CH673660A5 - - Google Patents

Description

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der bekannten Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, die insbesondere eine kontinuierliche

(a) abgibt. 20 Abfrage über den aktuellen Füllstand eines Fasermaterial-

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch speichers bei geringem Installationsaufwand ermöglicht.

gekennzeichnet, dass dem Empfänger (13b; 14b) ein Analog-Digital-Wandler (20) nachgeschaltet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Analog-Digital-Wandler (20) an den Mikroprozessor (21) einer Recheneinrichtung z. B. eines Microcomputers, angeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (21) mit einem Speicher (22) in Verbindung steht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an den Mikroprozessor (21) eine Ein- und Ausgabeeinrichtung (23) angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fasermaterialspeicher ein Füll- 35

Schacht (2; 3 ; 15) oder eine Füllkammer ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Seitenwand des Füllschachtes (2 ; 3 ; 15) übereinander zwei Festmarken (Mi ; M2) vorgesehen sind.

11. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen der Festmarken (Mi ; M2) während des Einfüllens von Fasermaterial (11 ; 12; 17) ein elektrisches Signal an den Mikroprozessor (21) abgegeben wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Signal manuell in den Mikroprozessor (21) eingegeben wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtempfänger (13a; 14a) der optischen Einrichtung das elektrische Signal in den Mikroprozessor (21) abgibt.

14. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 11 bis 13 zur Kalibrierung oder Justierung der Vorrichtung nach Anspruch 10.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Durch die opto-elektronische Einrichtung, die in der Lage 25 ist, Lichtstrahlen auszusenden, die von der Materialoberfläche (oder einem Reflektor) reflektiert und von einem Empfänger empfangen werden und der in Abhängigkeit von der Intensität der empfangenen Strahlen ein analoges Signal abgibt, gelingt es, den aktuellen Füllstand im Fasermaterial-30 Speicher zu erfassen. Da die Strahlen um so intensiver reflektiert werden, je mehr die Materialoberfläche dem Sender bzw. Empfänger ist, ist das abgegebene Signal des Empfängers direkt ein Mass für den Abstand zwischen Material und Sensor.

Als optische Einrichtung, die auch aus mehreren Sensoren

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung des Füllstandes in einem Fasermaterialspeicher, insbesondere für Spinnereivorbereitungsmaschinen unter Verwendung einer optischen Einrichtung aus Lichtsender und Lichtempfänger. Der Fasermaterialspeicher ist z. B. ein Füllschacht oder eine Füllkammer.

Im Bereich der Spinnereivorbereitung ist es notwendig, den genauen Material-Füllstand in den Fasermaterial-

(Sender, Empfänger) bestehen kann, kann eine Einweg- oder Reflektionslichtschranke (mit Reflektor) verwendet werden. Vorzugsweise wird als optische Einrichtung ein Lichttaster verwendet. Hierbei werden die Lichtstrahlen von der Faser-40 materialoberfläche reflektiert. Es kann sichtbares und unsichtbares Licht zur Anwendung kommen. Bevorzugt ist als optische Einrichtung eine Infrarot-Lichtsende- und Empfangseinrichtung vorgesehen. Zweckmässig vermag der Empfänger in Abhängigkeit von der Intensität der empfangenen 4s Lichtstrahlen ein analoges elektrisches Signal abzugeben. Vorzugsweise ist dem Empfänger ein Analog-Digital-Wandler nachgeschaltet. Bevorzugt ist der Analog-Digital-Wandler an eine Recheneinrichtung (Mikrocomputer) angeschlossen. Dabei wird das gewonnene analoge Signal über 50 den Analog-Digital-Wandler in ein digitales Signal umgewandelt und dem Mikroprozessor zugeführt. Da die Intensität der Strahlenreflexion auch wesentlich von der Beschaffenheit (z. B. der Farbe) des verarbeiteten Fasermaterials abhängt, kann das am Analog-Digital-Wandler gewonnene 55 Signal im allgemeinen nicht direkt genutzt werden. Es muss vielmehr vom Mikroprozessor entsprechend «materialspezifisch» umgerechnet werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin, dass sie durch den Einsatz des Mikroprozessors 60 in der Lage ist, auch zusätzliche, für den Prozessablauf wichtige Daten selbständig zu ermitteln, an den zentralen Prozessor zu melden und diesen somit zu entlasten. Beispielsweise können die Zufluss- und Abflussgeschwindigkeit für das Fasermaterial, Grenzwerte, Füllstandstendenzen oder 65 Nutzungsanalysen u. v. a. erstellt bzw. ermittelt werden.

Zweckmässig steht der Mikroprozessor mit einem Speicher in Verbindung. Vorzugsweise ist an diesen Mikroprozessor eine Ein- und Ausgabeeinrichtung (z. B. eine serielle Schnitt-

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stelle) angeschlossen.

Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der an einer Seitenwand des Füllschachtes übereinander zwei Festmarken vorgesehen sind ; bei diesem Verfahren wird bei Erreichen dieser Festmarken während des Einfüllens von Fasermaterial ein elektrisches Signal an den Mikroprozessor der Recheneinrichtung abgegeben. Vorzugsweise wird das elektrische Signal manuell in den Mikroprozessor eingegeben. Zweckmässig gibt der Lichtempfänger der optischen Einrichtung das elektrische Signal in den Mikroprozessor ab. Dieses Verfahren kann zur Einstellung, das heisst zur Kalibrierung oder Justierung, der Vorrichtung nach Anspruch 10 angewandt werden. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch in Seitenansicht einen Füllschacht für Fasermaterial mit der erfindungsgemässen Vorrichtung, Fig. la einen Lichttaster mit Sender und Empfänger,

Fig. lb einen Lichttaster mit Sender und Empfänger Fig. 2 einen Lichttaster mit Sender und Empfänger und Blockschaltbild der Einrichtung zur Verarbeitung der elektrischen Signale der opto-elektronischen Messeinrichtung,

Fig. 3 Abhängigkeit des elektrischen Ausgangssignals von der Höhe des Füllstandes im Fasermaterialspeicher für verschiedene Fasermaterialsorten und

Fig. 4 Abhängigkeit der Ausgangssignalspannung vom Abstand der Einstellpunkte bzw. von den Füllständen der Flockenfüllung im Fasermaterialspeicher für unterschiedliche Fasermaterialsorten.

Nach Fig. 1 ist eine an sich bekannte Flockenspeiservor-richtung 1, z. B. Trützschler EXACTAFEED FBK, vorgesehen, der eine an sich bekannte (nicht dargestellte) Karde, z. B. Trützschler EXACTACARD DK 3 nachgeordnet ist. Die Flockenspeiservorrichtung 1 weist einen oberen Reserveschacht 2 und einen unteren Speiseschacht 3 auf, wobei das Fasermaterial über eine Einzugswalze 4 und eine Öffnerwalze 5 vom Reserveschacht 2 in den Speiseschacht 3 gelangt. Am unteren Ende des Speiseschachtes 3 sind Abzugswalzen 6, 7 vorgesehen, die das Fasermaterial aus dem Speiseschacht 3 abziehen und auf ein Überführungsblech 8 leiten. Das Fasermaterial wird von dort in Form eines Faserflockenvlieses der Karde zugeführt. Der Speiseschacht 3 ist an einen Verdichtungsventilator 9 angeschlossen, der die Flockenfüllung im Speiseschacht 3 verdichtet. Im Bereich des unteren Endes des Speiseschachtes 3 sind Luftaustrittsöffnungen 3a, 3b vorgesehen. Der Reserveschacht 2 ist an eine pneumatische Faserflockentransportleitung 10 angeschlossen, die über einen Fasermaterialtransportventilator mit einem vorgeschalteten Feinöffner verbunden ist. Mit 11 ist die Flok-kenfüllung im Reserveschacht 2 und mit 12 die Flockenfüllung im Speiseschacht 3 bezeichnet.

Im Reserveschacht 2 ist oberhalb der Fasermaterialsäule 11 bzw. der oberen Fasermaterialfläche 1 la ein Lichttaster 13 angeordnet, der nach Fig. la aus Lichtsender 13a und Lichtempfänger 13b besteht. Der Lichtsender 13a sendet Infrarot-Lichtstrahlen in vertikaler Richtung aus (s. Pfeil A), die von der Fasermaterialoberfläche IIa reflektiert werden (s. Pfeil B) und vom Lichtempfänger 13b empfangen werden. Im Speiseschacht 3 ist oberhalb der Fasermaterialsäule 12 bzw. der oberen Fasermaterialfläche 12a ein Lichttaster 14 angeordnet, der ebenfalls aus Lichtsender 14a und Lichtempfänger 14b besteht und der in gleicher Weise wie die in Fig. la gezeigte Darstellung wirkt.

In Fig. 2 ist ein Füllschacht 15, z. B. für einen Reiniger o. dgl. gezeigt, in den von oben über eine Einfülleinrichtung

16 Faserflocken 17 eingefüllt werden. Am oberen Ende des Füllschachtes 15 in der Nähe der Eintrittsöffnung ist ein Ableitblech 18 angeordnet, das die Faserflocken in den Innenraum lenkt. Zwischen dem Ableitblech 18 und einer s-Seitenwand 15a ist am oberen Ende des Füllschachtes 15 der Lichttaster 13 angeordnet. Mit Pfeil A ist der ausgesandte Lichtstrahl und mit Pfeil B ist der reflektierte Lichtstrahl bezeichnet. An der Seitenwand 15a sind übereinander zwei Festmarken Mi und M2 angebracht.

10 Fig. 3 zeigt den Lichttaster 13 mit Sender 13a und Empfänger 13b, die Fasermaterialoberfläche IIa sowie ausgesandte Lichtstrahlen A bzw. reflektierte Lichtstrahlen B. Dem Lichttaster 13 ist über ein Verstärker 19 ein Analog-Digital-Wandler 20 nachgeordnet. Der Analog-Digital-ls Wandler 20 ist an einen Mikroprozessor 21 einer Recheneinrichtung 24 (Mikrocomputer) angeschlossen. Der Mikroprozessor 21 steht mit einem Speicher 22 und mit einer Ein- und Ausgabeeinrichtung 23 in Verbindung. Die Ein- und Ausgabeeinrichtung 23 steht mit einem zentralen Mikrocomputer 20 25 in Verbindung.

Der Lichtsender 13a ist in der Lage, Lichtstrahlen A auszusenden, die von der Materialoberfläche IIa reflektiert und von dem Empfänger 13b empfangen werden, deren Abhängigkeit von der Intensität der empfangenen Strahlen B ein 25 analoges Signal a abgibt. Da die Strahlen um so intensiver reflektiert werden, je näher die Materialoberfläche IIa dem Sender 13a bzw. Empfänger 13b ist, ist das abgegebene Signal a des Empfängers 13a direkt ein Mass für den Abstand zwischen Materialoberfläche IIa und Lichttaster 13. Das gewon-30 nene analoge Signal a wird über den Analog-Digital-Wandler 20 in ein digitales Signal b umgewandelt und dem Mikroprozessor 21 zugeführt. Der Mikroprozessor 21 steht mit dem Speicher 22 und der Ein- und Ausgabeeinrichtung 23, z. B. einer seriellen Schnittstelle in Verbindung.

35 Geht man davon aus, dass der Empfänger 13 des Lichttasters 13 (Sensors) ein Signal a abgibt, das linear und proportional zur Strahlenintensität ist, so kann man die erfindungs-gemässe Einrichtung, wie nachfolgend beschrieben, einstellen (kalibrieren, justieren): Die Einstellung erfolgt je 40 Material einmalig oder kontinuierlich. An dem Füllschacht 15 (s. Fig. 2) werden auf zwei Fenster zwei Marken (Mi und M2) angebracht, so dass von aussen zu erkennen ist, wenn der Materialstand diese Marken erreicht. Der Abstand (vertikal übereinander) der Marken ist bekannt (z. B. 1 m) und nicht 45 änderbar. Nun wird der leere Füllschacht 15 gefüllt. Erreicht der Materialpegel die erste Marke (M2), so gibt der Bediener dem Mikroprozessor 21 (z. B. mit einem Taster) ein Signal. Dieser speichert sich 5 nun den momentanen vom Analog-Digital-Wandler 20 kommenden Wert ab (erster Einstell-50 punkt). Beim Erreichen der zweiten Marke Mi wiederholt sich der Vorgang und man erhält den zweiten Einstellpunkt. Mit diesen beiden Einstellpunkten ist der Mikroprozessor 21 nun in der Lage, materialspezifisch das vom Analog-Digital-Wandler 20 kommende Signal b umzurechnen und über das 55 Ein-Ausgabeinterface 23 an den zentralen Mikrocomputer 25 zu melden (Fig. 3). Die erhaltenen Einstellpunkte bzw. Kurven (s. Fig. 4) müssen einmalig je Fasermaterial I, II oder III erfasst werden. Im Füllschacht 15 werden sie materialspezifisch abgelegt. Bei Materialwechsel wird vom zentralen 60 Mikrocomputer 25 nur mitgeteilt, welches Material verarbeitet wird und die Einrichtung kann entsprechend der vorhandenen Einstellkurve arbeiten und den entsprechenden Füllstand an den zentralen Mikrocomputer 25 melden.

Benutzt man anstelle der beiden Marken (Mi, M2) zwei 65 Lichtschranken, so kann der Einstellvorgang automatisch erfolgen und während des Betriebes eine ständige Nachjustierung erfolgen.

Die Erfindung wurde am Beipsiel eines Füllschachtes zum

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Speisen von Karden, Reinigern, Schlagmaschinen o. dgl. dargestellt. Sie ist in gleicher Weise anwendbar für Fasermaterialspeicher für Mischer, z. B. Mischkammern. Das Fasermaterial wird in die Fasermaterialspeicher im allgemeinen in loser Flockenform eingefüllt und anschliessend durch Eigengewicht, pneumatisch oder durch Rütteln verdichtet.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

673660 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Erfassung des Füllstandes in einem Fasermaterialspeicher, unter Verwendung einer optischen Einrichtung aus Lichtsender und Lichtempfänger, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einrichtung oberhalb der oberen Fasermaterialfläche angeordnet ist, wobei die von dem Lichtsender (13a; 14a) ausgesandten Lichtstrahlen (A) von der Fasermaterialfläche (1 la; 12a) reflektiert (B) und von dem Lichtempfänger (13b ; 14b) empfangen werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als optische Einrichtung ein Lichttaster (13 ; 14) verwendet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als optische Einrichtung eine Infrarot-Licht-sende- und Empfangseinrichtung vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (13b ; 14b) so ausgebildet ist, dass er in Abhängigkeit von der Intensität der empfangenen Lichtstrahlen (B) ein analoges elektrisches Signal

Speicher und entsprechenden Verarbeitungsmaschinen zu kennen. Dies ist besonders wichtig, wenn in einer Anlage ein kontinuierlicher Materialtransport realisiert werden soll. Bei einer bekannten Vorrichtung (DE-Gbm 1 971420) wird der s Füllstand in einem Speicher mittels jeweils einer Lichtschranke erfasst. Hierbei ist eine Fotozelle in der Seitenwand eines Füllschachtes angeordnet. Die Messvorrichtung mit der Fotozelle erfasst den Füllstand derart, als der Füllschacht mit Baumwolle bis über die Fotozelle gefüllt ist oder unter-10 halb der Fotozelle verläuft. Auf diese Weise wird der Füllungsgrad der Füllschächte nur insoweit erfasst, als ein einziger bestimmter Füllstand erreicht ist. Die weiteren aktuellen Füllstände (Füllhöhen) des Fasermaterials im Füllschacht, d. h. das Mass der jeweiligen Füllhöhe der Faser-15 materialsäule im Materialspeicher, kann mit dieser Vorrichtung nicht ermittelt werden.