CH691382A5

CH691382A5 - Regulierstreckwerk für Faserbänder an einer Strecke mit einem Einlaufmessorgan.

Info

Publication number: CH691382A5
Application number: CH03839/94A
Authority: CH
Inventors: Reinhard Hartung; Fritz Hoesel
Original assignee: Truetzschler Gmbh & Co Kg
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 2001-07-13
Also published as: ITMI942561A1; US5544390A; JP3535242B2; ITMI942561A0; JPH07207536A; IT1271295B; DE4441067A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Regulierstreckwerk für Faserbänder an einer Strecke mit einem Einlaufmessorgan für eine Mehrzahl von einlaufenden Faserbändern, mindestens einem Verzugsfeld, einem Antriebssystem und einer Steuerung bzw. einer Regelung für das Antriebssystem, wobei die Steuerung bzw. die Regelung auf ein vom Einlaufmessorgan geliefertes Messsignal reagiert, um über das Antriebssystem den Verzug im genannten Verzugsfeld derart zu ändern, dass Masseschwankungen in Vorlagefaserbändern korrigiert werden.

Aus der EP-A-477 589 sind Regulierstreckwerke bekannt, wobei zwei Varianten zur Regulierung der Faserbänder beschrieben werden. Nach der ersten Variante sind zwei Messorgane für die durchlaufende Fasermenge vorhanden, und zwar sowohl im Einlauf als auch im Auslauf. Am Einlauf der Strecke wird der Gesamtquerschnitt der eingespeisten Bänder von einem Messkondensator als Einlaufmessorgan gemessen. Die Fasermasse der Bänder zwischen den Kondensatorplatten, die beim Durchlauf (Geschwindigkeit z.B. 150 m/min) schwankt, wirkt als Veränderung des Dielektrikums. Die Schwierigkeiten bei der eingangsseitigen Messung bilden mit einen Grund dafür, dass die Regelung so ausgestaltet wird, dass Messfehler im Rahmen einer adaptiven Regelung kompensiert werden. Dazu ist am Auslauf der Strecke ein weiteres Messorgan (Auslaufmessorgan) vorhanden.

Messtechnisch bedingte Probleme und Fehler werden im Rahmen der bekannten Regelung mitberücksichtigt, in dem die Messsignale des Auslaufmessorgans zur Anpassung der Regelung an einlaufseitige Messfehler berücksichtigt werden. Es ist somit zwingend erforderlich, dass ein Messorgan vor und eines nach der Regelstrecke (im regeltechnischen Sinn), d.h. dem Hauptverzugsbereich, angeordnet ist, was anlagemässig aufwändig ist. Ausserdem ist die Laufzeit des Fasermaterials zwischen den Messorten am Einlauf und am Auslauf zu berücksichtigen. Schliesslich ist die Laufgeschwindigkeit des einzigen Faserbandes im Auslaufmessorgan etwa 6fach höher als die Laufgeschwindigkeit der mehreren Faserbänder im Einlaufmessorgan. Die Berücksichtigung dieser Einflüsse bei hohen Geschwindigkeiten und kurzen Reaktionszeiten erfordert ganz erheblichen apparativ-regeltechnischen Aufwand.

Nach der zweiten Variante ist nur ein Auslaufmessorgan vorhanden. Das Auslaufmessorgan hat einen anderen Aufbau als das Einlaufmessorgan und spricht direkt auf die Fasermasse (bzw. auf den Querschnitt des Bandes) an. Das auslaufende Band wird mit einem Tastwalzenpaar mit einer Nut- und Federwalze komprimiert und dann die Dicke des komprimierten Fasermaterials als Mass für die auslaufende Bandmasse ausgewertet. Der Nachteil der Messung bei diesem Verfahren besteht darin, dass die Verdichtung des Fasermaterials u.a. auch von seiner Durchlaufgeschwindigkeit abhängig ist, d.h., das Messsignal ist geschwindigkeitsabhängig. Geschwindigkeitsabhängigkeit bedeutet, dass dieselbe Bandmenge (z.B. 15 m) bei unterschiedlichen Bandgeschwindigkeiten unterschiedliche Messwerte für die Dicke ergibt.

Dieser Nachteil tritt bei Beschleunigen und Abbremsen der Maschine, d.h. bei Geschwindigkeitsänderungen, auf. Bei modernen Hochleistungsstrecken (mit Bandlaufgeschwindigkeiten von 1000 m/min und darüber) ist eine Kanne am Ausgang der Strecke in ca. 5 bis 7 Minuten mit Faserband gefüllt, wobei zum Wechseln der Kanne die Betriebsgeschwindigkeit in einen Langsamgang oder bis zum Stillstand abgesenkt wird. Während des Abbremsvorganges - und während des Beschleunigungsvorganges entsprechend umgekehrt - werden ca. 10 bis 15 m Band in die Kanne eingefüllt, deren Dichte-Messwerte infolge der Geschwindigkeitsabhängigkeit unerwünscht beeinflusst sind. Dadurch ist auch der Ausgleich der Masseschwankungen der Faserbänder im Streckwerk beeinträchtigt.

Nachteilige Folge ist u.a., dass die Messung bei der hohen Liefergeschwindigkeit des einzigen auslaufenden Faserbandes erfolgt, die ca. 6fach höher als die Geschwindigkeit der einlaufenden Bänder ist. Noch schwerwiegender ist der Umstand, dass mit dem Auslaufmessorgan keine automatische Optimierung durch Nachprüfen der Ergebnisse möglich ist, weil das Auslaufmessorgan selbst die letzte Kontrolle über die erzielten Resultate darstellt.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu Grunde, ein Regulierstreckwerk der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das die genannten Nachteile vermeidet, das insbesondere anlagemässig einfach ist und eine verbesserte Vergleichmässigung der Faserbänder, insbesondere bei Änderung der Liefergeschwindigkeit, z.B. beim Abbremsen und Beschleunigen, ermöglicht.

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

Erfindungsgemäss wird das Einlaufmesssignal der Faserbandmasse direkt derart kompensiert, dass insbesondere geschwindigkeitsabhängige Fehler ausgeglichen sind. Dadurch, dass im Gegensatz zu den bekannten Regulierstreckwerken die Heranziehung eines Auslaufmessorgans zur Regulierung vermieden ist, wird anlagemässig eine wesentliche Vereinfachung erreicht. Hinzu tritt die Vermeidung des regeltechnischen Aufwandes zur Kompensation der Durchlaufzeit zwischen Ein- und Auslaufmessorgan. Es erfolgt eine sichere Kompensation bzw. Korrektur bereits im Einlaufbereich, d.h. der einzige Messort für die Regulierung ist vorverlegt. Die Kompensation erfolgt zudem allein bei den wesentlich geringeren Einlaufgeschwindigkeiten der mehreren Faserbänder, nicht jedoch bei den hohen Auslaufgeschwindigkeiten für das einzige auslaufende Faserband.

Das Problem, dass das Auslaufmessorgan wie im bekannten Fall zur Regulierung herangezogen wird und dadurch als Kontrollorgan des Reguliervorganges (Nachprüfung der Ergebnisse) ausfällt, tritt hier nicht auf. Im Ergebnis ermöglicht das erfindungsgemässe Regulierstreckwerk ein sehr einfaches Regulierverfahren, ist damit übersichtlicher und wirtschaftlicher.

Zweckmässig wird das Messsignal des Einlaufmessorgans in Abhängigkeit von der Verzugshöhe angepasst, welche auf dasjenige Faserbandstück ausgeübt wurde, das dieses Messsignal verursachte. Vorzugsweise wird das Messsignal des Einlaufmessorgans in Abhängigkeit von der Liefergeschwindigkeit korrigiert. Mit Vorteil ist das Einlaufmessorgan zum Feststellen des Querschnittes vom gelieferten Band geeignet. Bevorzugt steht die Steuer- bzw. Regeleinrichtung mit einem Speicherelement in Verbindung. Zweckmässig sind in dem Speicherelement empirisch festgestellte Abhängigkeiten zwischen tatsächlichem Istwert der einlaufenden Fasermasse und der Liefergeschwindigkeit abgelegt. Vorzugsweise sind die Abhängigkeiten als Regelalgorithmus abgelegt. Mit Vorteil sind die Abhängigkeiten als Tabelle abgelegt. Bevorzugt sind die Abhängigkeiten für unterschiedliche Faserarten (Parameter) abgelegt.

Zweckmässig berechnet die Steuer- und Regeleinrichtung als Rechner aus dem verfälschten Einlaufmesssignal für die Bandmasse ein korrigiertes Messsignal und gibt dieses als tatsächlichen Ist-Wert für die Bandmasse aus. Vorzugsweise erfolgt die Berechnung des Signals für den tatsächlichen Ist-Wert nach der Beziehung Ist-Wert der Bandmasse = Messsignal der Bandmasse - a . Liefergeschwindigkeit, wobei a ein Korrekturfaktor ist. Mit Vorteil ist ein Messsignal, z.B. Sensor, für die Liefergeschwindigkeit der Faserbänder mit der Steuer- bzw. Regeleinrichtung verbunden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Regulierstrecke mit dem erfindungsgemässen Regulierstreckwerk;
Fig. 2 schematisch die Verknüpfung und Korrektur des geschwindigkeitsabhängigen Messsignals x für die Faserbandmasse;
Fig. 3 eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Regulierstreckwerkes;
Fig. 4 die Abhängigkeit zwischen dem Bandmassen-Messwert und dem Bandmassen-Istwert für verschiedene Bandgeschwindigkeiten und
Fig. 5 ein Einlaufmessorgan für Faserbänder.

Fig. 1 zeigt eine Hochleistungsstrecke (Regulierstrecke) der Firma Trützschler, Mönchengladbach, beispielsweise die Hochleistungsstrecke HS 900 schematisch als Seitenansicht. Die Faserbänder 3 treten, aus nicht dargestellten Kannen kommend, in die Bandführung 2 ein und werden, gezogen durch die Abzugswalzen 4, 5 transportiert. Für die Wegauslenkung entsprechend auftretenden Bandänderungen ist der Abzugswalze 5 ein induktiver Wegaufnehmer 6 (Tauchkern, Tauchspule) zugeordnet. Das Streckwerk 1 besteht im Wesentlichen aus der oberen Streckwerkseinlaufwalze 7 und der unteren Streckwerkseinlaufwalze 8, die dem Vorverstreckbereich 9 mit der Vorverstreckoberwalze 10 und der Vorverstreckunterwalze 11 zugeordnet sind.

Zwischen der Vorverstreckoberwalze 10 mit der Vorverstreckunterwalze 11 und der Hauptverstreckoberwalze 13 und der Hauptverstreckunterwalze 15 befindet sich der Hauptverstreckbereich 12. Der Hauptverstreckunterwalze 15 ist eine zweite Hauptverstreckoberwalze 14 zugeordnet. Es handelt sich also um ein vier über drei Verstrecksystem.

Die verstreckten Faserbänder 3 erreichen nach Passieren der Hauptverstreckoberwalze 14 die Vliesführung 16 und werden mittels der Lieferwalzen 18, 18 min durch den Bandtrichter 17 gezogen, zu einem einzelnen Band zusammengefasst und in nicht dargestellten Kannen abgelegt. Die Hauptverstreckwalzen 13, 14, 15 und die Lieferwalzen 18, 18 min werden durch den Hauptmotor 19 angetrieben, der über den Rechner 21 (Steuer- bzw. Regeleinrichtung) gesteuert wird. In den Rechner 21 gehen auch die durch das Messglied 6 ermittelten Signale ein und werden in Befehle umgesetzt, die den Regelmotor 20 steuern, der die obere Abzugswalze 4, die untere Abzugswalze 5 sowie die Walzen des vorverstreckbaren Bereiches 9, also die Streckwerkeinlaufoberwalze 7, die Streckwerkeinlaufunterwalze 8, die Vorverstreckoberwalze 10 und die Vorverstreckunterwalze 11 antreibt.

Entsprechend den durch das Messglied 6 ermittelten Werten der einlaufenden Fasermenge aus den Faserbändern 3 werden die dabei auftretenden Schwankungen gesteuert, über den Rechner 21 mittels des Regelmotors 20 durch Veränderung der Walzendrehzahlen an den Walzen 4, 5, 7, 8, 10, 11 ausgeregelt.

Die Abzugswalzen 4, 5 sind als Nut-Feder-Walzen ausgebildet, wobei im Spalt zwischen Nut und Feder das Fasermaterial komprimiert wird. Die Walze 5 ist federnd auslenkbar gelagert und wirkt mit dem induktiven Wegaufnehmer 6 zusammen, der die Wegauslenkungen in elektrische Signale umwandelt, die in den Rechner 21 eingehen.

Fig. 2 zeigt schematisch die Kompensation des geschwindigkeitsabhängigen Anteils einer Bandmassenmessung, wie sie am Einlauf der Strecke 1 zur Steuerung des Streckwerkverzuges eingesetzt wird. Vor dem Einlauf in das Streckwerk wird das zu verstreckende Material komprimiert und dann die Dicke des komprimierten Fasermaterials als Mass für die einlaufende Bandmasse ausgewertet. Da die Verdichtung des Materials u.a. auch von seiner Durchlaufgeschwindigkeit abhängig ist, ist erfindungsgemäss eine Vorrichtung 21 vorgesehen, die die Geschwindigkeitsabhängigkeit des Messsignals kompensiert. Dazu wird der Vorrichtung ausser dem Messsignal ein der Geschwindigkeit des durchlaufenden Bandes entsprechendes Signal zugeführt. Das Geschwindigkeitssignal wird durch einen (nicht dargestellten) Sensor, z.B. Tachogenerator, ermittelt.

Aus diesen beiden Signalen wird durch die Vorrichtung 21 das geschwindigkeitsunabhängige Signal gebildet. Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung 21 ist es möglich, den Verzug im Streckwerk 1 geschwindigkeitsunabhängig zu steuern. Damit ist eine wichtige Voraussetzung geschaffen, auch beim Beschleunigen bzw. Abbremsen des Streckwerkes 1 den Verzug so zu steuern, dass die erzeugte Bandmasse konstant gehalten werden kann.

Nach Fig. 3 sind dem Hauptmotor 19 eine Motorregelung 22 und ein Tachogenerator 23 zugeordnet. Weiterhin sind dem Regelmotor 20 eine Motorregelung 24 (Drehzahlregelung) und ein Tachogenerator 25 zugeordnet. An die Steuer- und Regeleinrichtung 21 (Rechner mit Mikroprozessor) sind die Tastwalze 5 und ein Sollwertgeber 26 für die Liefergeschwindigkeit angeschlossen. Dem Regler 22 ist ein Sollwertgeber 27 für die Drehzahl des Motors 19 zugeordnet. Der Rechner 21 gibt den Sollwert für den Regler 24 vor.

Die Funktion der Erfindung ist im Einzelnen folgendermassen:

Das von verschiedenen Einflüssen (z.B. Geschwindigkeit) verfälschte Einlaufmesssignal x wird neben den anderen, den jeweiligen Maschinenzustand charakterisierenden Signalen, einem Rechner 21 zugeführt, dort wird es abhängig von der jeweiligen Liefergeschwindigkeit und sonstigen produzierenden Einflüssen so umgerechnet, dass diese als Störung wirkenden Beeinträchtigungen weitestgehend eliminiert werden. Dann wird dieses "bereinigte" Signal herangezogen, um die erforderlichen Drehzahlen der Streckwerkswalzen zueinander zu berechnen, damit ein Faserband der gewünschten Masse entsteht. Dieser Vorgang wird mehrere hundert Male in der Sekunde durchgeführt.

Bei der Umrechnung zur Eliminierung der Fehlereinflüsse geht man wie folgt vor:

1. In praktischen Versuchen werden die Einflüsse z.B. der Liefergeschwindigkeit und ähnlicher Parameter auf das abgelieferte Band ermittelt (Abweichungen).

2. Die ermittelten Abweichungen werden je nach Art in einen Rechenalgorithmus oder einer Tabelle z.B. in einem Speicher 28 des Rechners 21 abgelegt.

Beispiele:

a) Algorithmus

In Fig. 4 ist die Abhängigkeit zwischen dem Bandmasse-Messwert und dem Bandmasse-Istwert y (Bandmasse als Bandnummer metrisch Nm in m/g bzw. Kehrwert
EMI6.1
in g/m) für verschiedene Liefergeschwindigkeiten V1 bis V4 (in m/min) dargestellt.

Messwert x = Istwert y + a . Liefergeschwindigkeit v

Der gemessene fehlerbehaftete Wert (Messwert) ist immer um den Betrag a . Liefergeschwindigkeit grösser als der tatsächliche Istwert. Daraus ergibt sich, dass eine Fehlereliminierung durch eine Berechnung

lstwert y = Messwert x - a . Liefergeschwindigkeit v

möglich ist. Der Faktor a entspricht z.B. der nach Punkt 1 in Versuchen ermittelten Abweichung.

b) Tabellensteuerung

Diese Methode findet Anwendung, wenn der Zusammenhang zwischen Messwert und Istwert nicht eindeutig in eine Rechenformel (Algorithmus) gefasst werden kann.
<tb><TABLE> Columns=2
<tb>Head Col 1: Liefergeschwindigkeit v m/min
<tb>Head Col 2: Istwert y
<tb><SEP>0-50<SEP>Messwert - 3,17
<tb><SEP>51-55<SEP>Messwert - 2,95
<tb><CEL AL=L>56-80<CEL AL=L>Messwert - 3,00
<tb><SEP>81-250<SEP>Messwert - 3,20
<tb><SEP>250-500<SEP>Messwert + 0,53
<tb><CEL AL=L>501-800<SEP>Messwert + 0,91
<tb><SEP>801-900<SEP>Messwert + 1,14
<tb></TABLE>

Generell ist natürlich auch eine Kombination der beiden unter a) und b) genannten Methoden möglich.

Im Ergebnis besteht ein wesentlicher Vorzug darin, ohne ein Auslaufmessorgan auszukommen und trotzdem z.B. geschwindigkeitsabhängige Messfehler kompensieren zu könnnen.

Besondere Vorteile der Erfindung sind:

1) Es wird kein "Auslaufmessorgan" gebraucht.

2) Das Einlaufmesssignal x wird direkt derart kompensiert, dass geschwindigkeitsabhängige Fehler ausgeglichen sind.

3) Das gesamte Verfahren ist sehr viel einfacher und damit auch übersichtlicher und kostengünstiger.

Das Einlaufmessorgan kann auch gemäss der deutschen Patentanmeldung DE 4 404 326 A1 ausgebildet sein, bei dem entsprechend Fig. 5 ein Tastelement 33 mit einer Tastfläche 34 für die Faserbänder 3 in einer Aussparung 29 der Bandführung 2 liegt und durch ein Drehlager 30 in seiner Position gehalten wird. Es ist mit einem Hebel 31 ausgerüstet, der durch eine in einem Widerlager 36 angeordnete Feder 32 beaufschlagt wird. Des Weiteren greift an dem Hebel das Messelement 6 an (Fig. 3), das als Tauchspulinstrument mit Tauchspule 6a und Tauchkern 6b ausgeführt ist.

Claims

1. Regulierstreckwerk für Faserbänder an einer Strecke mit einem Einlaufmessorgan für eine Mehrzahl von einlaufenden Faserbändern, mindestens einem Verzugsfeld, einem Antriebssystem und einer Steuerung oder einer Regelung für das Antriebssystem, wobei die Steuerung oder die Regelung auf ein vom Einlaufmessorgan geliefertes Messsignal reagiert, um über das Antriebssystem den Verzug im genannten Verzugsfeld derart zu ändern, dass Masseschwankungen in Vorlagefaserbändern korrigierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal (x) des Einlaufmessorgans (4, 5) in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen (y) anpassbar ist, um von diesen Bedingungen hervorgerufene Wirkungen auf die Messergebnisse auszugleichen oder zu kompensieren.

2.

Regulierstreckwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal (x) des Einlaufmessorgans (4, 5) in Abhängigkeit von einer Verzugshöhe anpassbar ist, welche auf dasjenige Faserverbandstück ausgeübt wurde, das dieses Messsignal (x) verursachte.

3. Regulierstreckwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal (x) des Einlaufmessorgans (4, 5) in Abhängigkeit von der Liefergeschwindigkeit (v) eines oder mehrerer Faserbänder (3) korrigierbar ist.

4. Regulierstreckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlaufmessorgan (4, 5) zum Feststellen des Querschnittes vom gelieferten Faserband (3) geeignet ist.

5.

Regulierstreckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung oder die Regelung mittels einer Steuer- oder Regeleinrichtung (21) durchführbar ist, welche mit einem Speicherelement (28) in Verbindung steht.

6. Regulierstreckwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Speicherelement (28) empirisch festgestellte Abhängigkeiten zwischen tatsächlichem Istwert (y) der einlaufenden Fasermasse und der Liefergeschwindigkeit (v) abgelegt sind.

7. Regulierstreckwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhängigkeiten in Form eines Algorithmus hinterlegt sind.

8. Regulierstreckwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhängigkeiten als Tabelle abgelegt sind.

9.

Regulierstreckwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhängigkeiten parametermässig für unterschiedliche Faserarten abgelegt sind.

10. Regulierstreckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinrichtung (21) einen Rechner umfasst, der aus einem verfälschten Einlaufmesssignal (x) für die Bandmasse ein korrigiertes Messsignal berechnet und als tatsächlichen lstwert (y) für die Bandmasse ausgibt.

11. Regulierstreckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung des Signals für den tatsächlichen Istwert (y) nach der Beziehung lstwert (y) der Bandmasse = Messsignal (x) der Bandmasse - a . Liefergeschwindigkeit (v) erfolgt, wobei a ein Korrekturfaktor ist.

12.

Regulierstreckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messglied, z.B. ein Sensor, für die Liefergeschwindigkeit (v) der Faserbänder mit der Steuer- oder Regeleinrichtung (21) verbunden ist.

13. Regulierstreckwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Einlaufmessorgan eine Bandführung (2) mit belastetem Tastelement (33), das an einem Tauchspulinstrument (6; 6a, 6b) angeschlossen ist, vorgesehen ist.