F; F₁ bis F₈; 57, 98) mit einem Tastelement (27; 27₁ bis 27₈ ; 40; 45; 92) oder mit einem berührungslosen Sensor (61) enthalten.
Vorrichtung an einer Kammmaschine zur Überwachung des Kämmlingsanteils mit Mitteln zum Zuführen und zum Auskämmen von zu kämmendem Fasermaterial und Mitteln zum Bilden mindestens eines Kammzugbandes, bei der mindestens eine Einrichtung zum laufenden automatischen Erzeugen eines den Kämmlingsanteil darstellenden Signals bei laufender Kammmaschine vorhanden ist, wobei die Einrichtung mindestens eine Messeinrichtung für die Menge des zugeführten Fasermaterials und mindestens eine Messeinrichtung für die Menge des gekämmten Fasermaterials und eine Recheneinrichtung zur Ermittlung des Kämmlingsanteils umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Messen einer zugeführten Faserbandmenge eine Messeinrichtung für ein Faserband (52₁ bis 52₁₂ ; 79) mit einem Tastelement (27; 27a bis 27m; 40) oder mit einem berührungslosen Sensor (61) aufweisen und die Mittel zum Messen der gekämmten Fasermaterialmenge eine Messeinrichtung für ein Kämmmaschinenband (F; F₁ bis F₈; 57, 96) mit einem Tastelement (27; 27₁ bis 27₈ ; 40; 45; 92) oder mit einem berührungslosen Sensor (61) enthalten.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wageeinrichtung die tatsächlich einlaufende Masse bestimmbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelmasse zu zwei aufeinander folgenden Zeitpunkten ermittelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch Differenzbildung der der Kammstelle zugespeisten Massestrom ermittelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der gemessene Wert für den Massestrom über den Durchmesser und die Drehzahl der Wickeltransportwalze bestimmbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass von den Wattewickeln die zu kämmenden Watten abgezogen werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass über die Differenz der Gewichte pro Zeiteinheit (Eingang zum Ausgang) der Kämmlingsprozentsatz ermittelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass über die Differenz der Gewichte pro Längeneinheit (Eingang zum Ausgang) der Kämmlingsprozentsatz ermittelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Differenz des Wickelgewichtes zum Wickelhohlgewicht der Zeitpunkt des Leerlaufs des Wickels bestimmbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei unterschiedlichen Restgewichten auf den Hülsen und Einzelantrieb der Kämmköpfe über unterschiedliche Produktionsgeschwindigkeiten ein gleichzeitiges Leerlaufen der Wickel ermöglicht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Wickelmasse, die in einer bestimmten Zeiteinheit einläuft, das Wickelgewicht bestimmbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Wickelgewichtes die abgewickelte Länge, z. B. über den Durchmesser, und die Drehzahl der Wickeltransportwalze herangezogen werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der berührungslose Sensor ein Mikrowellensensor ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung für ein zugeführtes Faserband und/oder ein Kämmmaschinenband ein Tastelement zum Ermitteln der Banddicke, z. B. eine federbelastete Abzugswalze, ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung für ein zugeführtes Faserband und/oder ein Kämmmaschinenband ein Bandtrichter mit einem Tastelement ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement mit einem Messwertwandler, z. B. induktivem Wegaufnehmer, zusammenwirkt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kämmmaschine mehrere Kämmköpfe aufweist, von denen jeder Mittel zum Zuführen je einer zu kämmenden Watte oder zu eines zu kämmenden Faserbandes aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Kämmlingsanteil an jedem Kämmkopf ermittelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang jedes Kämmkopfes eine Messeinrichtung für ein Kämmmaschinenband vorhanden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Kämmlingsanteil der Kämmmaschine ermittelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang der Kämmmaschine eine Messeinrichtung für ein Kämmmaschinenband vorhanden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Flachkämmmaschine mit unreguliertem Streckwerk als Ausgangsmaterial der Kammzug erfassbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer regulierten Verstreckung an der Kämmmaschine das Signal vor dem Streckwerk erfassbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Einzelkopfanalyse dem Trichter für die Bandzusammenführung zusätzliche Messeinrichtungen zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Einzelkopfanalyse den Kalanderwalzenpaaren stromab der Trichter für die Bandzusammenführung zusätzliche Messeinrichtungen zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibrierung der Messeinrichtungen erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass ein System zur Ermittlung des CV-Wertes zur Ausgangsmassenbestimmung herangezogen wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Kämmmaschine eine Flachkämmmaschine ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Kämmmaschine eine Rotorkämmmaschine ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung online erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeiteinheit frei wählbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass in unterschiedlichen Zeitintervallen Werte für die Differenz der Gewichte pro Zeiteinheit ermittelbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass in unterschiedlichen Zeitintervallen Werte für die Differenz der Gewichte pro Längeneinheit ermittelbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erzeugen des den Kämmlingsanteil darstellenden Signals mit einer Steuer- und Regeleinrichtung in Verbindung steht, die eine Einrichtung zum Vergleich mit vorgegebenen Werten umfasst und bei Abweichungen elektrische Signale einer Stell- und/oder Anzeigeeinrichtung zuführbar sind.