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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer
Spinnereivorbereitungsmaschine mit einer Steuerungseinrichtung,
insbesondere einer Strecke, Karde oder Kämmaschine, bei dem ein laufender
Faserverband durch einen Meßraum einer
Meßeinrichtung
geführt
und ein Meßsignal
erzeugt wird, welches die längenspezifische
Masse des in dem Meßraum
befindlichen Faserbandes repräsentiert.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Spinnereivorbereitungsmaschine,
insbesondere eine Strecke, Karde oder Kämmaschine, mit einer Steuerungseinrichtung
und mindestens einer Meßeinrichtung
zur Erzeugung eines Meßsignals, welches
die längenspezifische
Masse eines durch den Meßraum
der Meßeinrichtung
geführten
Faserverbandes repräsentiert.
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In
der Kurzstapelspinnerei wird aus Rohfasern, welche eine Länge von
einigen Zentimetern aufweisen, in mehreren Prozeßschritten zuerst ein länglicher
Faserverband erzeugt. Die Rohfasern können aus Baumwolle, aus verschiedenen
Kunstfasern oder einer Mischung derselben bestehen.
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Bei
einem heute üblichen
Prozeß zur
Garnherstellung wird mittels einer Karde aus vorgelegten Rohfasern
ein geschlossener Faserverband hergestellt. In der Karde wird zunächst ein
flächiger
Faserverband, ein sogenanntes Faservlies, erzeugt, der dann zu einem
strangförmigen
Faserverband, im allgemeinen Faserband genannt, zusammengefaßt wird.
Dieses Faserband wird mittels nachfolgender Strecken und optional
mittels Kämmaschinen
weiter vergleichmäßigt. Das
so hergestellte Faserband wird schließlich einer Spinnmaschine zur
Herstellung eines gedrehten Garnes vorgelegt.
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Die
Qualität
des ersponnenen Garnes hängt dabei
insbesondere von der Gleichmäßigkeit
des vorgelegten Faserbandes ab. Daher sind Spinnereivorbereitungsmaschinen
mit Einrichtungen zur Vergleichmäßigung und
zur Überwachung
der Gleichmäßigkeit
des Faserverbandes ausgestattet. Derartige Einrichtungen zur Vergleichmäßigung oder
zur Überwachung
der Qualität
sind mit Sensoren verbunden, welche die längenspezifische Masse des Faserbandes
erfassen. Die längenspezifische
Masse eines Faservlieses oder eines Faserbandes wird in der Dimension
Masse pro Längeneinheit
angegeben und ist gleichzeitig ein Maß für die Dicke des Faserverbandes
an einer bestimmten Stelle.
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Es
ist seit längerem
bekannt, die Masse bzw. die Dicke eines laufenden Faserverbandes
durch mechanische Abtastsysteme zu erfassen. Weiterhin sind berührungslose
Sensoren vorgeschlagen worden, welche beispielsweise nach einem
kapazitiven Meßverfahren,
einem Durchstrahlungsverfahren, einem Reflexionsverfahren oder nach
einem Resonanzverfahren arbeiten.
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Unabhängig vom
Meßprinzip
weisen Sensoren zur Erfassung der Faserbandmasse bzw. -dicke eine
Kennlinie auf, welche den Zusammenhang zwischen der Masse des vorgelegten
Faserbandes bzw. Faservlieses und einem erzeugten Ausgangssignal beschreibt.
Um die Einhaltung einer definierten Sollkennlinie eines mechanischen
Abtastsystems zur überprüfen, ist
es bekannt, dem jeweiligen Abtastsystem, eine Vielzahl von Meßlehren
unterschiedlicher, aber jeweils bekannter Dicke vorzulegen. Derartige
Meßlehren
werden auch als Prüfmaße bezeichnet
Die Dicke der verschiedenen Prüfmaße ist dabei über den
Meßbereich
des Sensors verteilt. Sofern dabei Unterschiede zwischen dem Ist-Ausgangssignal
und dem jeweiligen Soll-Ausgangssignal des
Sensors festgestellt werden, wird der Sensor manuell neu justiert.
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Bei
berührungslos
arbeitenden Sensoren kann ein derartiges Abgleichsverfahren jedoch
nicht angewandt werden. Auch ist es kaum möglich, einen berührungslosen
Sensor durch die Vorlage von Faserverbänden mit einer definierten
Masse abzugleichen, da diese sich nicht mit der erforderlichen Genauigkeit
herstellen lassen. Weiterhin sind handhabungsbedingte Verzüge wegen
des nur losen inneren Zusammenhaltes eines Faserverbandes nicht
zu vermeiden, so daß der
vorgelegte Faserverband seine längenspezifische
Masse während
eines Abgleichvorganges verändern
würde.
Zum Abgleich eines berührungslosen
Sensors ist es daher im Regelfall erforderlich, einen durch den
Sensor vermessenen Faserverband nachträglich im Labor zu überprüfen und dann
den Sensor manuell anzupassen, wobei normalerweise mehrere Iterationsschritte
erforderlich sind.
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Derartige
manuelle Verfahren zum Abgleich eines Sensors zur Erfassung der
Faserbanddicke an einer Spinnereivorbereitungsmaschine erfordern
einen hohen Zeitaufwand und werden daher in der Praxis lediglich
beim Auftreten von gravierenden Qualitätsabweichungen beim produzierten
Faserverband durchgeführt.
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Meßabweichungen
eines Sensors, welche im Intervall zwischen zwei derartigen Maßnahmen zum
Sensorabgleich liegen, können
so nicht erfaßt und
folglich auch nicht korrigiert werden. Dabei führen insbesondere kurzfristige
Veränderungen
der Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise Temperaturschwankungen
oder Änderungen
der Luftfeuchte, zu Meßfehlern,
welche einerseits zu einer Verschlechterung der Wirkung der Vergleichmäßigungseinrichtungen
und andererseits zu unzutreffenden Qualitätsdaten führen. Problematisch sind jedoch
auch weitere Fehlerquellen, wie etwa eine mechanische Abnutzung
oder Verschmutzungen des Sensors.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die beschriebenen Probleme im
Zusammenhang mit der Erfassung der Faserbandmasse bzw. Dicke an ei nem
laufenden Faserverband bei einer Spinnereivorbereitungsmaschine
zu beseitigen.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren zum Betreiben einer Spinnereivorbereitungsmaschine
sowie durch eine Spinnereivorbereitungsmaschine mit den Merkmalen
der unabhängigen
Ansprüche.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
erfolgt eine Korrektur des Meßsignals
der Meßeinrichtung,
indem ein Korrekturwert zum Meßsignal
addiert wird, wobei die Bestimmung des Korrekturwertes durch folgende,
durch die Steuerungseinrichtung der Spinnereimaschine gesteuerte
Schritte erfolgt: Zunächst
wird der Faserverband durch pneumatische und/oder mechanische Mittel
aus dem Meßraum
entfernt. Mit anderen Worten: Der Meßraum und der Faserverband
werden so voneinander räumlich
getrennt, daß der
eigentlich zu vermessende Faserverband das Meßsignal nicht mehr beeinflußt. Danach wird
eine Leermessung durchgeführt
und der Korrekturwert errechnet, indem der durch die Leermessung erhaltene
Leermeßwert
des Meßsignals
von einem vordefinierten Sollwert des Meßsignals subtrahiert wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann auf die aufwendige Vorlage von Faserverbandproben mit definierter
Masse vollständig
verzichtet werden. Auch kann es in wenigen Sekunden durchgeführt werden.
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Der
Meßraum
einer Meßeinrichtung
ist derjenige räumliche
Bereich, indem die Masse de Faserverbandes mittel des jeweiligen
Meßverfahrens
erfaßt
wird. Der Begriff Meßraum
ist also abstrakt zu verstehen. Dabei ist es unwesentlich, ob der
Meßraum
körperlich
oder gedanklich definiert ist.
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Ein
einmal ermittelter Korrekturwert wird solange zur Korrektur des
Meßsignals
herangezogen, bis ein neuer Korrekturwert erfaßt wird. Wegen des geringen
Zeitaufwandes kann die Bestimmung neuer Korrekturwerte in verhältnismäßig kurzen
Zeitabständen
erfolgen. Der Korrekturwert kann negative oder positive Werte annehmen,
dabei ist auf die vorzeichenrichtige Addition zum Meßsignal
zu achten. Das vorgeschlagene Verfahren kann bei kontinuierlichen oder
diskreten Meßverfahren
angewandt werden. Auch spielt es keine Rolle, ob das Meßsignal
in digitaler oder analoger Form vorliegt. Der vordefinierte Sollwert
des Meßsignals
bei einer Leermessung kann der Soll-Kennlinie der Meßeinrichtung entnommen werden
oder in einer vorbetrieblichen Phase ermittelt werden.
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In
besonders einfacher Weise kann der Faserverband zur Durchführung einer
Leermessung aus der Meßvorrichtung
entfernt werden, wenn eine Meßvorrichtung
verwendet wird, deren Meßraum quer
zur Längsrichtung
des laufenden Faserverbandes wenigstens nach einer Seite hin offen
ist. Dann kann der Faserverband aus dem Meßraum entfernt werden, indem
der Faserverband oder der Meßraum relativ
zum Meßraum
bzw. zum Faserverband quer zur Bewegungsrichtung des Faserverbandes
bewegt wird.
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Vorteilhafterweise
wird hierbei der Meßraum bewegt
und der Faserverband in seiner ursprünglichen Lage belassen. Hierdurch
kann ein Fehlverzug des empfindlichen Faserverbandes vermieden werden.
Der Meßraum
kann dabei geradlinig und/oder krummlinig bewegt werden.
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Denkbar
ist jedoch auch, den Faserverband mittels eines beweglichen Faserverbandführungsmittels,
beispielsweise mit einer Rolle, eines Hakens, einer Öse oder
eines Greifers, aus dem Meßraum
zu entfernen.
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Auch
ist es möglich,
den Faserverband aus den Meßraum
zu entfernen, indem er bezogen auf den Meßraum stromaufwärts durchtrennt
und der Strom abwärts
gelegene Abschnitt des Faserverbandes aus dem Meßraum gezogen wird.
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Bevorzugt
erfolgt die Bestimmung eines neuen Korrekturwertes dann, wenn durch
ein automatisches Qualitätserfassungssystem,
welches der Spinnereivorbereitungsmaschine zugeordnet ist, eine Qualitätsabweichung
im produ zierten Faserverband festgestellt wird. Die Bestimmung eines
neuen Korrekturwertes kann dabei sowohl für einen Sensor, der dem Qualitätserfassungssystem
unmittelbar Meßsignale
liefert, als auch für
einen sonstigen Sensor erfolgen.
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Vorteilhafterweise
wird regelmäßig nach
Ablauf einer bestimmten Zeitspanne die Bestimmung eines neuen Korrekturwertes
initiiert. Dies erfolgt ohne Bedienereingriff automatisch durch
die Steuerungseinrichtung. Ebenso kann die Bestimmung eines neuen
Korrekturwertes regelmäßig nach
einer bestimmten Länge
des durchlaufenden Faserverbandes initiiert werden. Zu beiden Fällen ist
eine regelmäßige Korrektur
des Meßsignals
der Meßeinrichtung
sichergestellt.
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Häufig wird
der Faserverband am Auslauf einer Spinnereivorbereitungsmaschine
in eine Spinnkanne abgelegt. Dabei ist es regelmäßig erforderlich, gefüllte gegen
leere Kannen zu ersetzen. In diesem Fall ist es sinnvoll, die Leermessung
zur Bestimmung des Korrekturwertes durch die Steuerungseinrichtung
derart zu steuern, daß sie
regelmäßig während eines
Kannenwechsels erfolgt. Dabei kann die Bestimmung des Korrekturwertes
bei jedem Kannenwechsel oder beispielsweise bei jedem zweiten oder dritten
Kannenwechsel erfolgen.
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Weiterhin
ist es möglich,
daß die
Bestimmung eines Korrekturwertes alternativ oder zusätzlich unmittelbar
nach dem Einschalten der Spinnereivorbereitungsmaschine durch die
Steuerungseinrichtung selbsttätig
initiiert wird. In diesem Fall erfolgt die Bestimmung eines neuen
Korrekturwertes unabhängig
davon, ob gerade ein Kannenwechsel erforderlich ist oder nicht. Änderungen
der Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise der Temperatur, die
während der
Standzeit der Spinnereivorbereitungsmaschine eingetreten sind, werden
so unmittelbar berücksichtigt.
Die regelmäßige Neubestimmung
während
eines Kannenwechsel kann dennoch weiterhin durchgeführt werden.
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Vorteilhafterweise
ist vorgesehen, daß die Bestimmung
eines neuen Korrekturwertes – auch
außerhalb
einer etwa vorgesehenen regelmäßigen Neubestimmung
des Korrekturwertes – durch
die Steuerungseinrichtung initiiert wird, wenn das korrigierte Meßsignal
einen festgelegten Schwellwert erreicht. Hierbei kann insbesondere
ein oberer und ein unterer Schwellwert definiert sein. In diesem
Fall führt
ein Erreichen oder gar ein Überschreiten
des oberen Grenzwertes genauso wie ein Erreichen oder ein Unterschreiten
des unteren Grenzwertes zu einer Neubestimmung des Korrekturwertes.
Weichen der alte und der neue Korrekturwert nicht wesentlich voneinander
ab, so deutet dies auf eine tatsächliche
Veränderung
der Masse des Faserverbandes hin. Im anderen Fall liegt offensichtlich
eine Veränderung
des Meßverhaltens
der Meßeinrichtung
vor.
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Durch
die Vorgabe von Schwellwerten, welche absolut oder relativ definiert
sein können,
kann so automatisch überprüft werden,
ob außergewöhnlich hohe
bzw. niedrige Werte des korrigierten Meßsignals auf einer tatsächlichen
Zu- oder Abnahme der Masse des Faserverbandes oder etwa auf einer
Veränderung
(Drift) des Meßverhaltens
der Meßeinrichtung
beruhen. Im ersten Fall kann dann eine Warnmeldung ausgegeben werden,
so daß der
Bediener auf die außergewöhnliche
Abweichung der Masse des Faserverbandes aufmerksam gemacht wird.
Gegebenenfalls kann auch eine Unterbrechung der Produktion erfolgen,
um unnötigen
Ausschuß zu
verhindern. Im zweiten Fall wird die Drift der Meßeinrichtung
durch den neuen Korrekturwert automatisch korrigiert.
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Ebenso
kann vorgesehen sein, daß eine Neubestimmung
des Korrekturwertes durch die Steuerungseinrichtung initiiert wird,
wenn das korrigierte Meßsignal
innerhalb einer bestimmten Zeitspanne um mehr als einen festgelegten
Betrag ansteigt oder absinkt. Auch in diesem Fall kann die Plausibilität derartiger
außergewöhnlicher
Meßwerte
automatisch überprüft werden.
Gegebenenfalls können
die bereits genannten Maßnahmen
eingeleitet werden.
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Zusätzlich oder
alternativ kann vorgesehen sein, daß die Bestimmung des Korrekturwertes
durch eine Bedieneraktion ausgelöst
wird. So ist die Bestimmung eines Korrekturwertes auch außerhalb
der vorgesehenen Zyklen möglich,
wenn beispielsweise begründete
Zweifel an der korrekten Funktion der Meßeinrichtung bestehen. Die
Bestimmung des Korrekturwertes selbst erfolgt dann ohne weiteres
Zutun des Bedieners durch die Steuerungseinrichtung der Spinnereivorbereitungsmaschine.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn nach der Leermessung der Faserverband mittels
durch die Steuerungseinrichtung gesteuerter pneumatischer und/oder
mechanischer Mittel in den Meßraum
eingefädelt
und einem dem Meßraum
nachgeordneten durch die Steuerungseinrichtung gesteuerten Abzugsmittel
zugeführt
wird. Bei dem Abzugsmittel kann es sich beispielsweise um ein Abzugswalzenpaar
handeln. In diesem Fall entfällt
das manuelle Einfädeln
des Faserverbandes nach einer Leemessung.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn nach dem Einfädeln und Zuführen zu
den Abzugsmitteln die Produktion der Spinnereivorbereitungsmaschine
automatisch aufgenommen wird. So können Produktionsunterbrechungen
auf ein Minimum reduziert werden.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, wenn der Meßraum
nach dem Entfernen des Faserverbandes und vor der Leermessung gereinigt
wird. Hierdurch können
Einflüsse
von Verunreinigungen auf das Meßsignal
verhindert werden. Verunreinigungen bestehen häufig aus Anlagerungen von Faser-
oder von Schmutzpartikeln. Vorteilhafterweise wird die Reinigung
des Meßraums
durch die Steuerungseinrichtung der Spinnereivorbereitungsmaschine
gesteuert.
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Der
Meßraum
kann mittels eines Fluids, beispielsweise mittels Druck- oder Saugluft
und/oder mittels mechanischer Reinigungsmittel, gereinigt werden.
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Vorzugsweise
wird eine Warnmeldung ausgegeben und/oder die Spinnereivorbereitungsmaschine
zum Stillstand gebacht, wenn der ermittelte Korrekturwert einen
vordefinierten Schwellwert überschreitet.
Dies ist sinnvoll, da besonders große Abweichungen zwischen Sollwert
und Istwert bei einer Leermessung auf eine besonders starke Verschmutzung
und/oder auf eine Fehlfunktion der Spinnereivorbereitungsmaschine
hindeuten. Eine Warnmeldung versetzt den Bediener in die Lage, entsprechend
zu reagieren. Ein Stillsetzen der Spinnervorbereitungsmaschine verhindert
unnötigen
Ausschuß.
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Prinzipiell
kann das Meßsignal
unter Verwendung jedes bekannten physikalischen Verfahrens erzeugt
werden. Bevorzugt wird jedoch ein mechanisches Abtastverfahren,
ein kapazitives Meßverfahren,
ein Durchstrahlungsverfahren, ein Reflexionsverfahren und/oder ein
Resonanzverfahren zur Erzeugung des Meßsignals verwendet. Besonders bevorzugt
ist die Durchführung
eines Resonanzverfahrens unter Verwendung von Mikrowellen, da so die
Masse bzw. Dicke des Faserverbandes materialfeuchteunabhängig gemessen
werden kann.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
wird der laufende Faserverband durch einen Meßraum einer Meßeinrichtung,
welche am Einlauf der Spinnereivorbereitungsmaschine angeordnet
ist, und durch einen Meßraum
einer weiteren Meßeinrichtung,
welche am Auslauf der Spinnereivorbereitungsmaschine angeordnet
ist, geführt
wird, wobei das Meßsignal der
Meßeinrichtung
am Einlauf mittels eines Korrekturwertes und das Meßsignal
der Meßeinrichtung
am Auslauf mittels eines weiteren Korrekturwertes korrigiert wird.
Hierdurch können
Meßwerte
hoher Genauigkeit für
die Regulierung (Open-Loop und/oder Closed-Loop-Steuerung) der Spinnereivorbereitungsmaschine
oder für
die Qualitätsüberwachung bereitgestellt
werden.
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Dabei
ist es sinnvoll, daß die
am Einlauf angeordnete Meßeinrichtung
abgeglichen wird, wenn an der Meßeinrichtung am Auslauf außergewöhnliche
Meßergebnisse
auftreten. Dies gilt insbesondere, wenn das korrigierte Meß signal
der am Auslauf angeordneten Meßeinrichtung
einen vordefinierten oberen Schwellwert oder einen vordefinierten
unteren Schwellwert erreicht oder überschreitet, oder wenn das
korrigierte Meßsignal
der am Auslauf angeordneten Meßeinrichtung
innerhalb einer bestimmten Zeitspanne um mehr als einen festgelegten
Betrag ansteigt oder absinkt, oder wenn der weitere Korrekturwert
einen festgelegten Maximalkorrekturwert oder einen Minimalkorrekturwert
erreicht oder überschreitet.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn durch die Steuerungseinrichtung automatisch
die Bestimmung eines neuen weiteren Korrekturwertes zur Korrektur des
Meßsignals
der Meßeinrichtung
am Auslauf initiiert wird, wenn das korrigierte Meßsignal
der am Auslauf angeordneten Meßeinrichtung
einen vordefinierten oberen Schwellwert oder einen vordefinierten
unteren Schwellwert erreicht oder überschreitet, oder wenn das
korrigierte Meßsignal
der am Auslauf angeordneten Meßeinrichtung
innerhalb einer bestimmten Zeitspanne um mehr als einen festgelegten
Betrag ansteigt oder absinkt, oder der bisherige weitere Korrekturwert
einen festgelegten Maximalkorrekturwert oder einen Minimalkorrekturwert
erreicht oder überschreitet.
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Wenn
der neubestimmte weitere Korrekturwert um weniger als einen vorbestimmten
Betrag von dem bisherigen weiteren Korrekturwert abweicht, so deutet
dies auf eine Fehlfunktion der der Meßeinrichtung am Auslauf vorgelagerten
Regulierung hin. In diesem Fall wird durch die Steuerungseinrichtung (20)
automatisch die Bestimmung eines neuen Korrekturwertes zur Korrektur
des Meßsignals
der Meßeinrichtung
am Einlauf initiiert. Sofern die Fehlfunktion der Regulierung auf
einem fehlerhaften Korrekturwert der Meßeinrichtung am Einlauf beruhte,
ist diese nun behoben. Andernfalls kann beispielsweise ein Alarm
ausgelöst
werden.
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Eine
erfindungsgemäße Spinnereivorbereitungsmaschine
weist ein Korrekturglied zur Addition eines Korrekturwertes zum
Meßsignal
auf. Dabei ist die Steuerungseinrichtung der Spinnereivorbereitungsmaschine
zur Steuerung eines Verfahrens zur Bestimmung des Korrekturwertes
anhand mindestens einer Leermessung ausgebildet. Damit kann auf einen
manuellen Abgleich der Meßeinrichtung
der Spinnereivorbereitungsmaschine verzichtet werden.
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Vorteilhafterweise
sind Mittel zum Entfernen des Faserverbandes aus dem Meßraum vorhanden, welche
durch die Steuerungseinrichtung ansteuerbar sind. Hierdurch kann
auch das manuelle Entfernen des Faserverbandes entfallen.
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Ist
der Meßraum
quer zur Längsrichtung
des Faserverbandes wenigstens nach einer Seite hin offen, so können die
Mittel zum Entfernen des Faserverbandes vorteilhafterweise so ausgebildet
sein, daß eine
Relativbewegung zwischen dem Faserverband und dem Meßraum quer
zur Bewegungsrichtung des Faserverbandes möglich ist. So kann auf ein
Durchtrennen des Faserverbandes verzichtet werden.
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Ist
der Meßraum
jedoch nach allen Seiten hin geschlossen, so daß er den Faserverband allseitig umschließt, so können die
Mittel zum Entfernen des Faserverbandes so ausgebildet sein, daß der Faserverband
stromaufwärts
des Meßraums
durchtrennbar ist, wobei Abzugsmittel, beispielsweise Abzugswalzen,
zum Herausziehen des stromabwärts
gelegenen Abschnitts des Faserverbandes aus dem Meßraum vorgesehen
sind. Zum Durchtrennen des Faserverbandes können beispielsweise Mittel,
welche Schneid- oder Reißwerkzeuge
umfassen, vorgesehen sein. Alternativ könnte durch eine entsprechende
Ansteuerung der Walzenpaare eines vorgelagerten Streckwerkes eine
Dünnstelle
im Faserverband erzeugt werden, welche zu einer Durchtrennung des
Faserverbandes führen
würde.
Dabei ist es unerheblich, ob die einzelnen Walzenpaare über ein Regelgetriebe
durch einen gemeinsamen Motor oder durch Einzelantriebe angetrieben
werden. In beiden Fällen
ist es möglich,
durch Drehzahlunterschiede zwischen den Walzenpaaren den Faserverband
zu durchtrennen. Ebenso kann die Durchtrennung erfol gen, indem das
vorgelagerte Streckwerk unter Aufrechterhaltung der Klemmung des
Faserverbandes insgesamt stillgesetzt wird, das Abzugsmittel jedoch weiterhin
angetrieben wird.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Steuerungseinrichtung zur selbsttätigen Initiierung
der Bestimmung des Korrekturwertes ausgebildet ist. Vorteilhafterweise
erfolgt diese Initiierung regelmäßig nach
Ablauf einer bestimmten Zeitspanne oder nach einer bestimmten Menge
oder Länge
des durchlaufenden Faserverbandes.
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Ebenso
kann die Steuerungseinrichtung zur Initiierung der Bestimmung eines
Korrekturwertes nach dem Einschalten der Spinnereivorbereitungsmaschine
ausgebildet sein.
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Sofern
stromabwärts
der Meßeinrichtung eine
Kannenablage angeordnet ist, kann die Steuerungseinrichtung zur
Initiierung der Bestimmung eines neuen Korrekturwertes während eines
Kannenwechsels ausgebildet sein.
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Vorteilhafterweise
ist die Spinnereivorbereitungsmaschine zur selbsttätigen Initiierung
der Bestimmung des Korrekturwertes ausgebildet, wenn das korrigierte
Meßsignal
einen festgelegten Schwellwert erreicht.
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Auch
kann die Spinnereivorbereitungsmaschine derart ausgebildet sein,
daß durch
sie selbsttätig
eine Initiierung der Bestimmung des Korrekturwertes erfolgt, wenn
das korrigierte Meßsignal
innerhalb einer bestimmten Zeitspanne um mehr als einen festgelegten
Betrag ansteigt oder absinkt.
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Ist
die Steuerungseinrichtung mit einem Bedienelement verbunden, so
ist es vorteilhaft, wenn sie zur Initiierung der Bestimmung des
Korrekturwertes nach einer Bedieneraktion ausgebildet ist. Eine bedienerinitiierte
Neubestimmung des Korrekturwertes kann beispielsweise auch während der
Befül lung einer
Kanne, also wenn gerade kein Kannenwechsel erfolgt, durchgeführt werden.
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Weiterhin
ist es bevorzugt, daß durch
die Steuerungseinrichtung gesteuerte pneumatische und/oder mechanische
Mittel zum Einfädeln
des Faserverbandes in dem Meßraum
vorhanden sind, wobei die Steuerungseinrichtung zur selbsttätigen Initiierung
des Einfädelns
nach einer Leermessung ausgebildet ist. Durch das Einfädeln erfolgt
eine Vorlage des Faserverbandes an ein in Bezug auf den Meßraum stromabwärts angeordnetes,
durch die Steuerungseinrichtung gesteuertes Abzugsmittel. Dabei kann
es sich beispielsweise um ein Abzugswalzenpaar handeln.
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Vorteilhafterweise
ist die Steuerungseinrichtung zur selbständigen Aufnahme der Produktion nach
dem Einfädeln
und der Vorlage des Faserverbandes an das Abzugsmittel ausgebildet.
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Zusätzlich kann
vorgesehen sein, daß durch die
Steuerungseinrichtung steuerbare Mittel zum Reinigen des Meßraums mittels
mechanischer Reinigungsmittel oder eines unter Druck zugeführten Fluids,
vorzugsweise mittels Druck- oder Saugluft, vorgesehen sind. Dabei
ist die Steuerungseinrichtung zur selbsttätigen Initiierung eines Reinigungsvorganges
ausgebildet.
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Weiterhin
kann die Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Ausgabe einer Warnmeldung,
beispielsweise mittels einer mit der Steuerungseinrichtung verbunden
Ausgabeeinheit, und/oder zum Initiieren einer Abschaltung der Spinnereivorbereitungsmaschine
ausgebildet sein, wenn der Korrekturwert einen vordefinierten Schwellwert überschreitet.
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Vorteilhafterweise
ist die Meßeinrichtung
zur Durchführung
eines mechanischen Abtastverfahrens, eines kapazitiven Meßverfahrens,
eines Durchstrahlungsverfahrens, eines Reflexionsverfahrens und/oder
eines Resonanzverfahrens ausgebildet.
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Weitere
Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen
beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
Skizze einer Strecke nach dem Stand der Technik,
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2 eine
skizzierte Teilansicht einer erfindungsgemäßen Strecke,
-
3 eine
Detailansicht einer alternativen Ausführungsform, und
-
4 eine
Darstellung eines unkorrigierten Meßsignals und eines korrigierten
Meßsignals
im Zeitverlauf.
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1 zeigt
eine Strecke 1 als ein Beispiel für eine Spinnereivorbereitungsmaschine
nach dem Stand der Technik. Der Erfindung betrifft jedoch auch weitere
Spinnereivorbereitungsmaschinen, insbesondere Karden oder Kämmaschinen,
sofern diese eine Steuerungseinrichtung 20 und mindestens
eine Meßeinrichtung 25, 25', 32 zur
Erzeugung eines Meßsignals
S(t), welches die längenspezifische
Masse eines durch einen Meßraum 26, 26' 33 der
Meßeinrichtung
geführten
Faserverbandes repräsentiert, aufweist.
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Der
schematisch dargestellten Strecke 1 werden sechs individuelle
Faserbänder
FB nebeneinander vorgelegt. Die Faserbänder FB sind von oben gesehen
dargestellt, während
die Strecke 1 als solches in einer Seitenansicht gezeigt
ist. Am Eingang der Strecke 1 ist ein Trichter 12 angeordnet,
welcher die Faserbänder
FB zu einem einzigen Faserverband FV verdichtet. Nach Durchlaufen
einer ersten Meßeinrichtung,
welche ein Meßsignal
Se(t) erzeugt, welches die längenspezifische
Masse des hindurchgeführten
Faserverbandes FV repräsentiert,
wird der nunmehr komprimierte Faserverband FV in ein Streckwerk 4 geführt, welches
das Kernstück
der Strecke bildet.
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Das
Streckwerk 4 weist ein Eingangswalzenpaar 5a, 5b,
ein mittleres Walzenpaar 6a, 6b und ein Ausgangs-
oder auch Lieferwalzenpaar 7a, 7b auf, welche
sich mit in dieser Reihenfolge jeweils gesteigerter Umfangsgeschwindigkeit
drehen. Durch diese unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten der Walzenpaare
wird der Faserverband FV, welcher im Streckwerk vliesartig ausgebreitet
wird, entsprechend dem Verhältnis
der Umfangsgeschwindigkeiten verzogen.
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Das
Eingangswalzenpaar 5a, 5b und das mittlere Walzepaar 6a, 6b bilden
das sogenannte Vorverzugsfeld, das mittlere Walzenpaar 6a, 6b und das
Lieferwalzenpaar 7a, 7b das sogenannte Hauptverzugsfeld.
Bei unregulierten Strecken ist während des
Verzugsvorgangs sowohl der Vorverzug als auch der Hauptverzug konstant.
Bei regulierten Strecken erfolgt hingegen eine Ausregulierung von
Masseschwankungen des Faserverbundes durch Veränderung der Verzugshöhe. Üblicherweise
ist dabei der Hauptverzug veränderbar,
da der Hauptverzug im Regelfalle größer ist als der Vorverzug,
so daß eine genauere
Ausregulierung von Dickeschwankungen der Faserverbandes erfolgen
kann.
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Der
im Hauptverzugsfeld zusätzlich
angeordnete Druckstab 8 lenkt den Faserverband FV um und
sorgt somit für
eine bessere Führung
der Fasern. Der verzogene Faserverband FV wird dann mit Hilfe einer
Umlenkoberwalze 9 umgelenkt und einer Bandformungseinrichtung 10 zugeführt. Die
Bandformungseinrichtung 10 ist als Trichter 10 ausgebildet und
dient der Komprimierung des Faservlieses zu einem einheitlichen
Faserband. Am Ausgang des Trichters 10 ist eine Meßeinrichtung 25 angeordnet, welche
einen Meßraum 26 aufweist,
in welchem die Masse des hindurchgeführten Faserverbundes FV erfaßt wird.
Diese Masse bzw. Dicke wird durch eine nicht gezeigte Sensorelektronik
in ein Meßsignal Sa(t) umgesetzt.
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Der
vermessene Faserverband FV wird mittels eines Kalanderwalzenpaares 13, 14 abgezogen und
einer Kannenablage 24 zugeführt. Die Kannenablage 24 weist
einen um seine Hochachse rotierenden Drehteller 17 mit
einem Bandkanal 16 zur Ablage des Faserverbandes FV in
eine Kanne 18 auf. Die Kanne 18 selbst wird durch
nicht gezeigte Mittel im Falle einer Rechteckkanne translatorisch
und im Falle einer Rundkanne rotatorisch in bezug auf den feststehenden
Drehteller 17 bewegt. Hierdurch kann der gesamte Innenraum
der Kanne 18 mit abgelegtem Faserverband FV gefüllt werden.
Ist eine Kanne 18 komplett gefüllt, so kann sie manuell durch
einen Bediener oder mittels einer nur schematisch dargestellten
Kannenwechseleinrichtung 19 gegen eine leere Kanne ersetzt
werden.
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Die
Strecke 1 weist eine Steuerungseinrichtung 20 auf,
welche insbesondere die Drehzahl der Walzenpaare des Streckwerkes 4 steuert.
Dazu wirkt sie auf die nicht dargestellten Antriebe der Walzenpaare
ein. Ebenso wirkt die Steuerungseinrichtung 20 auf das
Walzenpaar 2, 3 am Einlauf der Strecke, auf das
Abzugswalzenpaar 13, 14 am Auslauf der Strecke
sowie auf die Drehzahl des Drehtellers 17 der Kannenablage 24.
Weiterhin kann die Steuerungseinrichtung 20 zur Steuerung
der Kannenwechseleinrichtung 19 ausgebildet sein. Wie üblich ist
die Steuerungseinrichtung 20 mit einer Bedieneinrichtung 22,
beispielsweise mit einer Tastatur, sowie mit einer Ausgabeeinheit 23,
beispielsweise einem Bildschirm, verbunden.
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Daneben
weist die Strecke 1 ein Qualitätsüberwachungssystem 21 auf,
welches zur Überwachung
der Qualität
des produzierten Faserverbandes ausgebildet ist.
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Die
erste Meßeinrichtung 32 umfaßt einen Meßraum 33 und
zwei Abtastscheiben 2, 3, von denen die Abtastscheibe 2 ortsfest
ausgebildet und die Abtastscheibe 3 mit Druck gegen die
Abtastscheibe 2 gepreßt
ist und senkrecht zur ihrer Drehachse auslenkbar ist. Die Auslenkungen
der Abtastscheibe 3 sind hierbei ein Maß für die Masse des Faserverbandes
FV. Die Aus lenkung wird beispielsweise mit einem nicht dargestellten
induktiven Sensor erfaßt,
der das Meßsignal
Se(t) erzeugt. Das Meßsignal Se(t) wird
dann von der Steuerungseinrichtung 20 zur Veränderung
des Vor- und/oder Hauptverzugs des Streckwerks 4 herangezogen.
Hierdurch können Schwankungen
der Masse des Faserverbandes ausreguliert werden. Ein derartiges
Verfahren wird auch als Open-Loop-Steuerung des Streckwerkes bezeichnet.
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Die
Meßeinrichtung 25 am
Auslauf des Streckwerks 4 umfaßt einen Meßraum 26 durch den der
Faserverband FV hindurchgeführt
und berührungslos
vermessen wird. Die Verwendung eines berührungslosen Sensors ist hier
besonders vorteilhaft, da die Geschwindigkeit des laufenden Faserverbandes
am Auslauf des Streckwerkes naturgemäß deutlich höher ist
als auf dessen Einlaufseite. Das Meßsignal Sa(t),
welches durch die Meßeinrichtung 25 mittels
einer nicht gezeigten Sensorelektronik erzeugt wird, wird mittels
des Qualitätserfassungssystems 21 ausgewertet.
Insbesondere werden die durchschnittliche Stärke des Faserbandes und die
im Faserverband verbliebenen Ungleichmäßigkeiten erfaßt. Genügt die Qualität des auslaufenden
Faserverbandes nicht den Anforderungen, so kann beispielsweise ein Signal
von der Qualitätserfassungseinrichtung 21 zur Steuerung 20 übertragen
und die Maschine angehalten werden. Auch kann – beispielsweise über die Ausgabeeinheit 23 – eine Meldung
an den Bediener erfolgen.
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Das
Meßsignal
Sa(t) der Meßeinrichtung 25 am
Auslauf des Streckwerkes 4 wird häufig auch an die Steuerungseinrichtung 20 direkt übermittelt.
So kann beispielsweise eine Abschaltung der Spinnereivorbereitungsmaschine
wegen mangelnder Qualität autonom
durch die Steuerungseinrichtung 20 erfolgen. Auch ist es
denkbar, daß Meßsignal
Sa(t) zur Steuerung des Verzuges des Streckwerkes 4 heranzuziehen.
Die so realisierte Closed-Loop-Steuerung eignet sich insbesondere
zur Ausregulierung von langfristigen Abweichungen in eine Richtung
von Sollwert.
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Insgesamt
ist eine optimale Ausregulierung von Schwankungen des laufenden
Faserverbandes nur möglich,
wenn das hierzu herangezogenen Meßsignal S(t) der Meßeinrichtungen 32 und 25 hinreichend
genau sind. Auch ist eine aussagekräftige Qualitätserfassung
nur mit einem entsprechend genauen Meßsignal Sa(t)
der Meßeinrichtung 25 möglich.
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Meßeinrichtungen
von Spinnereivorbereitungsmaschinen werden daher in aufwendigen
manuellen Verfahren abgeglichen bzw. justiert. Hierzu werden bei
mechanisch abtastenden Meßeinrichtungen
Prüfmaße mit bekannter
Dicke manuell vorgelegt und die Meßsignale S(t) mit einem Sollwert
entsprechend der Sollkennlinie der jeweiligen Meßeinrichtung verglichen. Dies
erfolgt üblicherweise
mit einer Vielzahl von Prüfmaßen unterschiedlicher
Dicke, welche den gesamten Meßbereich
der jeweiligen Meßeinrichtung
abdecken. Nach dem manuellen Durchführen derartiger Meßreihen,
wird dann die jeweilige Meßeinrichtung
abgeglichen bzw. neu justiert. Bei berührungslosen Meßsystemen
werden Meßergebnisse
der Meßeinrichtung
nachträglich
im Labor überprüft. Bei
Abweichungen wird die Sensorcharakteristik in iterativen Schritten
solange verändert,
bis eine entsprechende Übereinstimmung
der Meßergebnisse
des Sensors und der Labormeßergebnisse eintritt.
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Derartige
Abgleichverfahren können
wegen des verhältnismäßig hohen
Aufwandes nur in relativ großen
zeitlichen Abständen
durchgeführt
werden. Zeitlich rasch veränderliche
Einflußgrößen auf
das Meßsignal
S(t) können
so jedoch nicht erfaßt
und dadurch bedingte Verfälschungen
nicht korrigiert werden. Zu nennen sind hierbei insbesondere Verfälschungen
des Meßsignals
S(t), welche durch eine Veränderung
der Temperatur der Meßeinrichtung hervorgerufen
werden. Auch können
Verfälschungen der
Meßergebnisse
durch in der Meßeinrichtung
anhaftende Verschmutzungen erfolgen. Verfälschungen der Meßergebnisse
durch Temperatureinflüsse oder
Verschmutzungen treten mehr oder weniger ausgeprägt bei sämtlichen bekannten Meßverfahren aus.
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2 zeigt
einen Teil einer Strecke 1, bei der sowohl das Meßsignal
Sa(t) der am Auslauf angeordneten Meßeinrichtung 25 als
auch das Meßsignal Se(t) der am Einlauf angeordneten Meßeinrichtung 32 in
erfindungsgemäßer Weise
korrigiert wird. Genau so gut könnte
die Erfindung jedoch ausschließlich
am Einlauf oder ausschließlich
am Auslauf der Strecke realisiert werden.
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Die
Erfindung sei zunächst
am Beispiel der am Auslauf angeordneten Meßeinrichtung 25 ausführlich erläutert: Die
Meßeinrichtung 25 erfaßt in der bereits
beschriebenen Weise die Masse des durchlaufenden Faserverbandes
FV und erzeugt hieraus ein Meßsignal
Sa(t). Dieses Meßsignal Sa(t)
wird einem Korrekturglied 31a zugeführt. Das
Korrekturglied 31a ist zur Addition
eines Korrekturwertes Ka zum Meßsignal
Sa(t) ausgebildet. Das so erzeugte korrigierte
Meßsignal
SKa(t) kann in der bereits beschriebenen
Weise zur Durchführung
einer Closed-Loop-Steuerung durch die Steuerungseinrichtung 20 sowie
zur Erfassung der Qualität
des Faserverbandes mittels der Qualitätserfassungseinrichtung 21 verwendet
werden. Der Korrekturwert Ka wird durch
ein Verfahren bestimmt, welches vollständig durch die Steuerungseinrichtung 20 gesteuert
wird.
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Im
gezeigten Beispiel wird der Korrekturwert Ka durch
die Steuerungseinrichtung 20 berechnet und an das Korrekturglied 31a vermittelt. Alternativ könnte das
Korrekturglied 31a zur selbständigen Berechnung
des Korrekturwertes Ka ausgebildet sein. Auch
ist es möglich,
das Korrekturglied 31a in die Steuerungseinrichtung 20 zu
integrieren. Der Korrekturwert Ka wird mittels
einer Leermessung bestimmt und solange zur Korrektur des Meßsignals
Sa(t) herangezogen, bis ein neuer Wert Ka ermittelt wird. Die Ermittlung eines neuen
Korrekturwertes Ka erfolgt bei Eintritt
einer vorbestimmten Bedingung durch die Steuerung 20. Eine
derartige Bedingung kann eine Bedieneraktion an der Eingabeeinheit 22,
der Ablauf einer bestimmten Zeit oder eine bestimmte Länge des
durch die Meßeinrichtung 25 hindurchgeführten Faserverbandes FV
sein. Vorteilhafterweise erfolgt die Bestimmung eines neuen Korrekturwertes
Ka bei einem erforderlichen Kannenwechsel.
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Wenn
die unter dem Drehteller 17 befindliche Kanne 18 gefüllt ist,
initiiert die Steuerungseinrichtung 20 den Austausch der
Spinnkanne 18 mittels der dazu vorgesehenen Kannenwechseleinrichtung 19. Zeitgleich
erfolgt eine Durchtrennung des Faserverbandes mittels eines durch
die Steuerungseinrichtung 20 gesteuerten Mittels 27 zum
Durchtrennen des Faserverbandes. Das Mittel 27 ist so ausgebildet und
angeordnet, daß die
Durchtrennung des Faserverbandes FV stromaufwärts der Meßeinrichtung 25 erfolgt.
Das Mittel 27 zum Durchtrennen des Faserverbandes kann
beispielsweise Schneid- oder
Reißwerkzeuge
umfassen. Alternativ könnte
durch eine entsprechende Ansteuerung der Walzenpaare des Streckwerkes 4 eine
Dünnstelle
im Faserverband erzeugt werden, welche zu einer Durchtrennung des Faserverbandes
führen
würde.
Ebenso kann die Durchtrennung erfolgen, indem das Streckwerk 4 unter
Aufrechterhaltung der Klemmung des Faserverbandes FV insgesamt stillgesetzt
wird, das Abzugswalzenpaar 13, 14 jedoch weiterhin
angetrieben wird. Wesentlich ist nur, daß die Durchtrennung stromaufwärts der
Meßraums 26 erfolgt.
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Nach
dem Durchtrennen besteht der Faseverband aus einem stromabwärts liegenden
Abschnitt FVab und einem stromaufwärts liegenden
Abschnitt FVzu. Das Abzugswalzenpaar 13, 14 wird
nun durch die Steuerung 20 so gesteuert, daß der stromabwärts gelegene
Abschnitt FVab des Faserverbandes vollständig aus
dem Meßraum 26 der
Meßeinrichtung 25 entfernt
wird. Gleichzeitig wird der Transport des stromaufwärtigen Abschnittes
des Faserverbandes FVzu durch die Steuerungseinrichtung 20 unterbrochen.
Der nunmehr entleerte Meßraum 26 der Meßeinrichtung 25 kann
jetzt unter Zuhilfenahme des Mittels 30 zum Reinigen des
Meßraumes
gereinigt werden. Das Mittel 30 zum Reinigen des Meßraums 26 ist
durch die Steuerungseinrichtung 20 steuerbar. Die eigentliche
Reinigung des Meßraums 26 erfolgt durch
Einblasen von Druckluft, was mittels des gestrichelten Pfeils angedeutet
ist. Alter nativ oder zusätzlich
könnte
das Mittel 30 zum Reinigen des Meßraums 26 mittels
Saugluft und/oder mittels mechanischer Mittel ausgebildet sein.
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Nach
dem Reinigen des Meßraums 26 erfolgt
eine Leermessung, wobei der Leermeßwert SL0, mit
einem Sollwert SLsoll verglichen wird. Der
Korrekturwert K wird bestimmt, indem der Augenblickwert SL0 des Meßsignals
Sa(t) von dem vorgegebenen Sollwert SLsoll abgezogen wird. Gegebenenfalls könnten auch
mehrere Leermessungen hintereinander durchgeführt werden, wobei die jeweiligen
Ergebnisse zur Bestimmung des Korrekturwertes Ka gemittelt
werden könnten.
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Nach
der Leermessung erfolgt das Einfädeln des
vorderen Endes des stromaufwärts
gelegenen Abschnitts des Faserverbandes FV in den Meßraum 26 der
Meßeinrichtung 25.
Hierzu überträgt die Steuerungseinrichtung 20 Steuerimpulse
an das pneumatische Einfädelmittel 29.
Gleichzeitig erfolgen Steuerbefehle an die Walzen des Streckwerks 4,
so daß der stromaufwärts befindliche
Abschnitt des Faserverbandes weitertransportiert wird. Das Einfädeln des Faserverbandes
in den Meßraum 26 erfolgt
durch die gesteuerte Abgabe von Druckluftimpulsen in den Trichter 10.
Dies ist durch den gepunkteten Pfeil angedeutet. Ebenso könnte das
Einfädeln
mittels Saugluft oder mittels einer Kombination von Saug- und Druckluft
erfolgen.
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Die
durch die Einfädeleinrichtung 29 bewirkte
Druckluftströmung
sowie die Ausbildung des Meßraums 26 und
dessen relative Anordnung zum Abzugswalzenpaar 13 und 14 bewirken
dann, daß das vordere
Ende des nunmehr eingefädelten
Faserverbandes FV von dem Abzugswalzenpaar 13, 14 erfaßt und abgezogen
werden kann. Das Abzugswalzenpaar 13, 14 ist seinerseits
so im Bezug auf den Drehteller 17 angeordnet, daß der nunmehr
laufende Faserverband FV automatisch in den Bandkanal 16 eingeführt wird.
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Das
beschriebene Verfahren kann innerhalb derjenigen Zeitspanne durchgeführt werden,
die für einen
automatischen Kannenwechsel ohnehin benötigt wird. Es ist daher ohne
Einschränkung
der Produktivität
der Strecke mehrmals täglich
oder gar mehrmals stündlich
durchführbar.
Verfälschungen des
Meßsignals
Sa(t) der Meßeinrichtung 25, beispielsweise
durch Verschmutzung, durch Temperatureinflüsse oder durch sonstige Umwelteinflüsse können zeitnah
korrigiert werden. Dabei ist es nicht erforderlich, zwischen den
verschiedenen störenden Einflüssen zu
differenzieren. Wenngleich das Verfahren zum Betreiben der Spinnereivorbereitungsmaschine
bevorzugt vollautomatisch durchgeführt wird, so kann es prinzipiell
auch angewandt werden, wenn die Spinnereivorbereitungsmaschine nicht über eine automatische
Kannenwechselvorrichtung 19 verfügt. So kann dann vorgesehen
sein, daß die
gefüllte
Kanne durch einen Bediener entfernt und durch eine Leerkanne ersetzt
wird. In diesem Fall erfolgt das Einfädeln des durchtrennten Faserverbandes
und die Wiederaufnahme der Produktion erst nach einer Bedieneraktion,
um zu verhindern, daß ein
Faserband ohne bereitgestellte Spinnkanne produziert wird.
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Das
Meßsignal
Se(t) der am Einlauf der Strecke 1 angeordneten
Meßeinrichtung 32 wird
in analoger Weise korrigiert. Zunächst wird es an das Korrekturglied 31e übermittelt
und dort durch Addition des durch die Steuerungseinrichtung 20 ermittelten
Korrekturwertes Ke in ein korrigiertes Meßsignal
SKe(t) umgewandelt. Die Ermittlung des Korrekturwertes
Ke erfolgt wie oben am Beispiel der am Auslauf
der Strecke 1 angeordneten Meßeinrichtung 25 erläutert, auf der
Basis wenigstens einer Leermessung. Mittel zum Reinigen des Meßraums 33 und
Mittel zum Entfernen des Faserbandes FV aus dem Meßraum 33 der
Meßeinrichtung 32 sind
nicht dargestellt, können
jedoch auch am Einlauf vorgesehen sein.
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Wenn
das korrigierte Meßsignal
SKa(t) der am Auslauf angeordneten Meßeinrichtung 25 einen vordefinierten
oberen Schwellwert SWo oder einen vordefinierten
unteren Schwellwert SWu erreicht oder überschreitet,
wird durch die Steuerungseinrichtung 20 automatisch die
Bestimmung eines neuen Kor rekturwertes Ka initiiert.
Dies kann ebenso erfolgen, falls das Meßsignal SKa(t)
innerhalb einer bestimmten Zeitspanne um einen bestimmten Wert oder
mehr ansteigt oder abfällt.
Wenn der neue Korrekturwert Ka sich nicht
wesentlich von dem bisherigen Korrekturwert Ka unterscheidet,
deutet dies auf eine tatsächliche
Zu- oder Abnahme der Masse des Faserverbandes FV hin. Hierzu kann
eine bestimmte Differenz zwischen neuem und dem bisherigen Korrekturwert Ka festgelegt sein, bei deren Einhalten von
einer tatsächlichen
Zu- oder Abnahme der Masse des Faserverbandes FV ausgegangen wird.
Sofern die festgelegte Differenz überschritten wird liegt offensichtlich eine
Drift bezüglich
der Meßcharakteristik
der Meßeinrichtung 25 vor,
die dann durch den neuen Korrekturwert Ka ausgeglichen
ist.
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Im
Falle einer tatsächlichen
Veränderung
der Masse des Faserverbandes FV arbeitet die Regulierung der Strecke
nicht zufriedenstellend. Ursache hierfür kann eine Drift der Meßcharakteristik
der am Einlauf angeordneten Meßeinrichtung 32 sein,
da deren Meßsignale
Se(t) zur Regulierung des Verzugs des Streckwerks 4 herangezogen
wird. Daher wird durch die Steuerungseinrichtung 20 die
Bestimmung eines neuen Korrekturwertes Ke für die am
Einlauf der Strecke 1 angeordnete Meßeinrichtung 32 initiiert.
Sofern sich der neue und der alte Korrekturwert Ke
im wesentlichen decken, liegt offensicht lich eine andere
Störung vor
und es kann eine Warnmeldung ausgegeben werden oder die Maschine
kann zur Vermeidung von unnötigem
Ausschuß stillgesetzt
werden. Wenn sich der alte und der neue Korrekturwerte Ka jedoch hinreichend unterscheiden, wird
der Betrieb der Maschine erneut aufgenommen. Auch hier kann zur
Unterscheidung der genannten Fälle
eine Mindestdifferenz festgelegt sein. Schließlich wird mittels der am Auslauf
angeordneten Meßeinrichtung 25 und
der Steuerungseinrichtung 20 erneut die Einhaltung der
vorgegebenen Schwellwerte überwacht
und gegebenenfalls eine Warnmeldung oder ein Produktionsstop initiiert.
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3 zeigt
eine alternative Anordnung zum Entfernen des Faserverbandes FV aus
dem Meßraum 26', welcher nach
seiner linken Seite hin offen ist und welcher beispielsweise am
Auslauf einer Strecke 1 (2) angeordnet
sein kann. Der Meßraum 26' ist so gelagert,
daß quer
zur Laufrichtung des Faserverbandes FV verschiebbar ist. Der Meßraum 26' kann mit Hilfe
des durch die Steuerungseinrichtung 20 (2)
gesteuerten Mittels 28 zum Entfernen des Faserverbundes
FV aus dem Meßraum 26 zur Durchführung einer
Leermessung nach rechts bewegt werden. Diese geradlinige Verschiebung
ist durch den Doppelpfeil angedeutet. Prinzipiell kann die Bewegung
des Meßraums
jedoch auch krummlinig, beispielsweise als Schwenkbewegung, erfolgen.
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Auch
könnte
der Meßraum
ortsfest angeordnet sein und der Faserverband durch geeignete Mittel (nicht
gezeigt), beispielsweise durch steuerbare Greifer, Haken, Ösen oder ähnliches,
aus dem Meßraum
seitlich ausgeschwenkt werden. Bei der Meßeinrichtung 25' gemäß der 3 ist
es nicht erforderlich, den Faserverband FV zur Durchführung einer Leermessung
zu durchtrennen.
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In
der gezeigten Stellung des Meßraumes 26 kann
eine Leermessung wie beschrieben durchgeführt werden. Das Mittel 28 zur
Durchführung
der Relativbewegung zwischen Faserverband FV und Meßraum 26 wird
ebenfalls durch die Steuerungseinrichtung 20 gesteuert.
Das Mittel 28 zum Entfernen des Faserverbandes aus dem
Meßraum
ist gleichzeitig als Mittel zum Einfädeln des Faserverbundes in
den Meßraum 26 nach
einer Leermessung ausgebildet. Hierbei wird der Meßraum 26 nach
links in seine Ausgangsstellung (siehe 2) zurück bewegt.
Zur Durchführung
einer Bewegung des Meßraums 26 weist
das Mittel 28 zum Entfernen und Einfädeln des Faserverbandes FV
in den Meßraum
einen pneumatischen und/oder mechanischen Antrieb auf.
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4 zeigt
einen typischen zeitlichen Verlauf des Meßsignals S(t) und des korrigierten
Meßsignals
SK(t) bei der Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Zu einem Zeitpunkt t0 wird die Spinnereivorbereitungsmaschine
an ihrem Hauptschalter eingeschaltet. Da noch kein Faserverband durch
den Meßraum
transportiert wird, nimmt das Meßsignal S(t) zunächst den
Verlauf einer horizontalen Geraden ein. Im Zeitpunkt t1 wird
eine Leermessung automatisch durchgeführt. Da der Wert S(t0)dem Sollwert SLSoll einer
Leermessung entspricht, wird zunächst
ein Korrekturwert K0 mit dem Wert 0 ermittelt.
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Zum
Zeitpunkt t2 wird die Produktion der Spinnereivorbereitungsmaschine
aufgenommen. Dabei wird ein Faserverband FV mit der durchschnittlichen
und gleichbleibenden Faserbandmasse SB durch den Meßraum 26 der
Meßeinrichtung 25 geführt. Aufgrund
der vorhandenen Masseschwankungen im laufenden Faserverband FV zeigt
das Meßsignal
S(t) in diesem Bereich eine wellige Form. Bei einer idealen Meßeinrichtung 25 würde dabei
das Meßsignal
S(t) um den Wert SB pendeln. Das Meßsignal S(t) des vorliegenden
realen Sensors 25 weicht jedoch im Zeitverlauf zunehmend
nach oben von der Linie SB ab. Die Ursache hierfür kann beispielsweise in einem
betriebsbedingten Temperaturanstieg der Meßeinrichtung oder einer zunehmenden
Verschmutzung der selben begründet
sein.
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Zum
Zeitpunkt t3 wird ein erster Kannenwechsel
KW1 eingeleitet. Das Meßsignal S(t) fällt dabei
auf einen Wert SL1 ab, nachdem der Faserverband
aus dem Meßraum 26 entfernt
wurde. Zum Zeitpunkt t4 erfolgt nun eine
erneute Leermessung. Der so erhaltene Meßwert SL1 weicht
jedoch von dem Sollwert einer Leermessung SLsoll nach
oben hin ab. Daher wird ein neuer Korrekturwert K1 gleich
SLsoll – SL1 berechnet. Dieser neue Korrekturwert K1 wird zum Zeitpunkt t5 vorzeichenrichtig
zum Meßsignal S(t)
addiert. Das korrigierte Meßsignal
SK(t) weicht daher ab dem Zeitpunkt t5 von
dem Meßsignal
S(t) nach unten hin um den Wert K1 ab.
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Zum
Zeitpunkt t6 wird die Produktion erneut aufgenommen.
In dieser zweiten Produktionsphase weicht das korrigierte Meßsignal
SK(t) von dem Meßsignal
S(t) zu jedem Zeitpunkt um den Korrekturwert K1 nach
unten hin ab. Durch die weitere Zunahme von störenden Einflüssen weichen
das Meßsignal S(t)
und das korrigierte Meßsignal
SK(t) in zunehmenden Maße
von dem Wert SB, welcher dem durchschnittlichen Bandgewicht entspricht,
nach oben hin ab. Ein zweiter Kannenwechsel KW2 erfolgt im
Zeitfenster t7 bis t10.
Dabei wird zum Zeitpunkt t8 eine erneute
Leermessung durchgeführt,
womit ein neuer Korrekturwert K2 berechnet
wird. Dieser neue Korrekturwert K2 wird
vom Zeitpunkt t9 zum Meßsignal S(t) addiert. Hierdurch
wird das korrigierte Meßsignal
SK(t) bei der Wiederaufnahme der Produktion zum Zeitpunkt t10 näher
an seine Sollinie herangerückt.
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Für das korrigierte
Meßsignal
ist ein unterer Schwellwert SWu und ein
oberer Schwellwert SWo festgelegt. Würde, was
in der 4 nicht dargestellt ist, einer der beiden Schwellwerte
SWu, SWo erreicht oder überschritten,
so würde
unabhängig
von den Kannenwechseln KW1, KW2 eine
Leermessung zur Bestimmung eines neuen Korrekturwertes erfolgen.
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4 dient
der prinzipiellen Erläuterung
des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens
für eine Spinnereivorbereitungsmaschine.
Die dargestellten Verläufe
des Meßsignals
S(t) und des korrigierten Meßsignals
SK(t) sind dabei nicht maßstabgetreu dargestellt.
Bezüglich
des Zeitverlaufes ist anzumerken, daß im realen Produktionsbetrieb
das Verhältnis der
Zeitdauer eines Kannenwechsels und einer Produktionsphase deutlich
höher ist.
Im beispielhaft gezeigten Fall wandert das Meßsignal S(t) von seinem Sollwert
nach oben hin aus. Mit dem Verfahren können jedoch auch solche Fälle korrigiert
werden, in denen das Meßsignal
S(t) nach unten von dem Wert SB abweicht. Wesentlich hierbei ist
lediglich die vorzeichenrichtige Erfassung des Wertes K sowie dessen vorzeichenrichtige
Addition zum Meßsignal
S(t).
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen
Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Es sind Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche jederzeit möglich. Beispielsweise
kann vorgesehen sein, daß zur
Bestimmung eines Korrekturwertes mehrere (dann zu mittelnde oder
wichtende) Leermessungen durchgeführt werden.