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Bei verschiedenen Fertigungsprozessen mit endlosen Stoffbahnen müssen diese zur Herstellung eines Zwischenprodukts oder auch eines Endprodukts auf einen Kern aufgewickelt werden. Es kann sich hiebei um Bahnen aus Papier, aus Kunststoff, um Folien verschiedener Art, um textile Gewebe, um Filze oder aufgeschwemmte Faservliese handeln. So wird z. B. bei der Herstellung von Platten aus Asbestzement das Stoffvlies auf einen Zylinder bis zur Erreichung der gewünschten Dicke aufgewickelt und dann entlang einer Erzeugenden des Zylinders aufgeschnitten und eben ausgebreitet, wodurch Platten mit einer Länge entsprechend dem Umfang des Zylinders und einer Dicke entsprechend der Dicke des Wickels entstehen.
Die Messung der Dicke des Wickelguts erfolgt hiebei in den meisten Fällen am Wickelkern mittels eines Dickenfühlers, welcher bei Erreichen bzw. Überschreiten der eingestellten Dicke den Befehl (Impuls) zum Abschlagen (d. 1. Aufschneiden oder Auftrennen) des Wickels vom Kern gibt. Die Vliesdicke und damit auch die Dicke der einzelnen Windung am Wickelkern ist auf Grund verschiedener Einflussgrössen Schwankungen unterworfen, wodurch auch die Dicke des Endprodukts Schwankungen in der Grössenordnung von nahezu der Vliesdicke (Dicke einer Windung) unterliegt, weil der Abschlag des Wickelguts immer nur am Ende einer vollständigen Windung erfolgen kann.
Hiebei ist nur dann eine ausreichend genaue Produktdicke erhältlich, wenn das Verhältnis Lagenzahl zu Produktdicke genügend gross ist, d. h. die Dicke einer einzelnen Lage nicht wesentlich in die Produktdicke eingeht. Nun wird jedoch getrachtet, bei modernen Erzeugungsmaschinen zwecks Kapazitätssteigerung auch die Vliesdicke (und damit die Dicke der einzelnen Windung) anzuheben, so dass heute in Asbestzementmaschinen bereits mit Dicken von zirka 1 mm gearbeitet wird. Dies bedeutet, dass z. B. eine 6 mm dicke Asbestzementplatte mit nur sechs Umdrehungen des Wickelkerns gefertigt wird und die Dickenstreuung des Produkts damit nahezu 20% betragen könnte.
Wird der Abschlag lagenabhängig vorgenommen, d. h. bei konstant vorgegebener Lagenzahl, so ist eine möglichst konstante Produktdicke nur zu erreichen, wenn die Windungs dicke möglichst konstant gehalten
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derAufbereitungund man bemihte sich mit Erfolg, die Steuerung der Stoffaufbereitung möglichst weitgehend zu automatisieren und dadurch Schwankungen der Stoffzufuhr möglichst zu eliminieren.
Voll befriedigen konnten aber auch diese Lösungen noch nicht, weil insbesondere durch unterschiedlichen Anfall vonAlt-
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es durch Wiederverwendung desAltstoffanfallaus den Rekuperatoren-noch immer Schwankungen in der Konsistenz des Breies auftreten, wodurch die Dicke des Endprodukts wesentlichen Schwankungen unterlegen ist.
Zur Verhinderung von Konsistenzschwankungen in der Stoff zufuhr bedient man sich heute fallweise bereits sogenannter Konsistenzregelanlagen, welche meist unmittelbar vor Einlauf der Stoffsuspension in die Produktionsmaschine die Konsistenz dieser Suspension messen und bei Abweichungen vom vorgegebenen Sollwert entsprechende Korrekturbefehle an die Automatik der Stoffaufbereitung abgeben. Damit ist ein Optimum hinsichtlich Konstanz der Stoff zufuhr zur Produktionsmaschine erreicht, welches unzulässige Dickenschwankungen des Endprodukts von dieser Seite in genügendem Masse verhindert. Trotz nun genügend konstanter Stoffzufuhr weist das Produkt noch immer meist langzeitige Dickenschwankungen auf, deren Ursachen nun im Bereich hinter der Konsistenzregelung liegen, somit in den unmittelbaren Bereich der Produktionsmaschine fallen.
Setzt man konstante Stoffzufuhr voraus, hängt die Dicke des Einzelvlieses und damit bei konstanter Windungszahl auch die Dicke des Endprodukts trotzdem noch von der Maschinengeschwindigkeit, dem Stoffniveau in den Siebzylinderkästen, dem Verschmutzungsgrad und damit der Aufnahmefähigkeit der Siebzylinder, dem Zustand des Maschinenfilzes, der Höhe des Vakuums zur Vliesentwässerung und schliesslich auch von dem beim Wickelvorgang auf das Wickelgut einwirkenden Liniendruck ab.
Diese Einflussgrössen können in ihrer Gesamtheit nicht genügend genau konstant gehalten werden. Um nun auch die Auswirkung der im Maschinenbereich nicht unmittelbar beeinflussbaren Grössen zu kompensieren und dadurch eine möglichst konstante Produktdicke zu erhalten, ist es erforderlich, die Dicke des Endprodukts auch bei konstanter Lagenzahl laufend zu kontrollieren und bereits vor Erreichen unzulässig hoher Abwei- chungen die Stoff zufuhr zur Maschine entsprechend zu beeinflussen. Hiezu sind bereits Verfahren bekannt, welche die Produktdicke erfassen und auf die Stoffzufuhrmenge einen entsprechenden Einfluss nehmen. Diese Systeme arbeiten ohne getrennte Konsistenzregelung und müssen somit sämtliche Störgrössen in einem be- wältigen, was einen hohen elektronischen Aufwand erforderlich macht.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Regelung der Produktdicke, insbesondere der Stärke eines Wickels, in Vorrichtungen zur Herstellung von Produkten aus einem Vlies aus einem Stoffbrei insbesondere Asbestzementbrei, durch Verändern der Konsistenz des Breies, unter Verwendung einer Konsistenzmessund-regeleinrichtung und eines mit einem Istwertgeber für die Produktdicke zusammenarbeitenden Fühlers für die Produktdicke, sowie einem Sollwertgeber und vermeidet die Nachteile der vorerwähnten Verfahren dadurch, dass gemäss der Erfindung zwecks zusätzlicher Konsistenzregelung der Istwertgeber von einem mit dem Fühler für die Produktdicke gekoppelten Messwertgeber abschaltbar ist, wobei die Einschaltung nach einem vorgegebenen Takt erfolgt, im Falle der Herstellung von Wickeln gewünschter Stärke,
bevorzugt nach einer festgelegten Anzahl von Umdrehungen der Format- (Wickel)-walze, nämlich während des Aufbringens
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der letzten Lage, auf eine Dauer von etwas weniger als eine Umdrehung. Durch die Trennung des Fühlers vom Istwertgeber nach erfolgter Beeinflussung des Istwertgebers gelingt es, den Istwert gespeichert zu halten, bis zum Eintreffen des nächsten Messguts, so dass nicht jede Änderung der Fühlerstellung unmittelbar von einer analogen Änderung der Konsistenz des Breies durch Beeinflussung der Konsistenz-Mess-und Regeleinrichtung gefolgt ist. Die Messung könnte beispielsweise auch nach Ablauf von der Formatwalze an einer bestimmten Messstrecke erfolgen. Die Messdauer entspricht mindestens der Einstellzeit des Dickenmessgeräts.
Durch die Erfindung wird hiebei eine Möglichkeit geschaffen, alle auf die Produktdicke wirkenden Einflussgrössen, welche von der Konsistenzregelung selbst nicht ausgeregelt werden können, auf einfachste Weise zu kompensieren.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung sieht vor, dass der Istwertgeber ein Potentiometer aufweist, dessen
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auftretende Spannung legbar ist, von welchen eines mit dem Fühler für die Produktdicke gekuppelt ist und das zweite durch den Motor gemeinsam mit dem Potentiometer des Istwertgebers verstellbar ist und dass der Schalter für den Motor durch einen Taktgeber, z. B. ein Zeitschaltwerk betätigbar ist, das im Falle der Herstellung von Wickeln bevorzugt als TJmdrehungszäh1werk für die Umdrehungen der Wickelwalze ausgebildet ist. Der Istwertgeber wird hiebei durch den Motor solange verstellt, als zwischen den Schleifer der beiden Potentiometer eine Potentialdifferenz vorhanden ist.
Der Motor ist hiebei so auszulegen, dass er die Verstellung des Istwertgebers während der Zeitspanne, über welche der Taktgeber den Schalter geschlossen hält, vollendet, also noch ehe das nächste Produkt, dessen Dicke zu messen ist, hergestellt wird.
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Schleifer des Potentiometers des Istwertgebers an einen Eingang eines Differenzspannungsgebers angeschlossen ist, dessen zweiter Eingang an dem, insbesondere händisch, verstellbaren Schleifer eines Potentiometers des Sollwertgebers angeschlossen ist und dass an den Ausgang des Differenzspannungsgebers insbesondere über einen Schalter ein Stellmotor für die Konsistenz- Mess- und -regeleinrichtung angeschlossen ist. Hiebei ist der Schalterbevorzugt durch einen Taktgeber steuerbar, dessen Takt an die Eigenzeitkonstante der Produktionvorrichtung angepasst ist.
Hiedurch wird erreicht, dass der Grad der Verstellung des Konsistenzsollwerts von der tatsächlich bestehenden Istwertabweichung abhängig ist, weil der Schalter in Intervallen jeweils nur eine bestimmte Zeit geschlossen ist.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens zeigt.
In einer Produktionsmaschine-l-wird das Wickelgut auf eine Formatwalze --2-- aufgewickelt und dabei dessen Dicke mittels eines Fühlers --3-- erfasst, welcher über eine mechanische Verbindung --4-- mit dem Schleifer eines Potentiometers --5-- verbunden ist, das somit in eine Stellung gebracht wird, welche der Dicke des Wickelguts proportional ist.
Ein von der Formatwalze --2-- betätigter Impulsgeber --6-- gibt pro Formatwalzenumdrehung einen Impuls an einen als Lagenzählwerk --7-- ausgebildeten Taktgeber, welcher bei Erreichen der vorgewählten Lagenzahl einerseits den Abschlag des Wickelguts von der Formatwalze-2-einleitet und anderseits einen Schalter-8- (Arbeitskontakt) für die Dauer von etwa einer Formatwalzenumdrehung schliesst.
Bei Schliessen des Schalters --8-- wird der in einem Istwertgeber --9-- befindliche Stellmotor --10--
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--10-- anundsomitimBrückenzweig einer Vergleichsschaltung liegt, wird er nur so lange laufen und dabei den Schleifer des Potentiometers --11-- verstellen, bis gleiches Potential an den beiden Schleifer besteht. Hiedurch wird der Schleifer des Potentiometers --11-- in eine Lage gebracht, welche der Stellung des Schleifers von Potentiometer --5-- und somit der Dicke des Produkts entspricht. Dieser Vorgang erfolgt in einer Zeitspanne, welche kürzer ist. als eine ganze Formatwalzenumdrehung, da dann der Schalter --8-- wieder öffnet und dadurch der in den Istwertgeber eingebrachte Wert bis zum Abschlagen des nächsten Produkts gespeichert bleibt.
Mit dem Schleifer des Potentiometers --11-- ist ein Zeiger gekoppelt, der nahezu über die gesamte Wickelphase eines Produkts die Enddicke des vorher gefertigten Produkts an einer Skala --12-- anzeigt.
Einweiters mit dem Schleifer des Potentiometers --11-- und damit auch mit dem Stellmotor --10-- gekuppeltes Potentiometer --13-- ist in der Lage, nahezu über die gesamte Wickelzeit eines Produkts ein Spannungspotential zu liefern, welches der Dicke des vorher erzeugten Produkts proportional ist. Dieses auf die beschriebene einfache Weise erzeugte und gespeicherte Spannungspotential kann nun zur Regelung der Produktdicke herangezogen werden.
Die Einstellung der gewünschten Produktdicke erfolgt an einem Sollwertgeber --14-- an Hand einer Skala --15--. Mit dem Skalenzeiger gekuppelt sind zwei Potentiometer --16 und 18--, welche zwischen den Schleifern des Potentiometers --13-- des Istwertgebers --9-- und dem Potentiometer --16-- des Sollwertgebers eine Spannung liefern, welche der Dickenabweichung zwischen dem gewünschten Sollwert und der tatsächli-
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chen Produktdicke entspricht. An einem Differenzspaanungsmessgerät-17-wird somit eine Spannung
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angezeigt, wobei AU die Spannung am Differenzspannungsmessgerät, A s den Dickenunterschied absolut zwischen Sollwert und Istwert, s die Dicke des Produkts und k eine Messkreiskonstante bedeuten.
Der in Serie mit den Potentiometern --16 und 18-- liegende Widerstand --19-- dient in der beschriebe-
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--17-- anliegenderäts --23-- verstellt. Der Schalter --20-- wird bei Abfrage der Messanlage in Intervallen jeweils nur eine bestimmte Zeit geschlossen, so dass der Grad der Verstellung des Konsistenzsollwerts von der tatsächlich bestehenden Istwertabweichung abhängig ist. Die Abfrageintervalle sind hiebei der Eigenzeitkonstante der gesamten Produktionsmaschine anzupassen. Durch die Verstellung des Konsistenzsollwerts wird die Konsi- stenzmess- und -regelanlage --23-- schliesslich einen entsprechenden Steuerbefehl an ein in der Stoff zufuhr - 24-- gelegenes Regelventil --25-- abgeben und somit auf die Produktdicke einen Einfluss ausüben.
Durch die vorbeschriebene Einrichtung ist es somit möglich, Dickenschwankungen des Produkts auszuregeln und damit auf ein gewünschtes Minimum zu reduzieren.
Im Istwertgeber --9--, dem Differenzspannungsmessgerät --17-- und dem Konsistenzmess-und-regel- gerät --23-- können Meldelampen bzw. Signalkontakte angeordnet werden, die in erster Linie dazu dienen, dem Bedienungspersonal Betriebszustände kundzutun, bei welchen die Regelung in Bereiche abgleitet, welche aus technologischen Gründen nicht mehr beherrscht werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Regelung der Produktdicke, insbesondere der Stärke eines Wickels, in Vorrichtungen zur Herstellung von Produkten aus einem Vlies aus einem Stoffbrei, insbesondere Asbestzementbrei, durch Verändern der Konsistenz des Breies, unter Verwendung einer Konsistenzmess- und -regeleinrichtung und eines mit einem Istwertgeber für die Produktdicke zusammenarbeitenden Fühlers für die Produktdicke, sowie einem Sollwertgeber, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks zusätzlicher Konsistenzregelung der Istwertgeber von einem mit dem Fühler für die Produktdicke gekoppelten Messwertgeber abschaltbar ist, wobei die Einschaltung nach einem vorgegebenen Takt erfolgt, im Falle der Herstellung von Wickeln gewünschter Stärke bevorzugt nach einer festgelegten Anzahl von Umdrehungen der Format- (Wickel)-walze,
nämlich während des Aufbringens der letzten Lage auf eine Dauer von etwas weniger als einer Umdrehung.