DE19837572A1 - Verfahren zum Steuern des Anpreßdrucks der Walzen eines Quetschwerks - Google Patents
Verfahren zum Steuern des Anpreßdrucks der Walzen eines QuetschwerksInfo
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Steuern des Anpreßdrucks der um ihre Achsen rotierbaren Walzen eines Quetschwerks beschrieben. Um eine hysteresefreie und im Fall eines Not-Stopps praktisch augenblickliche Änderung des Anpreßdrucks zu erreichen, wird dieser unmittelbar durch Einstellen des Achsabstands der Walzen gesteuert.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Anpreß
drucks der um ihre Achsen rotierbaren Walzen eines Quetschwerks. Es kommen
dabei Quetschwerke sehr verschiedener Art und Aufgabe sowie die Behandlung
diverser Substrate in Frage, z. B. für Bänder, Bahnen oder Fadenscharen, Textilien
oder Papier sowie als Kalander usw. Die Erfindung betrifft daher insbesondere ein
Verfahren zum Beschlichten einer Fadenschar mit mindestens einem Schlichteabteil
zum Kontaktieren des Garns der Schar mit Schlichteflotte und mindestens einem
Schlichtequetschwerk, das aus gegeneinander gepreßten Walzen besteht.
In Schlichtvorrichtungen ist es üblich, die zu behandelnde Fadenschar mit Schlichte
flotte zu beaufschlagen, insbesondere in einem Trog zu tauchen und dann in einem
Quetschwerk überschüssige Schlichte abzutrennen. Eine solche Vorrichtung wird in
DE 32 03 087 A1 beschrieben. Im Bekannten werden Mittel zum Einstellen des An
preßdrucks der beiden Walzen in deren Quetschfuge vorgesehen. Der Anpreßdruck
der Walzen kann in Abhängigkeit von der Schlichtemenge geregelt werden, die
nach dem Quetschen auf der Fadenschar verbleibt.
Es gibt Meßgeräte, sogenannte Auftragsmeßgeräte, die es erlauben, die Menge der
auf einer Fadenschar nach dem Quetschen verbleibende Schlichte zu messen. Mit
den Meßwerten können Quetschdruck-Regler gesteuert werden. Derartige Meßsy
steme werden in DE 42 34 279 A1 angegeben.
Das Maß der Beschlichtung einer Fadenschar kann unter anderem abhängig sein
von deren Vorbehandlung, etwa von der ursprünglichen Feuchte, es kann auch ab
hängig sein von der Geschwindigkeit, mit der die Schlichte aufgetragen und abge
quetscht wird, es kann weiterhin abhängig sein, von der Konzentration der aufgetra
genen Schlichte. Wenn eine bestimmte Schlichtemenge erwünscht ist, werden die
genannten Auftragsmeßgeräte, unter Umständen an mehreren Stellen, z. B. vor dem
Schlichten und nach dem Abquetschen, vorgesehen. Die Meßergebnisse werden
mit dem Ziel benutzt, den Quetschdruck, das heißt die spezifische Flächenpressung
des Quetschwerks, so zu regeln, daß die vorgegebene Schlichtemenge auf der Fa
denschar verbleibt.
Herkömmliche Vorrichtungen zum Einstellen und Regeln des Quetschdrucks arbei
ten mit hydraulischen oder pneumatischen Zylindern. In der Regel wird die eine
Walze des Quetschwerks fest eingespannt, während man die andere Walze mit
Hilfe hydraulischer oder pneumatischer Zylinder gegen die erste Walze preßt. Die
Einstellung des Quetschdrucks und das Nachregeln des Drucks erfolgt also durch
direkte Vorgabe von Druckwerten. Die entsprechenden Zylinder lassen sich auf
einfache Weise, beispielsweise durch kurzzeitiges Öffnen oder Schließen eines
Druckmittelventils, steuern. Bei sehr kompakten Anlagen, wie sie z. B. in DE 198 32 163.5 (98 501)
beschrieben werden, wird aber ein wesentlicher Nachteil pneumati
scher oder hydraulischer Steuerungen gravierend. Diesen Systemen immanent ist
nämlich eine stets mehr oder weniger große Hysterese; das heißt der Quetschdruck
des Walzenpaars in der Quetschfuge ändert sich auf unterschiedlichen Kennlinien,
je nachdem ob er steigt oder fällt.
Ursache für die vorgenannten Hysterese-Erscheinungen sind Reibungswiderstände
zwischen Kolben und Zylinder der bekannten pneumatischen oder hydraulischen
Einrichtungen. Es gibt in der Praxis auch reibungsfrei arbeitende Systeme dieser Art
mit sogenannten Balgzylindern. Diese Vorrichtungen arbeiten mit relativ großen
Fluid-Volumen (Luft oder Flüssigkeit), die bei einer Druckverstellung in den Balg
eingelassen oder aus dem Balg herausgedrückt werden müssen. Probleme bereiten
die Balgzylinder-Systeme vor allem im Fall einer schnellen Geschwindigkeitsände
rung, insbesondere bei einem Not-Stopp, der jeweiligen Maschine. In der Regel soll
dann der vom Quetschwerk ausgeübte Druck fast augenblicklich bzw. in wenigen
Sekunden auf ein von Qualität oder Viskosität des jeweiligen Schlichtemittels ab
hängiges Maß herabgesetzt werden. Eine solche plötzliche Druckänderung läßt sich
mit herkömmlichen Balgzylinder-Systemen nicht erreichen, weil die Durchlaßquer
schnitte der auf eine Regelbarkeit des Balgzylinderdrucks ausgelegten Ventile eine
augenblickliche Druckbelastung nicht zulassen. Die durch den Einsatz der Balgzy
linder erreichte Verminderung der Hysterese wird also durch eine beschränkte Re
aktionsgeschwindigkeit und damit eine verspätete Druckentlastung bei Not-Stopps
erkauft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Genauigkeit der Einstellung des
Quetschdrucks zu verbessern und die Regelung im wesentlichen hysterefrei zu ma
chen, ohne die Reaktionsgeschwindigkeit zu beschränken.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht für das eingangs genannte Verfahren darin,
daß der Anpreßdruck der Walzen unmittelbar durch Einstellen von deren Achsab
stand gesteuert wird. Einige Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen der Er
findung werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich der Achsabstand der
Quetschwalzen proportional zum Flächendruck und damit zum Abquetscheffekt än
dert. Diese Proportionalität gilt insbesondere in den beim Abquetschen befeuchteter
bzw. beschlichteter Fadenscharen üblichen Druckbereichen. Statt einer Zylinder
druckvorgabe (hydraulisch oder pneumatisch) wird erfindungsgemäß der gegensei
tige Abstand der Walzenachsen - also unmittelbar ein Weg - eingestellt. Überra
schenderweise liefert die unmittelbare und damit beliebig schnelle Wegeinstellung
einen reproduzierbaren und hysteresefreien Meßwert proportional zum Flächen
druck des Quetschwerks und damit zum Abquetscheffekt.
Der Quetschdruck wird also erfindungsgemäß durch direkte Vorgabe von Wegwer
ten, nämlich des Achsabstands, geregelt. Der jeweilige Weg läßt sich mit Hilfe me
chanischer, also verzögerungsfrei wirkender Mittel, z. B. durch ein mechanisches
Hubgetriebe bzw. ein Spindelgetriebe aber auch durch hydraulische oder pneumati
sche Hubelemente, bei steigendem und fallendem Druck gleich bzw. exakt reprodu
zierbar einstellen, so daß die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe in nahezu
idealer Weise gelöst wird. Wenn im vorliegenden Zusammenhang von der Hystere
sefreiheit der Quetschdruckeinstellung gesprochen wird, heißt das, daß die
Quetschdruckvorgabe im Rahmen der angestrebten Genauigkeit hysteresefrei ist.
Es wird ein Verfahren zum Steuern des Anpreßdrucks der um ihre Achsen rotierba
ren Walzen eines Quetschwerks beschrieben. Um eine hysteresefreie und im Fall
eines Not-Stopps praktisch augenblickliche Änderung des Anpreßdrucks zu errei
chen, wird dieser unmittelbar durch Einstellen des Achsabstands der Walzen ge
steuert. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung bei normalen Druckregelungen ist die
Hysteresefreiheit. Hierzu kommt vor allem der Vorteil der einen Druckbefehl mecha
nisch und damit unmittelbar folgenden Quetschdruckänderung.
Anhand der schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels werden einige
Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm betreffend den Zusammenhang von Achsabstand
und Flächendruck;
Fig. 2a-c drei Prinzip-Darstellungen eines Quetschwalzenpaars für verschie
dene Achsabstände;
Fig. 3 eine Schlichtanlage; und
Fig. 4 ein Quetschwerk
Nach Fig. 1 ist der Flächendruck f (N/cm2) im wesentlichen proportional zu den
Werten des Achsabstands A zwischen 90 und 100%. Der Achsabstand A = 100%
entspricht dem geometrischen Abstand der beiden Quetschwalzenachsen bei lose
aneinanderliegenden Walzen 1, 2. Die Werte 95% und 90% entsprechen geringe
ren Achsabständen, bei denen die Walzen 1 und 2 sich nicht auf einer Linie 3 wie in
Fig. 2a, sondern mit mehr oder großer Nipp-Breite B auf einen Nipp-Streifen 4 bzw.
5 nach Fig. 2b oder c berühren.
Durch die Erfindung wird es möglich, bei einer in Fig. 3 symbolisch dargestellten
Schlichtanlage 6 nicht nur das Quetschwerk 7, sondern die Anlage 6 insgesamt
extrem kompakt zu bauen und eine ausreichend hysteresefreie bzw. bei Not-Stopp
der Maschine praktisch augenblickliche Quetschwerk-Einstellung zu erhalten. Das
erfindungsgemäße System kann den Quetschdruck, das heißt die auf die Faden
schar 8 (allgemein: das Substrat) wirkende Flächenpressung, schneller als ge
schwindigkeitsproportional verändern und bei Vergleich von Soll- und Ist-Werten die
auf die Fadenschar 8, beispielsweise im Trog 9, applizierte Flottenmenge 10 kon
stant zu regeln.
Nach Fig. 4 kann der Achsabstand 11 der beiden Walzen 1, 2 mit Hilfe von Gewin
despindeln 12, die zwischen den Achsen 13,14 der Walzen 1, 2 wirken, exakt ein
gestellt werden. Die Einstellung kann auf vorgegebene Soll-Werte beispielsweise in
Abhängigkeit von der mit Hilfe eines Auftragsmeßgeräts 15 (Fig. 2) erfaßten Ist-
Beschlichtung erfolgen.
1
Walze
2
Walze
3
Linie
4
Nipp-Streifen
5
Nipp-Streifen
6
Schlichtanlage
7
Quetschwerk
8
Fadenschar
9
Trog
10
Schlichteflotte
11
Achsabstand
12
Gewindespindel
13
Achse (
1
)
14
Achse (
2
)
15
Auftragsmeßgerät
Claims (5)
1. Verfahren zum Steuern des Anpreßdrucks der um ihre Achsen (13, 14) ro
tierbaren Walzen (1, 2) eines Quetschwerks (7),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anpreßdruck der Walzen (1, 2) unmittelbar durch Einstellung von deren
Achsabstand (11) gesteuert wird.
2. Verfahren zum Beschlichten einer Fadenschar (8) mit mindestens einem
Schlichteabteil zum Kontaktieren des Garns der Schar mit Schlichteflotte (10) und
mindestens einem Schlichtequetschwerk (7), das gegeneinander gepreßte Walzen
(1, 2) umfaßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anpreßdruck der Walzen (1, 2) unmittelbar durch Einstellung von deren
Achsabstand (11) gesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Achsabstand (11) durch Wegaufnehmer oder durch Inkremente der Dreh
bewegung einer Hubspindel (12) oder dergleichen gemessen wird.
4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach mindestens einem der
Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Einstellen des Achsabstands (11) ein mechanisches Hubgetriebe vorge
sehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Einstellen des Achsabstands (11) mindestens eine Gewindespindel (12)
vorgesehen ist.
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