專利名稱：細長纖維束切斷設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將細長纖維如纖維束切斷成較短長度的設(shè)備。
采用美國專利US-A-3，485，120所公開的技術(shù)可以通過將纖維繞在一個帶有許多個徑向設(shè)置、面朝外、等間隔的切刀或刀片的旋轉(zhuǎn)纏繞筒上來將連續(xù)的纖維材料如纖維束切成較短的可紡長度。一個壓力滾子壓緊在卷繞于纏繞筒上的材料外表面上以便將該材料從纏繞其上的卷材的內(nèi)側(cè)切成較短長度。當該設(shè)備旋轉(zhuǎn)時，通過采用圍繞著纏繞筒以精確等間隔設(shè)置的刮須刀片式的刀片將纖維束連續(xù)地切成均勻的長度。
該技術(shù)在美國專利US-A-3，744，361中進行了改進，其中已認識到通過一個不可壓縮的裝置將壓力滾子壓緊在其工件上具有某些不希望有的結(jié)果，而且所公開的專利安裝著能朝著或離開纏繞筒組件移動的壓力滾子和檢測纖維束對滾子的壓力大小，以便促使這種移動離開纏繞筒組件。
照這樣，對刀片的鋒利性進行監(jiān)測，以便指示這些刀片何時需要進行更換，但是它不能精精地監(jiān)測單個刀片的質(zhì)量。
按照本發(fā)明，建議在該纏繞筒組件內(nèi)包括用于檢測上述組件角度方位的裝置;用于通過在上述纏繞筒組件上的纖維束來檢測施加于上述壓力滾子上的力的裝置;和用于提供在上述切斷刀片纏繞筒組件內(nèi)的刀片的狀態(tài)作為上述角度方位和作用在上述壓力滾子上的力的函數(shù)的指示的裝置。
用這種結(jié)構(gòu)是能夠?qū)η械对O(shè)備上的刀片狀態(tài)進行監(jiān)測的，并提供每個刀片狀況的動態(tài)指標，而且這樣就通過保證所有刀片都處于其最鋒利狀態(tài)來改善由該設(shè)備所加工的材料的質(zhì)量。
本發(fā)明的設(shè)備主要是檢測由壓力滾子上的纖維束所施加的力并使該壓力與切刀組件中的某一特定刀片建立關(guān)系。由纖維束施加的力可以通過大致安裝在壓力滾子的軸線與切刀纏繞筒的軸線相交所形成的平面內(nèi)的一個或幾個檢測器進行檢測的，而且指向垂直于壓力滾子和纏繞筒的軸線的平面內(nèi)的力也可被檢測。各作用力通過包括最好具有小質(zhì)量以減小力信號的慣性阻尼的壓力滾子的結(jié)構(gòu)傳遞到各檢測器。這些檢測器很方便地彈性地安裝在一個大質(zhì)量基座上。
每個特定刀片通過采用一個位置檢測器與壓力值建立起關(guān)系。位置檢測器用以檢測在纏繞筒上一個已知點經(jīng)過該設(shè)備機座上的固定點的通路的。該檢測器和各力檢測器所提供的信息都提供給一個中央處理機(CPU)，該中央處理機將各種信息進行處理以確定與每個刀片相關(guān)的力，并在一個陰極射線管顯示屏幕上將結(jié)果顯示出來。
為了使人們對本發(fā)明能更充分地理解，下面參考附圖，僅僅以舉例的方式對本發(fā)明進行詳細描述，其中
圖1是本發(fā)明的切刀設(shè)備的一個實施例的部分平面示圖;
圖2是沿圖1中的2-2線切取的顯示壓力滾子和軛架的示圖;
圖3是沿圖2中3-3線切取的顯示軛架安裝結(jié)構(gòu)的端視圖;
圖4是沿圖2中4-4線切取的通過壓力滾子中心的剖示圖;和圖5是表示各檢測器與中央處理器(CPU)的連接和構(gòu)成本發(fā)明設(shè)備組成部分的顯示裝置的工作原理圖。
所描述的本發(fā)明的設(shè)備是在美國A-3，744，361號文件中所公開的設(shè)備的一個改進型，該公開文件作為本申請書的相關(guān)參考資料。現(xiàn)在參看各附圖，所顯示的設(shè)備包括一個攜帶刀片從動纏繞筒10。將待切斷成較短長度的材料以連續(xù)地一層一層地纏繞在纏繞筒10上，而該纏繞筒10攜帶著若干通常是等間隔的刀刃朝外安置的刮須刀片式的刀片12。當壓力滾子與刀片12的端部保持在給定的精確距離時，則卷在纏繞筒上的最內(nèi)層材料就被切斷，并以較短長度的材料落下來，該短材料就以眾所周知的方式從該設(shè)備傳送出去。
當?shù)镀?2已變鈍以至不能正確地將材料切成規(guī)定的長度時，則在滾子-材料-刀片之間的壓力增加到它能被檢測出來的程度。同樣地，安裝在纏繞筒11上的刀片12有可能裝反以至導(dǎo)致壓力增加或刀片12損壞或刀片滑脫造成壓力減小。
參看圖1，由圖中可以看出該纏繞筒10在一個輪轂14和軸16上安裝成能被驅(qū)動。纏繞筒組件的具體型式?jīng)Q定材料和待切斷纖維的長度;但是纏繞筒的有些特征是與本發(fā)明密切相關(guān)的。具體地說，該纏繞筒10配置一個可實際檢測的異物17，諸如在纏繞筒內(nèi)的一個間隙，一個磁性異物，一個反射表面或者當纏繞筒10轉(zhuǎn)動時能被檢測到的其它類似的異物。安裝在靠近纏繞筒10的一個配合位置內(nèi)的一個固定點上用以檢測該異物17的是一個檢測器18，該檢測器用以當異物通過該固定點時將發(fā)出一個表示該異物位置的電氣信號。在纏繞筒內(nèi)的每個刀片12配置有可以識別每個刀片12與該異物17的相對關(guān)系的可目視感覺的標記如字母數(shù)字代碼。
壓力滾子11是由經(jīng)過一個回轉(zhuǎn)軸22可回轉(zhuǎn)地安裝在一個框架元件21上的滾輪組件20支承著。該組件20包括一個可回轉(zhuǎn)地安裝在軸22上并在其末端連接至一個如圖1所示作為一個液壓油缸的致動器24上的整體基座23。該致動器將組件20有選擇地推動至滾子11與纏繞筒10上的材料相嚙合的某一位置及滾子11由該纏繞筒10上移開的某一位置。檢測器26，如一個限位開關(guān)，相配合地安裝著，以便產(chǎn)生一個指示組件20位置的電子信號。
可以理解，該致動器24和滾子組件20的可回轉(zhuǎn)地安裝形式只是壓力滾子的一種安裝形式舉例，該滾子可以安裝在任何能夠有選擇地推動滾子11相對于纏繞筒10徑向運動的致動機構(gòu)上。
在該實施例中所顯示的壓力滾子11是輕質(zhì)空心結(jié)構(gòu)，并通過一個安裝在由基座23支承的一個回轉(zhuǎn)軸28上的輕質(zhì)軛架安裝在基座23上。一個由軛架27支承的低質(zhì)量軸29支持著一組滾子軸承31和滾子11。通過對軛架的外形設(shè)計和材料選擇將軛架27設(shè)計成具有最低重量的剛性和抗扭轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。軛架樞軸28的位置要設(shè)置得使壓力滾子軸承31在通過壓力滾子11和纏繞筒10的中心并垂直于它們的軸線的方向上運動。軛架27繞著回轉(zhuǎn)軸28的運動受到安裝在基座23上的限位器32的限制。一對支柱33在輕質(zhì)軸的每個端部并在垂直于輕質(zhì)軸29的方向上從軛架27朝著基座23伸出，以便與安裝于在基座23上加工出的空腔36內(nèi)由限位元件27保持在其內(nèi)的一對檢測器34相配合接觸。彈簧38以小于檢測器34的損壞力的預(yù)定力值對加彈性偏壓于頂靠著限位元件37的每個檢測器上。這樣，如果傳遞至檢測器34的力太大時，彈簧38就被壓縮則檢測器34就不會受到損傷。該檢測器提供一個其大小與施加于它的力值成比例的動態(tài)電氣輸出。檢測器34設(shè)置在壓力滾子11兩側(cè)，每側(cè)一個用以檢測基本上沿著通過該壓力滾子11和纏繞筒10的中心連線并垂直于它們軸線的方向的作用力。
可以看出，迄今所描述的設(shè)備包括用以提供三種類型數(shù)據(jù)信息的檢測器。檢測器18指示實體異物17經(jīng)過該固定的基準點的路程。檢測器26指示壓力滾子11是否正在與待切斷的材料相嚙合，而檢測器34則指示作用在壓力滾子與材料，纏繞筒界面上的力。來自這些檢測器的數(shù)據(jù)提供給一個可編程序計算機39，該計算機在其數(shù)據(jù)庫內(nèi)存貯有關(guān)纏繞筒10的位息，包括諸如刀片12的數(shù)量，各刀片12之間的間隔，纏繞筒10的直徑和由許多刀片12形成的圓弧等各種信息。借助于這些信息和由檢測器18所提供的數(shù)據(jù)，計算機39就可以很容易地進行編程以便確定任何時間實體異物17的位置，并確定在任何時間每個刀片的位置。由檢測器34所提供的數(shù)據(jù)被計算機用于確定在任何時間在壓力滾子11的界面上的作用力，來自檢測器26的輸入信號使計算機39能識別當壓力滾子11與該材料不相嚙合時由檢測器34作為背景數(shù)據(jù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)輸入，或者當壓力滾子11與該材料充分嚙合時作為顯示所存在的力的數(shù)據(jù)輸入。
綜合所提供的信息使計算機39能把通過檢測器34所檢測到的力與每個刀片12的位置建立起關(guān)系，并以此來監(jiān)測各單個刀片12的狀態(tài)而不是像所有現(xiàn)有技術(shù)中所能做到的那樣進行總體監(jiān)測。另外，計算機39提供在顯示監(jiān)測器升上對單個刀片狀態(tài)的直觀顯示。例如，可以方便地產(chǎn)生如圖5所示的代表每個刀片12的受力關(guān)系的條狀圖樣。在圖象上條狀圖樣可以通過在纏繞筒10上出現(xiàn)的同樣的字母數(shù)字代碼對單個刀片進行識別，這樣則操作者可以很容易地將條狀態(tài)圖樣顯示與該刀片建立起關(guān)系。還提供一個能使操作者輸入數(shù)據(jù)，控制該設(shè)備的操作或改變所選擇的參數(shù)的鍵盤42。例如，根據(jù)纏繞筒和材料的類型，希望通過一個表示與單個刀片12相關(guān)的力達到不同數(shù)值的顯示器43或監(jiān)測器41來提供可視覺和/或所覺信號。希望由鍵盤42來改變這些值小大。同樣地，可能需要將待切斷的特定材料的相關(guān)參數(shù)輸入進去，或者為了各種實際理由幫助校準所檢測的力。
在實際運轉(zhuǎn)中，該設(shè)備首先是用伸出的致動器24進行校準，這樣壓力滾子11由纏繞筒10縮回并使檢測器26與滾子組件20相嚙合。檢測器34向指示無負載狀態(tài)的計算機39發(fā)送數(shù)據(jù)從而提供了一個基準水平信號。然后致動器24推動滾子組件20進入其工作位置。當檢測器18和34將它們的信號發(fā)送給計算機39時，該計算機就對這些信號建立關(guān)系，并在監(jiān)測器41上進行顯示。當一個刀片12變鈍時，則與該刀片相關(guān)聯(lián)的力就增加，并顯示在監(jiān)測器41上。同樣地，如果一個片片12滑脫或損壞時，所產(chǎn)生的壓力變化將通過該系統(tǒng)檢測出來，并顯示在監(jiān)控器上。當操作者觀察到在單個刀片上的力發(fā)生變化時，可以簡單地借助在監(jiān)測器41上的字母數(shù)字顯示器和纏繞筒11決定哪個刀片不正常。這樣更換該刀片是非常方便的。
該設(shè)備也可以進行編程，以便根據(jù)檢測器34檢測到的特殊狀態(tài)向操作者報警，實際上在這種條件下也可以將設(shè)備停止工作。例如，當一個刀片已經(jīng)變鈍，而該切刀是無人看管或躲過操作者的注意視線，則該系統(tǒng)可以進行編程以便在一特定的力值下停止工作或發(fā)出報警。當然以彈簧加載檢測器34會通過彈簧38的壓縮對過大的力進行保護。還有由于纏繞筒10的轉(zhuǎn)速高達每分鐘幾百轉(zhuǎn)，采用算計機39可以使作用在每個刀片12上的力均分為幾個分解力，這樣相對于一個刀片的不再現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)就不造成報警狀態(tài)。而且，在監(jiān)測系統(tǒng)中采用計算機39可允許來自各檢測器的輸入數(shù)據(jù)作為可能產(chǎn)生錯誤結(jié)果的與速度相關(guān)的現(xiàn)象被校準。這樣與美國專利US-A-3，744，361所公開的簡單的單體壓力檢測和響應(yīng)相比，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)對每個刀片的動態(tài)情況進行監(jiān)測的能力提示了。
權(quán)利要求
1.一種切刀纏繞筒組件(10)，在其上安裝有若干用于將纖維束切成較短長度的刀片(12)，并裝有一個用于將上述纖維束頂壓上述刀片的壓力滾子(11)，其特征在于該組件還包括用于檢測上述組件(10)角方位的裝置(17，18)；用于通過在上述纏繞筒組件上的纖維束來檢測施加于上述壓力滾子上的力的裝置(34)和用于對上述纏繞筒組件內(nèi)刀片的狀態(tài)作為上述角方位和施加于上述壓力滾子的力的函數(shù)提供顯示的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述組件，其特征在于該組件還包括為了檢測所施加的力對上述裝置的起始狀態(tài)進行校準的裝置(26)。
3.如權(quán)利要求2所述組件，其特征在于所述用于校準的裝置包括一個檢測器(26)，該檢測器與上述壓力滾力(11)相互配合定位，隨著上述壓力滾子與纖維束脫離嚙合用以產(chǎn)生一個信號。
4.如權(quán)利要求1，2或3所述組件，其特征在于所述用于檢測上述纏繞筒組件角方位的裝置包括一個用于對處在上述纏繞筒組件(10)上特定位置的實體異物(17)進行檢測的檢測器(18)，該纏繞筒組件包括一個用于識別每個刀片與上述實體異物的相對位置的直觀顯示裝置。
5.如權(quán)利要求4所述組件，其特征在于所述實體異物(17)是上述纏繞筒組件在一特定位置上的光反射率的偏差。
6.如權(quán)利要求4所述組件，其特征在于所述實體異物是在上述纏繞筒組件的限定的區(qū)域內(nèi)的磁偏差。
7.如上述各項權(quán)利要求中任何一項要求的組件，其特征在于所述用于檢測施加于上述壓力滾子的力的裝置包括一個支撐著上述壓力滾力(11)并且具有比所述壓力滾力質(zhì)量大得多的質(zhì)量的基座結(jié)構(gòu)(23)，該基座結(jié)構(gòu)具有一個相互配合地安裝在其上用以在纖維束嚙合位置與纖維束非嚙合位置之間推動該壓力滾子位移的裝置(24)，并至少具有一個用于檢測通過壓力滾子(11)作用在該基座結(jié)構(gòu)上的力的檢測器(34)。
8.如權(quán)利要求7所述組件，其特征在于該組件還包括一個可動地安裝在上述基座結(jié)構(gòu)(23)上的軛架(27)，它支撐著上述壓力滾子(11)，使作用于壓力滾子上的力通過上述軛架傳遞到檢測器(34)。
9.如權(quán)利要求8所述組件，其特征在于所述軛架(27)支撐著安裝在通過其回轉(zhuǎn)中心的軸(28)上的上述壓力滾子(11)，其中作用于該壓力滾子上的力是通過安裝在上述軸(28)的每端一個的檢測器(34)進行檢測的。
10.如權(quán)利要求7，8或9所述組件，其特征在于所述檢測器是彈性安裝的(在38處)，以防止由壓力滾子所施加的力過大時使其損壞。
11.如上述各項權(quán)利要求任何一項要求的組件，其特征在于所述用于顯示上述刀片狀態(tài)的裝置包括一個可編程計算機(39)，該計算機具有來自上述裝置(18)用于檢測該組件的角方位和來自裝置(34)用于檢測施加于上述壓力滾子上的力的輸入信號，上述計算機被編成程序來處理上述位置檢測裝置的輸出，以便當纏繞筒組件經(jīng)過上述壓力滾子(11)時，對該纏繞筒組件中的每個刀片進行識別，并當上述經(jīng)識別的刀片經(jīng)過該壓力滾子時根據(jù)上述力檢測裝置的輸出分配給每一刀片一個力值;還包括與上述計算機協(xié)同連接在一起用于顯示分配給每個刀片力值的裝置(41)。
12.如權(quán)利要求11所述組件，其特征在于所述用于顯示的裝置包括一個陰極射線管(41)。
13.一種用于將纖維束切成較短長度的設(shè)備，其中該纖維束被壓在轉(zhuǎn)動的纏繞筒組件的各刀片(12)與壓力滾了(11)和支持著上述刀片(12)的纏繞筒(10)之間，該設(shè)備的特征在于它包括用于識別每個刀片相應(yīng)于在上述纏繞筒組件上的某一固定基準點的裝置和用于當上述纏繞筒(10)轉(zhuǎn)動時識別上述固定基準點的裝置(17，18)。
14.如權(quán)利要求13所述設(shè)備，其特征在于所述用于識別每個刀片的裝置包括固定在纏繞筒上挨近每個刀片并與其相聯(lián)系的一個用目視可感覺到的標記。
15.如權(quán)利要求13或14所述設(shè)備，其特征在于所述用于識別上述固定的基準點的裝置包括一個用于檢測在該纏繞筒的上述基準點上的實際可感覺的突變點(17)的檢測器(18)。
全文摘要
用于切斷細長纖維束的設(shè)備包括一個具有可逐一識別的刀片(12)的切刀纏繞筒(10)，該設(shè)備采用一個檢測器(18)對纏繞筒(10)上的當一實體異物(17)的位置進行檢測。另外的檢測器(26，34)檢測在纏繞著材料的切刀纏繞筒(10)與協(xié)同工作的壓力滾子(11)之間界面上的力。實體異物的位置與所檢測的力建立起關(guān)系以確定在每個刀片(12)上標志該刀片的鋒利性或無損性狀態(tài)的力值。
文檔編號D01G1/04GK1040538SQ8810629
公開日1990年3月21日 申請日期1988年8月25日 優(yōu)先權(quán)日1987年8月28日
發(fā)明者唐納德·威廉·苑杜恩, 威廉·德威特·比蘭德 申請人:魯姆斯工業(yè)公司