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Steuerung einer Krumpfanlage Die Erfindung betrifft eine Steuerung
einer Krumpfanlage, die eine Einrichtung zum Dämpfen oder Befeuchten, ferner eine
Krumpfeinrichtungmit Zwangsstauchung sowie eine sich anschließende Trocknungseinrichtung
und eine Meßeinrichtung aufweist, die das Einspringen der Ware während der Behandlung
in der Einrichtung zum Dämpfen oder Befeuchten mißt.
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Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, die Krumpfung in Kette
und Schuß durch kontinuierliche Messungen so genau zu erfassen, daß aus ihnen Größen
abgeleitet werden können mit dem Zweck, Unterschiede in der Krumpfung im laufenden
Prozeß selbsttätig auszusteuern und auf diese Weise zu konstanten Krumpfwerten innerhalb
der zulässigen Toleranzgrenzen über Länge und Breite der fertigen Bahn zu kommen,
gleichgültig, ob der Sollwert rür die gewünschte Restkrumpfung bei Null oder einigen
Prozenten liegt. Dabei ist die Konstanz über Länge und Breite großer Metragen wichtiger
als der Absolutwert. Zur Lösung dieser Aufgabe hat die Steuerung der erläuterten
Art die Besonderheit, daß die an der Einrichtung zum Dämpfen oder Befeuchten gemessenen
Werte, korrigiert durch einen der zu krumpfenden Ware eigenen und dem Regler eingegebenen
Erfahrungswert, zur Steuerung der Krumpfeinrichtung mit Zwangsstauchung dienen.
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Nach der Verbesserung der Steuerung erfolgt entsprechend der jeweils
erreichten tatsächlich und am Ausgang der Krumpfanlage gemessenen Krumpfung der
Ware über Laufzeitglieder eine zusätzliche Regelung der Krumpfeinrichtung mit Zwangsstauchung.
Auch kann eine Steuerung nach der Erfindung, an der die soeben erläuterte Regelung
beteiligt ist, in der Einrichtung zum Dämpfen oder Befeuchten durch Messung des
Wareneinsprungs in der Kettrichtung vollzogen werden. Vorteilhaft ist schließlich
eine derartige Steuerung mit der Beteiligung von Regelungen, daß in der Einrichtung
zum Dämpfen oder Befeuchten der Wareneinsprung gleichzeitig in Kett- und Schußrichtung
gemessen wird und die Krumpfeinrichtung mit Zwangsstauchung ebenfalls abhängig von
Kett- und Schußkrumpfung gesteuert bzw. geregelt wird.
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Es ist bekannt, das Einspringen der Warenbahn während des Krumpfprozesses
gleichzeitig an mehreren Stellen voneinander zu messen und die gewonnenen Meßwerte
zur Regelung des Restkrumpfwertes zu benutzen. Nun sind die üblichen Krumpfmaschinen
darauf eingerichtet, eine Krumpfung des Eingangsgewebes auf eine solche von
± l'/o zu vermindern. Diese Restkrumpfung von ± l'/o wird gewährleistet.
Erfahrungsgemäß wird das Rohgewebe jedoch der Maschine mit viel größeren Krumpfunterschieden
zugespeist.
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Ferner und hauptsächlich ist das Krumpfvermögen der nicht beruhigten
Rohware in der Länge und Breite örtlich sehr verschieden. Daher bestand eine bedeutsame
technische Aufgabe darin, die echte Krumpfung der Ware in der Länge und Breite an
möglichst vielen Stellen zu ermitteln. Diese echte Krumpfung kann nicht nach den
bekannten Vorschlägen aus dem Geschwindigkeitsunterschied und mithin als Längendifferenz
gemessen werden, sondern nur als Quotient init einer laufenden Anzeige in Krumpfprozenten.
Nach der Erfindung gelingt es, mittels örtlich gemessenen Prozentzahlen des natürlichen
Krumpfvermögens die anschließende Krumpfvorrichtung taktierend derart zu steuern,
daß, wenn die Meßstelle de# spannungslos laufenden Gewebebahn die Krumpfvorrichtung
erreicht, diese zur entsprechenden Stauchung gemäß den örtlichen Prozentwerten verstellt
wird. In Uberlagerung damit wird das zurückgespeiste Ergebnis der Messung am Auslauf,
welches das Ergebnis der Krumpfung ist, zur Beeinflussung der Krumpfvorrichtung
benutzt.
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Die Steuerung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
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F i g. 1 gibt ein Schaltungsbeispiel für die Kettkrumpfung
an; F i g. 2 zeigt beispielsweise ein Blockschaltungsbild für eine Regelung
zur konstanten Flächenrestkrumpfung.
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Im einzelnen ergibt sich aus F i g. 1 die folgende Arbeitsweise
der Regelung. Die Warenbahn 11 durchläuft die in die drei Blöcke 121, 122
und 123 aufgeteilte Maschine in der eingezeichneten Pfeilrichtung. 121 versinnbildlicht
den ersten Teil der Maschine, in dem die Bahn genetzt oder gedämpft wird, damit
sie in Länge und Breite schrumpfen kann. Das setzt
voraus, daß die
Bahn möglichst spannungslos durch die Maschine geführt wird durch entsprechende
Wahl der Geschwindigkeiten der Einzugswalzen, deren Relativgeschwindigkeiten gegenüber
dem Antriebsmotor 13 durch Getriebe, Rutschkupplungen od. ä. - wie
angedeutet - veränderbar sind. Der Block 122 enthält das Breitenstreckfeld
und die Krumpfeinrichtung mit Voreilung oder Zwangsstau# chung und Block
123 den Trockner mit Auslauffeld.
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An wenigstens drei Stellen werden die Bahngeschwindigkeiten vl,
- v2 und v3 von den Gebern G
mechanisch oder elektrisch gemessen.
Dazu kann nach F i g. 1 eine der bekannten elektrischen Methoden, z. B. Gleichstromtachometer,
Amplitude von Wechselstromtachometern, Frequenzmessung usw., benutzt werden. Die
beiden Geber am Einlauf und Auslauf von 121 dienen zur automatischen Berechnung
der in 121 eintretenden Kettkrumpfung
in Gerät 14, in dem neben einer Verstärkung die Differenz und der Quotient kontinuierlich
gebildet werden, so daß auch die kleinsten Schwankungen im Krumpfeffekt momentan
am angeschlossenen Instrument in KJ/0 sichtbar sind.
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Diese Messung von Kk, im prozeßmäßig notwendigen ersten Maschinenteil
stellt nun nichts anderes dar als eine in den gesamten Prozeß sinnvoll eingefügte,
selbsttätige und fortlaufende Waschprobe mit momentaner Anzeige des Ergebnisses.
Durch Versuche konnte festgestellt werden, daß zwischen den Waschproben
- z. B. nach der Dahlemer-Methode einschließlich Trocknen und Bügeln
- und dem noch nassen Bahnzustand nach dem Einspringen im ersten Teil der
Maschine ein fester Zusammenhang besteht.
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Zu diesen selbsttätigen Waschproben muß noch gesagt werden, Aß ausreichende
Voreilung zu geben ist, um das natürliche Krumpfbestreben der Ware nicht zu beeinflussen.
Sonst kann man an Hand von Kurven für die verschiedenen Gewebekonstruktionen, welche
die Abhängigkeit der Kettkrumpfung Kk, der Schußkrumpfung K., und der Flächenkumpfung
K,
von der Anzahl der Wäschen darstellen, nicht mehr sicher genug auf die
dem fertigen Stück verbleibenden Restkrumpfwerte zurückschließen.
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Die zweite Messung benutzt die Geschwindigkeiten V2 am Eingang von
Block 122 und V3 am Ausgang von Block 123. Da sich die Krumpfung im Trockner
verändern kann, wird v3 erst an der erkalteten Bahn am Ende des Auslauffeldes abgenommen.
Falls nur die Krumpfung im Block 122 interessiert, wird der Geber für v3 auf die
Einzugswalze zwischen Block 122 und 123 gesetzt. Aus v2 und v3 wird die Kettkrumpfung
im zweiten Maschinenteil
berechnet im Gerät 15, das dem Gerät 14 entspricht, und ebenfalls vom Instrument
Kk2 "/#, angezeigt.
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Die Gesamtkrumpfung Kt = Kkl + Kk2 soll
nun so eingestellt werden, daß der Warenbahn ein bestimmter, geforderter Resteinsprung
KR verbleibt, der vorzugsweise 0 sein kann.
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Der Gesamteinsprung einer Ware stellt sich erst nach vielen Gebrauchswäschen
ein. Für eine bestimmte Ge'webekonstruktion kann man durch Waschproben den Einsprung
als Funktion der Waschprobenzahl ermitteln. Kennt man diesen Kurvenverlauf, so läßt
sich aus dem Einsprung nach der ersten Wäsche Kh(1 1 der Einsprung nach vielen
Waschproben Kk(') ablesen. Die Messung von Kk, ist eine solche erste Waschprobe,
und im Gerät 16 wird daraus mit dem bekannten funktionellen Zusammenhang
zwischen Kk(') und K#') die Größe Kk"o' - Kkl = f (Kkl)
- Kk, = FA errechnet.
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Diese Größe stellt aber den Krumpfwert Kk2 dar, der in der zweiten
Maschinenhälfte noch erreicht werden muß. Ist ein Restkrumpfwert K" als Sollwert
vorgegeben, dann muß im zweiten Teil der Maschine also auf Kk2 = U(Kkl)
- Kkl] - KR = Fk - KR selbsttätig
eingeregelt werden. Im Vergleichsglied 17
wird aus ek, KR und Kk2 der Fehler
der Eitiregelung von Kk2 als Regelabweichung x.. = Fk -
KR - Kk2 ermittelt. Der Reglerteil 18 setzt x". in Ausgangssignale
um, die den jeweils erforderlichen Krumpfgrad Kk2 als Stellgröße y über den
Stellmotor an der eigentlichen Krumpfeinrichtung im Block 122 so einstellen, daß
die Voreilung beim Krumpfen im Spannrahmen oder der Grad der mechanischen Zwangsstauchung
fortlaufend auf den zu dem jeweiligen Gewebeabschnitt passenden Wert gebracht wird.
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Um zu erreichen, daß sich der einzuregelnde Krumpfgrad genau nach
den unterschiedlichen Vorbelastungen der Warenbahn, welche sich ja durch das verschieden
starke Einspringen in Block 121 kundtun, richtet, muß der Bahn der örtlich richtige
Krumpfwert Kk2 VOM Stellglied zu jeder Zeit und an jeder Stelle der Bahn beigebracht
werden können. Das geschieht durch ein Laufzeitglied oder durch Glieder mit Zeitkonstanten
im Gerät 19, welche die Meßwerte aus dem ersten Teil der Maschine um die
Laufzeit der Warenbahn zwischen dem Meßort und dem Stellort im zweiten Maschinenteil
verzögern. Durch Einführen von V2 in Gerät 19 wird die selbsttätige,
geschwindigkeitsabhängige Verstellung der Zeiten erreicht.
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Das Beispiel zeigt, wie vorgegebene Restkrumpfwerte in Kettrichtung
in geradezu idealer Weise konstant gehalten werden können. Dieses ist mit den bisher
angewendeten Meß- und Steuerverfahren nicht möglich.
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Diese im ersten Beisoiel beschriebene Anwendung der Erfindung ist
flür viele Warenarten ausreichend. Es gibt aber auch Waren mit zu beachtendem Eittsprung
in der Schußrichtung, bei denen man aus der Kettkrumpfung KI') nach der ersten Waschprobe
k
nicht genügend genau auf den Gesamteinsprung schließen kann, weil man ja
bekanntlich du=h Spannen einer feuchten Bahn in Kettrichtung die Schußkrumpfung
und durch Spannen in Schtt13-richtung die Kettkrumpfung beeinflussen kann.
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Bei diesen Warenarten hat sich ergeben, daß die Kettkrumpfung Kk und
die Schußkrumpfung K., als Funktion der Waschprobenzahl schlechter zu einer reproduzierbaren
Beziehung führen können als die Flächenkrumpfung Kf. In solchen Fällen werdeä
genauer
reproduzierbare Verhältnisse erreicht, wenn man statt der Messung der Kettkrumpfung
Kkl im ersten Maschinenteil 121 die dort eintretende Flächenkrumpfung K,., mißt.
Sie setzt sich aus der Kett-und Schußkrumpfung nach
zusammen, basiert also auf der getrennten Messung von K, und K, wobei das
Produkt im allgemeinen vernachlässigt werden kann.
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Jetzt kennt man Kf(j) und aus den in Kurven dargestellten Erfahrungswerten
wie im ersten Beispiel auch K,(') = f(K.f('». Für die im zweiten Maschinenteil
einzuregelnde Flächenkrumpfung ergibt sich dann Ki.2 = Kl(-i-)
- Kr, - KRI = f(KI,1) -
K.1,1 - KRI' = i, l, - KR -
um auf den vorgegebenen
Flächen-Restkrumpfwert KR.f zu kommen.
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Nun sei vorausgesetzt, daß in der Maschine im Block 122 ein Breitenstreckfeld
vorhanden ist, in welchem die Bahn durch einen Folgeregler auf konstante Breite
gespannt wird. Dadurch errährt die Bahn in Schußrichtung eine negative Krumpfung,
eine Dehnung D". Aus D,2 und dem noch zu erreichenden Flächenkrumpfwert
Kf2 erhält man rtir die im zweiten Maschinenteil einzuregelnde Kettkrumpfung Kk2
2: Kf2 + D"
unter Vernachlässigung der Produkte.
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Die Kettkrumpfung wird genauso wie im ersten Beispiel gemessen. Die
Schußkrumpfung ergibt sich als Differenz aus den Messungen der Bahnbreite am Einlauf
und Auslauf von Block 121 und die Schußdehnung im Block 122 aus der Breitenstellung
der Folgeregelung am Eingang des Streckfeldes und der vorgegebenen Streckbreite.
Die prozentualen Werte ,Arerden wie bei der Messung der Kettkrumpfung durch Quotientenbildung
gewonnen. - .
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Falls die sich bei der Breitenmessung zwischen Einlaufb, und Auslaufb2
ergebenden Mittelwerte nicht genügen, wird b, durch ein geschwindigkeitsabhängiges
Zeitglied so verzögert, daß auch b, an derselben Stelle der Bahnkante
gemessen wird.
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In F i g. 2 ist das Blockschaltbild für eine Regelung auf konste
Flächen-Restkrumpfung KRf wiedergegeben. Es wird wieder an drei Stellen gemessen.
aber außer den Geschwindigkeiten vl, t*.) und r3 auch die Breiten bl,
b, und b3. Die Geber hierfür sind durch kleine Viereäe auf
der Warenbahn 11 angedeutet. b3 braucht nicht gesondert gemessen zu
werden, wenn b3 - wie in diesem Beispiel - die im Breitenstreckfeld
eingestellte konstante Fertigbreite ist.
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r, und V2 ergeben wie bei der Kettkrumpfung im ersten Beispiel mit
dem Gerät 20 Kk, '/,).
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Im Gerät 21 wird die prozentuale Schußkrumpfung im ersten Maschinenteil
errechnet und von einem Meßinstrument angezeigt. Die Bahnbreiten können beispielsweise
durch Fühler rtir die Kante an jeder Seite der Bahn gemessen werden, die Widerstände,
Potentiometer, induktive Geber od. ä. verändern. Sie lassen sich auch durch
getrennte Nachlaufsteuerungen feststellen oder bei Folgeregelungen für die Breite
unmittelbar aus dieser ableiten.
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Durch Addition von Kk, und K,1 im Gerät 22 hat man die Flächenkrumpfung
Kf , und nach Durchlaufen von Gerät 23 ef. Gerät 24 stellt das geschwindigkeitsabhängige
Zeitglied dar.
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Aus r2 und v3 und b" und b3 entsteht in den Geräten
25 und 26 durch Rechenoperationen Kf2 im Gerät 27.
Das Vergleichsglied
28 für ef, Kf2 und für den einstellbaren Sollwert der Restkrumpfung KRf liefert
wiederum die Regelabweichung x"., die im Regler 29
in die Stellgröße
y für Kk2 umgesetzt und auf die Krumpfeinrichtung rür die Kettrichtung in
Block 122 gegeben wird.
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Weiterhin ist es nach der Erfindung möglich und bei bestimmten Warenarten
auch vorteilhaft, im zweiten Teil der Maschine D,2 bzw. K,2 noch zusätzlich
zu regeln, wenn keine konstante Breite der Fertigware verlangt wird. Auf diese Weise
läßt sich z. B. die rür ein ideales Wäsche- oder Bekleidungsstück gewünschte Gleichheit
der Restkrumpfung in Kette und Schuß unabhängig vom Betrag des als Sollwert vorgegebenen
Restkrumpfwertes erreichen.
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Der selbsttätig geregelte Krumpfvorgang basiert auf der Kenntnis des
Zusammenhanges zwischen der Gesamtkrumpfung KI(,'), K(') bzw. Kf(') eines
Gewebes nach vielen, beispielsweise zehn Waschproben mit der Krumpfung Kkl,
K,1 bzw. Kfl, welche bei der als erste Waschprobe aufzufassenden, im Prozeßablauf
sowieso erforderlichen Netzung und Dämpfung im ersten Maschinenteil auftritt. Dieser
Zusammenhang kann rür jede Gewebekonstruktion einmal ermittelt werden. Die Kenntnis
dieses Zusammenhangs ergibt dann die Möglichkeit, aus der kontinuierlichen Messung
von Kkl, K,1 bzw. Kfl die Gesamtkrumpfung laufend zu regeln. Damit wird jeder Bahnabschnitt
seinem von der Vorgeschichte abhängigen Krumpfwert entsprechend individuell geregelt.
Die bisher bekannten Verfahren erlauben dagegen nach eingefügten Waschproben
- z. B. alle 2000 m - nur die zusätzliche Steuerung von Hand der eingestellten
Krumpfung, also die Steuerung nach einem zufälligen Wert ohne Rücksicht auf immer
vorhandene Unterschiede in den Gewebeabschnitten.
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Der Erfindung entsprechend hat man die Vorgänge nunmehr so sicher
in der Hand, daß der Hersteller mit ruhigem Gewissen eine bestimmte, eng tolerierte
Restkrumpfung rtir seine Waren garantieren kann, ohne die Unannehmlichkeiten und
Kosten von Reklamationen beffirchten zu müssen.