專利名稱：細(xì)長(zhǎng)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(xì)長(zhǎng)纖維如纖維束切斷成較短長(zhǎng)度的設(shè)備。
采用美國(guó)專利US-A-3，485，120所公開(kāi)的技術(shù)可以通過(guò)將纖維繞在一個(gè)帶有許多個(gè)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(lái)將連續(xù)的纖維材料如纖維束切成較短的可紡長(zhǎng)度。一個(gè)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(zhǎng)度。當(dāng)該設(shè)備旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)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(zhǎng)度。
該技術(shù)在美國(guó)專利US-A-3，744，361中進(jìn)行了改進(jìn)，其中已認(rèn)識(shí)到通過(guò)一個(gè)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(kāi)的專利安裝著能朝著或離開(kāi)纏繞筒組件移動(dòng)的壓力滾子和檢測(cè)纖維束對(duì)滾子的壓力大小，以便促使這種移動(dòng)離開(kāi)纏繞筒組件。
照這樣，對(duì)刀片的鋒利性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便指示這些刀片何時(shí)需要進(jìn)行更換，但是它不能精精地監(jiān)測(cè)單個(gè)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(cè)上述組件角度方位的裝置;用于通過(guò)在上述纏繞筒組件上的纖維束來(lái)檢測(cè)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(jìn)行監(jiān)測(cè)的，并提供每個(gè)刀片狀況的動(dòng)態(tài)指標(biāo)，而且這樣就通過(guò)保證所有刀片都處于其最鋒利狀態(tài)來(lái)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(cè)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(guò)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(gè)或幾個(gè)檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)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(cè)。各作用力通過(guò)包括最好具有小質(zhì)量以減小力信號(hào)的慣性阻尼的壓力滾子的結(jié)構(gòu)傳遞到各檢測(cè)器。這些檢測(cè)器很方便地彈性地安裝在一個(gè)大質(zhì)量基座上。
每個(gè)特定刀片通過(guò)采用一個(gè)位置檢測(cè)器與壓力值建立起關(guān)系。位置檢測(cè)器用以檢測(cè)在纏繞筒上一個(gè)已知點(diǎn)經(jīng)過(guò)該設(shè)備機(jī)座上的固定點(diǎn)的通路的。該檢測(cè)器和各力檢測(cè)器所提供的信息都提供給一個(gè)中央處理機(jī)(CPU)，該中央處理機(jī)將各種信息進(jìn)行處理以確定與每個(gè)刀片相關(guān)的力，并在一個(gè)陰極射線管顯示屏幕上將結(jié)果顯示出來(lái)。
為了使人們對(duì)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(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其中

圖1是本發(fā)明的切刀設(shè)備的一個(gè)實(shí)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(guò)壓力滾子中心的剖示圖;和圖5是表示各檢測(cè)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(guó)A-3，744，361號(hào)文件中所公開(kāi)的設(shè)備的一個(gè)改進(jìn)型，該公開(kāi)文件作為本申請(qǐng)書(shū)的相關(guān)參考資料?，F(xiàn)在參看各附圖，所顯示的設(shè)備包括一個(gè)攜帶刀片從動(dòng)纏繞筒10。將待切斷成較短長(zhǎng)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(dāng)壓力滾子與刀片12的端部保持在給定的精確距離時(shí)，則卷在纏繞筒上的最內(nèi)層材料就被切斷，并以較短長(zhǎng)度的材料落下來(lái)，該短材料就以眾所周知的方式從該設(shè)備傳送出去。
當(dāng)?shù)镀?2已變鈍以至不能正確地將材料切成規(guī)定的長(zhǎng)度時(shí)，則在滾子-材料-刀片之間的壓力增加到它能被檢測(cè)出來(lái)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(gè)輪轂14和軸16上安裝成能被驅(qū)動(dòng)。纏繞筒組件的具體型式?jīng)Q定材料和待切斷纖維的長(zhǎng)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(shuō)，該纏繞筒10配置一個(gè)可實(shí)際檢測(cè)的異物17，諸如在纏繞筒內(nèi)的一個(gè)間隙，一個(gè)磁性異物，一個(gè)反射表面或者當(dāng)纏繞筒10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能被檢測(cè)到的其它類似的異物。安裝在靠近纏繞筒10的一個(gè)配合位置內(nèi)的一個(gè)固定點(diǎn)上用以檢測(cè)該異物17的是一個(gè)檢測(cè)器18，該檢測(cè)器用以當(dāng)異物通過(guò)該固定點(diǎn)時(shí)將發(fā)出一個(gè)表示該異物位置的電氣信號(hào)。在纏繞筒內(nèi)的每個(gè)刀片12配置有可以識(shí)別每個(gè)刀片12與該異物17的相對(duì)關(guān)系的可目視感覺(jué)的標(biāo)記如字母數(shù)字代碼。
壓力滾子11是由經(jīng)過(guò)一個(gè)回轉(zhuǎn)軸22可回轉(zhuǎn)地安裝在一個(gè)框架元件21上的滾輪組件20支承著。該組件20包括一個(gè)可回轉(zhuǎn)地安裝在軸22上并在其末端連接至一個(gè)如圖1所示作為一個(gè)液壓油缸的致動(dòng)器24上的整體基座23。該致動(dòng)器將組件20有選擇地推動(dòng)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(kāi)的某一位置。檢測(cè)器26，如一個(gè)限位開(kāi)關(guān)，相配合地安裝著，以便產(chǎn)生一個(gè)指示組件20位置的電子信號(hào)。
可以理解，該致動(dòng)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(dòng)滾子11相對(duì)于纏繞筒10徑向運(yùn)動(dòng)的致動(dòng)機(jī)構(gòu)上。
在該實(shí)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(guò)一個(gè)安裝在由基座23支承的一個(gè)回轉(zhuǎn)軸28上的輕質(zhì)軛架安裝在基座23上。一個(gè)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(guò)對(duì)軛架的外形設(shè)計(jì)和材料選擇將軛架27設(shè)計(jì)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(guò)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(yùn)動(dòng)。軛架27繞著回轉(zhuǎn)軸28的運(yùn)動(dòng)受到安裝在基座23上的限位器32的限制。一對(duì)支柱33在輕質(zhì)軸的每個(gè)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(duì)檢測(cè)器34相配合接觸。彈簧38以小于檢測(cè)器34的損壞力的預(yù)定力值對(duì)加彈性偏壓于頂靠著限位元件37的每個(gè)檢測(cè)器上。這樣，如果傳遞至檢測(cè)器34的力太大時(shí)，彈簧38就被壓縮則檢測(cè)器34就不會(huì)受到損傷。該檢測(cè)器提供一個(gè)其大小與施加于它的力值成比例的動(dòng)態(tài)電氣輸出。檢測(cè)器34設(shè)置在壓力滾子11兩側(cè)，每側(cè)一個(gè)用以檢測(cè)基本上沿著通過(guò)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(cè)器。檢測(cè)器18指示實(shí)體異物17經(jīng)過(guò)該固定的基準(zhǔn)點(diǎn)的路程。檢測(cè)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(cè)器34則指示作用在壓力滾子與材料，纏繞筒界面上的力。來(lái)自這些檢測(cè)器的數(shù)據(jù)提供給一個(gè)可編程序計(jì)算機(jī)39，該計(jì)算機(jī)在其數(shù)據(jù)庫(kù)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(cè)器18所提供的數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)39就可以很容易地進(jìn)行編程以便確定任何時(shí)間實(shí)體異物17的位置，并確定在任何時(shí)間每個(gè)刀片的位置。由檢測(cè)器34所提供的數(shù)據(jù)被計(jì)算機(jī)用于確定在任何時(shí)間在壓力滾子11的界面上的作用力，來(lái)自檢測(cè)器26的輸入信號(hào)使計(jì)算機(jī)39能識(shí)別當(dāng)壓力滾子11與該材料不相嚙合時(shí)由檢測(cè)器34作為背景數(shù)據(jù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)輸入，或者當(dāng)壓力滾子11與該材料充分嚙合時(shí)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(jì)算機(jī)39能把通過(guò)檢測(cè)器34所檢測(cè)到的力與每個(gè)刀片12的位置建立起關(guān)系，并以此來(lái)監(jiān)測(cè)各單個(gè)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(jìn)行總體監(jiān)測(cè)。另外，計(jì)算機(jī)39提供在顯示監(jiān)測(cè)器升上對(duì)單個(gè)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(gè)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(guò)在纏繞筒10上出現(xiàn)的同樣的字母數(shù)字代碼對(duì)單個(gè)刀片進(jìn)行識(shí)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(gè)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(guò)一個(gè)表示與單個(gè)刀片12相關(guān)的力達(dá)到不同數(shù)值的顯示器43或監(jiān)測(cè)器41來(lái)提供可視覺(jué)和/或所覺(jué)信號(hào)。希望由鍵盤42來(lái)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(jìn)去，或者為了各種實(shí)際理由幫助校準(zhǔn)所檢測(cè)的力。
在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中，該設(shè)備首先是用伸出的致動(dòng)器24進(jìn)行校準(zhǔn)，這樣壓力滾子11由纏繞筒10縮回并使檢測(cè)器26與滾子組件20相嚙合。檢測(cè)器34向指示無(wú)負(fù)載狀態(tài)的計(jì)算機(jī)39發(fā)送數(shù)據(jù)從而提供了一個(gè)基準(zhǔn)水平信號(hào)。然后致動(dòng)器24推動(dòng)滾子組件20進(jìn)入其工作位置。當(dāng)檢測(cè)器18和34將它們的信號(hào)發(fā)送給計(jì)算機(jī)39時(shí)，該計(jì)算機(jī)就對(duì)這些信號(hào)建立關(guān)系，并在監(jiān)測(cè)器41上進(jìn)行顯示。當(dāng)一個(gè)刀片12變鈍時(shí)，則與該刀片相關(guān)聯(lián)的力就增加，并顯示在監(jiān)測(cè)器41上。同樣地，如果一個(gè)片片12滑脫或損壞時(shí)，所產(chǎn)生的壓力變化將通過(guò)該系統(tǒng)檢測(cè)出來(lái)，并顯示在監(jiān)控器上。當(dāng)操作者觀察到在單個(gè)刀片上的力發(fā)生變化時(shí)，可以簡(jiǎn)單地借助在監(jiān)測(cè)器41上的字母數(shù)字顯示器和纏繞筒11決定哪個(gè)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(jìn)行編程，以便根據(jù)檢測(cè)器34檢測(cè)到的特殊狀態(tài)向操作者報(bào)警，實(shí)際上在這種條件下也可以將設(shè)備停止工作。例如，當(dāng)一個(gè)刀片已經(jīng)變鈍，而該切刀是無(wú)人看管或躲過(guò)操作者的注意視線，則該系統(tǒng)可以進(jìn)行編程以便在一特定的力值下停止工作或發(fā)出報(bào)警。當(dāng)然以彈簧加載檢測(cè)器34會(huì)通過(guò)彈簧38的壓縮對(duì)過(guò)大的力進(jìn)行保護(hù)。還有由于纏繞筒10的轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘幾百轉(zhuǎn)，采用算計(jì)機(jī)39可以使作用在每個(gè)刀片12上的力均分為幾個(gè)分解力，這樣相對(duì)于一個(gè)刀片的不再現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)就不造成報(bào)警狀態(tài)。而且，在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中采用計(jì)算機(jī)39可允許來(lái)自各檢測(cè)器的輸入數(shù)據(jù)作為可能產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)果的與速度相關(guān)的現(xiàn)象被校準(zhǔn)。這樣與美國(guó)專利US-A-3，744，361所公開(kāi)的簡(jiǎn)單的單體壓力檢測(cè)和響應(yīng)相比，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)對(duì)每個(gè)刀片的動(dòng)態(tài)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)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(zhǎng)度的刀片(12)，并裝有一個(gè)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(cè)上述組件(10)角方位的裝置(17，18)；用于通過(guò)在上述纏繞筒組件上的纖維束來(lái)檢測(cè)施加于上述壓力滾子上的力的裝置(34)和用于對(duì)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(cè)所施加的力對(duì)上述裝置的起始狀態(tài)進(jìn)行校準(zhǔn)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(zhǔn)的裝置包括一個(gè)檢測(cè)器(26)，該檢測(cè)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(gè)信號(hào)。
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(cè)上述纏繞筒組件角方位的裝置包括一個(gè)用于對(duì)處在上述纏繞筒組件(10)上特定位置的實(shí)體異物(17)進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)器(18)，該纏繞筒組件包括一個(gè)用于識(shí)別每個(gè)刀片與上述實(shí)體異物的相對(duì)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(shí)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(shí)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(xiàng)權(quán)利要求中任何一項(xiàng)要求的組件，其特征在于所述用于檢測(cè)施加于上述壓力滾子的力的裝置包括一個(gè)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(gè)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(dòng)該壓力滾子位移的裝置(24)，并至少具有一個(gè)用于檢測(cè)通過(guò)壓力滾子(11)作用在該基座結(jié)構(gòu)上的力的檢測(cè)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(gè)可動(dòng)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(guò)上述軛架傳遞到檢測(cè)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(guò)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(guò)安裝在上述軸(28)的每端一個(gè)的檢測(cè)器(34)進(jìn)行檢測(cè)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(cè)器是彈性安裝的(在38處)，以防止由壓力滾子所施加的力過(guò)大時(shí)使其損壞。
11.如上述各項(xiàng)權(quán)利要求任何一項(xiàng)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(gè)可編程計(jì)算機(jī)(39)，該計(jì)算機(jī)具有來(lái)自上述裝置(18)用于檢測(cè)該組件的角方位和來(lái)自裝置(34)用于檢測(cè)施加于上述壓力滾子上的力的輸入信號(hào)，上述計(jì)算機(jī)被編成程序來(lái)處理上述位置檢測(cè)裝置的輸出，以便當(dāng)纏繞筒組件經(jīng)過(guò)上述壓力滾子(11)時(shí)，對(duì)該纏繞筒組件中的每個(gè)刀片進(jìn)行識(shí)別，并當(dāng)上述經(jīng)識(shí)別的刀片經(jīng)過(guò)該壓力滾子時(shí)根據(jù)上述力檢測(cè)裝置的輸出分配給每一刀片一個(gè)力值;還包括與上述計(jì)算機(jī)協(xié)同連接在一起用于顯示分配給每個(gè)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(gè)陰極射線管(41)。
13.一種用于將纖維束切成較短長(zhǎng)度的設(shè)備，其中該纖維束被壓在轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)別每個(gè)刀片相應(yīng)于在上述纏繞筒組件上的某一固定基準(zhǔn)點(diǎn)的裝置和用于當(dāng)上述纏繞筒(10)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)識(shí)別上述固定基準(zhǔn)點(diǎn)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(shí)別每個(gè)刀片的裝置包括固定在纏繞筒上挨近每個(gè)刀片并與其相聯(lián)系的一個(gè)用目視可感覺(jué)到的標(biāo)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(shí)別上述固定的基準(zhǔn)點(diǎn)的裝置包括一個(gè)用于檢測(cè)在該纏繞筒的上述基準(zhǔn)點(diǎn)上的實(shí)際可感覺(jué)的突變點(diǎn)(17)的檢測(cè)器(18)。
全文摘要
用于切斷細(xì)長(zhǎng)纖維束的設(shè)備包括一個(gè)具有可逐一識(shí)別的刀片(12)的切刀纏繞筒(10)，該設(shè)備采用一個(gè)檢測(cè)器(18)對(duì)纏繞筒(10)上的當(dāng)一實(shí)體異物(17)的位置進(jìn)行檢測(cè)。另外的檢測(cè)器(26，34)檢測(cè)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(shí)體異物的位置與所檢測(cè)的力建立起關(guān)系以確定在每個(gè)刀片(12)上標(biāo)志該刀片的鋒利性或無(wú)損性狀態(tài)的力值。
文檔編號(hào)D01G1/04GK1040538SQ8810629
公開(kāi)日1990年3月21日 申請(qǐng)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(qǐng)人:魯姆斯工業(yè)公司