专利名称：细长纤维束切断设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将细长纤维如纤维束切断成较短长度的设备。
采用美国专利US-A-3，485，120所公开的技术可以通过将纤维绕在一个带有许多个径向设置、面朝外、等间隔的切刀或刀片的旋转缠绕筒上来将连续的纤维材料如纤维束切成较短的可纺长度。一个压力滚子压紧在卷绕于缠绕筒上的材料外表面上以便将该材料从缠绕其上的卷材的内侧切成较短长度。当该设备旋转时，通过采用围绕着缠绕筒以精确等间隔设置的刮须刀片式的刀片将纤维束连续地切成均匀的长度。
该技术在美国专利US-A-3，744，361中进行了改进，其中已认识到通过一个不可压缩的装置将压力滚子压紧在其工件上具有某些不希望有的结果，而且所公开的专利安装着能朝着或离开缠绕筒组件移动的压力滚子和检测纤维束对滚子的压力大小，以便促使这种移动离开缠绕筒组件。
照这样，对刀片的锋利性进行监测，以便指示这些刀片何时需要进行更换，但是它不能精精地监测单个刀片的质量。
按照本发明，建议在该缠绕筒组件内包括用于检测上述组件角度方位的装置;用于通过在上述缠绕筒组件上的纤维束来检测施加于上述压力滚子上的力的装置;和用于提供在上述切断刀片缠绕筒组件内的刀片的状态作为上述角度方位和作用在上述压力滚子上的力的函数的指示的装置。
用这种结构是能够对切刀设备上的刀片状态进行监测的，并提供每个刀片状况的动态指标，而且这样就通过保证所有刀片都处于其最锋利状态来改善由该设备所加工的材料的质量。
本发明的设备主要是检测由压力滚子上的纤维束所施加的力并使该压力与切刀组件中的某一特定刀片建立关系。由纤维束施加的力可以通过大致安装在压力滚子的轴线与切刀缠绕筒的轴线相交所形成的平面内的一个或几个检测器进行检测的，而且指向垂直于压力滚子和缠绕筒的轴线的平面内的力也可被检测。各作用力通过包括最好具有小质量以减小力信号的惯性阻尼的压力滚子的结构传递到各检测器。这些检测器很方便地弹性地安装在一个大质量基座上。
每个特定刀片通过采用一个位置检测器与压力值建立起关系。位置检测器用以检测在缠绕筒上一个已知点经过该设备机座上的固定点的通路的。该检测器和各力检测器所提供的信息都提供给一个中央处理机(CPU)，该中央处理机将各种信息进行处理以确定与每个刀片相关的力，并在一个阴极射线管显示屏幕上将结果显示出来。
为了使人们对本发明能更充分地理解，下面参考附图，仅仅以举例的方式对本发明进行详细描述，其中
图1是本发明的切刀设备的一个实施例的部分平面示图;
图2是沿图1中的2-2线切取的显示压力滚子和轭架的示图;
图3是沿图2中3-3线切取的显示轭架安装结构的端视图;
图4是沿图2中4-4线切取的通过压力滚子中心的剖示图;和图5是表示各检测器与中央处理器(CPU)的连接和构成本发明设备组成部分的显示装置的工作原理图。
所描述的本发明的设备是在美国A-3，744，361号文件中所公开的设备的一个改进型，该公开文件作为本申请书的相关参考资料。现在参看各附图，所显示的设备包括一个携带刀片从动缠绕筒10。将待切断成较短长度的材料以连续地一层一层地缠绕在缠绕筒10上，而该缠绕筒10携带着若干通常是等间隔的刀刃朝外安置的刮须刀片式的刀片12。当压力滚子与刀片12的端部保持在给定的精确距离时，则卷在缠绕筒上的最内层材料就被切断，并以较短长度的材料落下来，该短材料就以众所周知的方式从该设备传送出去。
当刀片12已变钝以至不能正确地将材料切成规定的长度时，则在滚子-材料-刀片之间的压力增加到它能被检测出来的程度。同样地，安装在缠绕筒11上的刀片12有可能装反以至导致压力增加或刀片12损坏或刀片滑脱造成压力减小。
参看图1，由图中可以看出该缠绕筒10在一个轮毂14和轴16上安装成能被驱动。缠绕筒组件的具体型式决定材料和待切断纤维的长度;但是缠绕筒的有些特征是与本发明密切相关的。具体地说，该缠绕筒10配置一个可实际检测的异物17，诸如在缠绕筒内的一个间隙，一个磁性异物，一个反射表面或者当缠绕筒10转动时能被检测到的其它类似的异物。安装在靠近缠绕筒10的一个配合位置内的一个固定点上用以检测该异物17的是一个检测器18，该检测器用以当异物通过该固定点时将发出一个表示该异物位置的电气信号。在缠绕筒内的每个刀片12配置有可以识别每个刀片12与该异物17的相对关系的可目视感觉的标记如字母数字代码。
压力滚子11是由经过一个回转轴22可回转地安装在一个框架元件21上的滚轮组件20支承着。该组件20包括一个可回转地安装在轴22上并在其末端连接至一个如图1所示作为一个液压油缸的致动器24上的整体基座23。该致动器将组件20有选择地推动至滚子11与缠绕筒10上的材料相啮合的某一位置及滚子11由该缠绕筒10上移开的某一位置。检测器26，如一个限位开关，相配合地安装着，以便产生一个指示组件20位置的电子信号。
可以理解，该致动器24和滚子组件20的可回转地安装形式只是压力滚子的一种安装形式举例，该滚子可以安装在任何能够有选择地推动滚子11相对于缠绕筒10径向运动的致动机构上。
在该实施例中所显示的压力滚子11是轻质空心结构，并通过一个安装在由基座23支承的一个回转轴28上的轻质轭架安装在基座23上。一个由轭架27支承的低质量轴29支持着一组滚子轴承31和滚子11。通过对轭架的外形设计和材料选择将轭架27设计成具有最低重量的刚性和抗扭转的结构。轭架枢轴28的位置要设置得使压力滚子轴承31在通过压力滚子11和缠绕筒10的中心并垂直于它们的轴线的方向上运动。轭架27绕着回转轴28的运动受到安装在基座23上的限位器32的限制。一对支柱33在轻质轴的每个端部并在垂直于轻质轴29的方向上从轭架27朝着基座23伸出，以便与安装于在基座23上加工出的空腔36内由限位元件27保持在其内的一对检测器34相配合接触。弹簧38以小于检测器34的损坏力的预定力值对加弹性偏压于顶靠着限位元件37的每个检测器上。这样，如果传递至检测器34的力太大时，弹簧38就被压缩则检测器34就不会受到损伤。该检测器提供一个其大小与施加于它的力值成比例的动态电气输出。检测器34设置在压力滚子11两侧，每侧一个用以检测基本上沿着通过该压力滚子11和缠绕筒10的中心连线并垂直于它们轴线的方向的作用力。
可以看出，迄今所描述的设备包括用以提供三种类型数据信息的检测器。检测器18指示实体异物17经过该固定的基准点的路程。检测器26指示压力滚子11是否正在与待切断的材料相啮合，而检测器34则指示作用在压力滚子与材料，缠绕筒界面上的力。来自这些检测器的数据提供给一个可编程序计算机39，该计算机在其数据库内存贮有关缠绕筒10的位息，包括诸如刀片12的数量，各刀片12之间的间隔，缠绕筒10的直径和由许多刀片12形成的圆弧等各种信息。借助于这些信息和由检测器18所提供的数据，计算机39就可以很容易地进行编程以便确定任何时间实体异物17的位置，并确定在任何时间每个刀片的位置。由检测器34所提供的数据被计算机用于确定在任何时间在压力滚子11的界面上的作用力，来自检测器26的输入信号使计算机39能识别当压力滚子11与该材料不相啮合时由检测器34作为背景数据产生的数据输入，或者当压力滚子11与该材料充分啮合时作为显示所存在的力的数据输入。
综合所提供的信息使计算机39能把通过检测器34所检测到的力与每个刀片12的位置建立起关系，并以此来监测各单个刀片12的状态而不是像所有现有技术中所能做到的那样进行总体监测。另外，计算机39提供在显示监测器升上对单个刀片状态的直观显示。例如，可以方便地产生如图5所示的代表每个刀片12的受力关系的条状图样。在图象上条状图样可以通过在缠绕筒10上出现的同样的字母数字代码对单个刀片进行识别，这样则操作者可以很容易地将条状态图样显示与该刀片建立起关系。还提供一个能使操作者输入数据，控制该设备的操作或改变所选择的参数的键盘42。例如，根据缠绕筒和材料的类型，希望通过一个表示与单个刀片12相关的力达到不同数值的显示器43或监测器41来提供可视觉和/或所觉信号。希望由键盘42来改变这些值小大。同样地，可能需要将待切断的特定材料的相关参数输入进去，或者为了各种实际理由帮助校准所检测的力。
在实际运转中，该设备首先是用伸出的致动器24进行校准，这样压力滚子11由缠绕筒10缩回并使检测器26与滚子组件20相啮合。检测器34向指示无负载状态的计算机39发送数据从而提供了一个基准水平信号。然后致动器24推动滚子组件20进入其工作位置。当检测器18和34将它们的信号发送给计算机39时，该计算机就对这些信号建立关系，并在监测器41上进行显示。当一个刀片12变钝时，则与该刀片相关联的力就增加，并显示在监测器41上。同样地，如果一个片片12滑脱或损坏时，所产生的压力变化将通过该系统检测出来，并显示在监控器上。当操作者观察到在单个刀片上的力发生变化时，可以简单地借助在监测器41上的字母数字显示器和缠绕筒11决定哪个刀片不正常。这样更换该刀片是非常方便的。
该设备也可以进行编程，以便根据检测器34检测到的特殊状态向操作者报警，实际上在这种条件下也可以将设备停止工作。例如，当一个刀片已经变钝，而该切刀是无人看管或躲过操作者的注意视线，则该系统可以进行编程以便在一特定的力值下停止工作或发出报警。当然以弹簧加载检测器34会通过弹簧38的压缩对过大的力进行保护。还有由于缠绕筒10的转速高达每分钟几百转，采用算计机39可以使作用在每个刀片12上的力均分为几个分解力，这样相对于一个刀片的不再现的异常数据就不造成报警状态。而且，在监测系统中采用计算机39可允许来自各检测器的输入数据作为可能产生错误结果的与速度相关的现象被校准。这样与美国专利US-A-3，744，361所公开的简单的单体压力检测和响应相比，本发明的结构对每个刀片的动态情况进行监测的能力提示了。
权利要求
1.一种切刀缠绕筒组件(10)，在其上安装有若干用于将纤维束切成较短长度的刀片(12)，并装有一个用于将上述纤维束顶压上述刀片的压力滚子(11)，其特征在于该组件还包括用于检测上述组件(10)角方位的装置(17，18)；用于通过在上述缠绕筒组件上的纤维束来检测施加于上述压力滚子上的力的装置(34)和用于对上述缠绕筒组件内刀片的状态作为上述角方位和施加于上述压力滚子的力的函数提供显示的装置。
2.如权利要求1所述组件，其特征在于该组件还包括为了检测所施加的力对上述装置的起始状态进行校准的装置(26)。
3.如权利要求2所述组件，其特征在于所述用于校准的装置包括一个检测器(26)，该检测器与上述压力滚力(11)相互配合定位，随着上述压力滚子与纤维束脱离啮合用以产生一个信号。
4.如权利要求1，2或3所述组件，其特征在于所述用于检测上述缠绕筒组件角方位的装置包括一个用于对处在上述缠绕筒组件(10)上特定位置的实体异物(17)进行检测的检测器(18)，该缠绕筒组件包括一个用于识别每个刀片与上述实体异物的相对位置的直观显示装置。
5.如权利要求4所述组件，其特征在于所述实体异物(17)是上述缠绕筒组件在一特定位置上的光反射率的偏差。
6.如权利要求4所述组件，其特征在于所述实体异物是在上述缠绕筒组件的限定的区域内的磁偏差。
7.如上述各项权利要求中任何一项要求的组件，其特征在于所述用于检测施加于上述压力滚子的力的装置包括一个支撑着上述压力滚力(11)并且具有比所述压力滚力质量大得多的质量的基座结构(23)，该基座结构具有一个相互配合地安装在其上用以在纤维束啮合位置与纤维束非啮合位置之间推动该压力滚子位移的装置(24)，并至少具有一个用于检测通过压力滚子(11)作用在该基座结构上的力的检测器(34)。
8.如权利要求7所述组件，其特征在于该组件还包括一个可动地安装在上述基座结构(23)上的轭架(27)，它支撑着上述压力滚子(11)，使作用于压力滚子上的力通过上述轭架传递到检测器(34)。
9.如权利要求8所述组件，其特征在于所述轭架(27)支撑着安装在通过其回转中心的轴(28)上的上述压力滚子(11)，其中作用于该压力滚子上的力是通过安装在上述轴(28)的每端一个的检测器(34)进行检测的。
10.如权利要求7，8或9所述组件，其特征在于所述检测器是弹性安装的(在38处)，以防止由压力滚子所施加的力过大时使其损坏。
11.如上述各项权利要求任何一项要求的组件，其特征在于所述用于显示上述刀片状态的装置包括一个可编程计算机(39)，该计算机具有来自上述装置(18)用于检测该组件的角方位和来自装置(34)用于检测施加于上述压力滚子上的力的输入信号，上述计算机被编成程序来处理上述位置检测装置的输出，以便当缠绕筒组件经过上述压力滚子(11)时，对该缠绕筒组件中的每个刀片进行识别，并当上述经识别的刀片经过该压力滚子时根据上述力检测装置的输出分配给每一刀片一个力值;还包括与上述计算机协同连接在一起用于显示分配给每个刀片力值的装置(41)。
12.如权利要求11所述组件，其特征在于所述用于显示的装置包括一个阴极射线管(41)。
13.一种用于将纤维束切成较短长度的设备，其中该纤维束被压在转动的缠绕筒组件的各刀片(12)与压力滚了(11)和支持着上述刀片(12)的缠绕筒(10)之间，该设备的特征在于它包括用于识别每个刀片相应于在上述缠绕筒组件上的某一固定基准点的装置和用于当上述缠绕筒(10)转动时识别上述固定基准点的装置(17，18)。
14.如权利要求13所述设备，其特征在于所述用于识别每个刀片的装置包括固定在缠绕筒上挨近每个刀片并与其相联系的一个用目视可感觉到的标记。
15.如权利要求13或14所述设备，其特征在于所述用于识别上述固定的基准点的装置包括一个用于检测在该缠绕筒的上述基准点上的实际可感觉的突变点(17)的检测器(18)。
全文摘要
用于切断细长纤维束的设备包括一个具有可逐一识别的刀片(12)的切刀缠绕筒(10)，该设备采用一个检测器(18)对缠绕筒(10)上的当一实体异物(17)的位置进行检测。另外的检测器(26，34)检测在缠绕着材料的切刀缠绕筒(10)与协同工作的压力滚子(11)之间界面上的力。实体异物的位置与所检测的力建立起关系以确定在每个刀片(12)上标志该刀片的锋利性或无损性状态的力值。
文档编号D01G1/04GK1040538SQ8810629
公开日1990年3月21日 申请日期1988年8月25日 优先权日1987年8月28日
发明者唐纳德·威廉·苑杜恩, 威廉·德威特·比兰德 申请人:鲁姆斯工业公司