DE3049999C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Holzvor­ schubgeschwindigkeit einer Holzschleifmaschine, deren Holzvor­ schub gegen einen Schleifstein mittels druckmittelbeaufschlag­ ter Kolben erfolgt, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Holz­ schleifmaschinen werden in der Papierfabrikation eingesetzt. Zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Qualität der Faser­ stoffaufschwemmung oder Pulpe ist ein möglichst gleichmäßiger Holzschliff Voraussetzung.

Üblicherweise wird die Schleifarbeit einer sich eines Kolbens für den Holzvorschub bedienenden Holzschleifmaschine geregelt, indem der Vorschubdruck der Kolben oder die Vorschubleistung der Kolben auf einem konstanten Wert gehalten wird oder indem das Steuerventil für den Vorschubdruck in einer konstanten Posi­ tion gehalten wird. Diese Verfahren sind in einfacher Weise ausführbar, haben aber den Nachteil, daß sich als Folge einer Ungleichmäßigkeit des Querschnitts und der Eigenschaften des zu schleifenden Holzes die Kolbengeschwindigkeit verändert, wes­ halb die so hergestellte Pulpe keine gleichmäßige Qualität hat. Die Gleichmäßigkeit der Qualität der Pulpe hat jedoch in jüngster Zeit wiederum stetig an Bedeutung gewonnen. Der Holz­ schliff wird üblicherweise in Zentrifugen sortiert und außer­ halb der Toleranz liegende Anteile müssen nachbehandelt werden. Obwohl dieses Problem bereits seit langer Zeit erkannt ist, ist keine zufriedenstellende Lösung gefunden worden, mit deren Hil­ fe das Ausmaß der Kolbenbewegung im wesentlichen konstant gehal­ ten werden kann; ein Grund hierfür besteht darin, daß sich der Vorschubkolben sehr langsam bewegt und Geschwindigkeitsverän­ derungen, die absolut gesehen klein, jedoch relativ gesehen ziemlich groß sein können, schwierig zu beobachten und auszu­ gleichen sind.

Es ist bekannt (Jazbec "Antrieb und Vorschubregelung von Holz­ schleifern" in Brown Boveri Mitteilungen, Heft 5, 1972, Seiten 205 bis 209), daß bei Stetigschleifern, deren Vorschub durch einen Elektromotor angetrieben ist, bevorzugt auf konstante Vorschubgeschwindigkeit geregelt wird, da dies den bestimmten Holzschliff ergibt. Bei Holzschleifmaschinen, deren Holzvor­ schub mittels druckbeaufschlagter Kolben erfolgt, werden jedoch diese über ein elektrisch betätigtes Regelventil so beeinflußt, daß die Leistung des Schleifmotors konstant gehalten wird. Ein geschwindigkeitsgeregelter motorgetriebener Holzvorschub ist auch aus DE-AS 12 22 578 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelungsver­ fahren für eine Holzschleifmaschine mit Kolbenvorschub anzuge­ ben, mit dessen Hilfe eine konstante Holzschliffqualität auch bei wechselnden Schleifwiderständen über einen größeren Arbeits­ bereich aufrechterhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, das im Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Dieses digitale Meßverfahren erlaubt es, die Vorschubgeschwindigkeit mit sehr kurzer Ansprechzeit innerhalb enger Grenzen konstant zu halten und damit eine wichtige Vorraussetzung für die konstante Holz­ schliffqualität zu erfüllen. Hierbei wird die Vorschubgeschwin­ digkeit des Kolbens auf der Basis der Zeitintervalle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Digitalimpulsen, die einer festen Wegstrecke des Kolbens entsprechen, bestimmt. Die zwischen den Impulsen auftretenden Zeitintervalle können gezählt und in einem Computer durch Division oder mittels einer die entspre­ chende Arbeit ausführenden Rechenmaschine zu einem Geschwindig­ keitswert verarbeitet werden, und auf diese Weise ist der Wert für den Regelungsprozeß bereits verfügbar. In der Praxis wird der Wert der Vorschubgeschwindigkeit in einer Zeit unter 100 Millisekunden mit großer Genauigkeit, nämlich mit einem Fehler kleiner als 2%, ermittelt und es ist somit möglich, die Vor­ schubgeschwindigkeit für jede Vorschubeinheit in einer solchen Weise zu regeln, daß jederzeit optimal geschliffen wird. Ver­ suche haben ergeben, daß die Menge des beim Sortieren zum Nach­ behandeln abgesonderten Holzschliffs durch das erfindungsgemäße Verfahren halbiert wird.

Die digitale Wegmessung kann beispielsweise mittels einer an den Vorschubkolben angeschlossenen Zahnstange ausgeführt werden, die ein Rad in Umdrehung versetzt, dessen Umfang sich an einem Impulssender vorbeibewegt, der Impulse in einer der Geschwindigkeit des Kolbens proportionalen Fre­ quenz abgibt. Der Impulssender kann beispielsweise eine photoelektrische Einrichtung sein, wobei der Umfang des Rades mit einander abwechselnden Bereichen ausgestattet ist, die für Licht permeabel bzw. impermeabel sind.

Wie angegeben, variiert die Vorschubgeschwindigkeit des Kolbens bei Regelungsverfahren auf der Basis eines konstan­ ten Vorschubdrucks oder einer konstanten Leistung erheblich. In dem Fall einer Regelung unter Aufrechterhaltung einer bestimmten optimalen Vorschubgeschwindigkeit besteht entspre­ chend die Gefahr einer Überlastung der Schleifmaschine, des Außertrittfallens oder des vollständigen Ausfalls des Versorgungsnetzes. Das erfindungsgemäße Verfahren ist des­ halb, wie an sich bekannt ist, mit einer Sicherungsmaßnahme gegen Überlastung ausgestattet. Zusätzlich kann gemäß bevor­ zugten Durchführungsverfahren das auf der gemessenen Ge­ schwindigkeit jedes Kolbens basierende Regelsignal ergänzt werden durch ein den Vorschubdruck betreffendes zusätzliches Signal, wodurch eine gleichmäßigere Verteilung des Vorschub­ drucks zwischen verschiedenen Kolben erreicht wird, und/oder durch ein die am Schleifstein wirkende Leistung betreffendes zusätzliches Signal, wodurch schon vor Erreichen des Lei­ stungs-Grenzwerts eine Berücksichtigung eines erhöhten Schleifwiderstands stattfindet. Die Vorschubgeschwindigkeit des Kolbens wird hierbei schon bei Annäherung an zuvor eingestellte Grenzwerte für den Druck und die Leistung heruntergeregelt, wobei ihre Anderungen noch klein und gleichmäßig sind und die Qualität der erzeugten Pulpe noch gleichmäßig bleibt.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels weiter ins einzelne gehend erläutert; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine bevorzugte Durchführungsform der Erfindung in der Form eines Blockdiagramms,

Fig. 2 den Einfluß eines den Druck eines Kolbens betreffen­ den zusätzlichen Signals auf den Betrieb der Schleif­ maschine und

Fig. 3 die Einflüsse von die Leistung der Schleifmaschine betreffenden zusätzlichen Signalen.

Eine Schleifmaschine verfügt über zwei Schleifsteine 1 und 2, die mittels eines gemeinsamen Elektromotors 3 in Umdre­ hung versetzt werden. Mit 4 ist ein Ablagefach für eine Holzcharge bezeichnet, die zum Schleifen gegen den Schleif­ stein 1 zu drücken ist. Fig. 1 zeigt nur ein solches Ablage­ fach, obwohl in der Praxis zwei Holzablagefächer für jeden Schleifstein vorgesehen sind. Mit 5 ist ein Kolben bezeich­ net, der das Ablagefach 4 gegen den Schleifstein drückt, mit 6 eine Einrichtung, mittels der der Druck auf den Kolben gemessen werden kann, mit 7 eine Betätigunggseinrichtung und mit 8 eine Regelungseinrichtung. Die Betätigungseinrichtung 7 wirkt auf ein Vorschubventil des Kolbens 5 auf der Basis eines von der Regelungseinrichtung 8 erhaltenen Befehls ein. Der Befehl der Regelungseinrichtung 8 ist normalerweise durch die Differenz zwischen dem zuvor eingestellten Wert (Soll-Wert) und dem tatsächlichen Wert (Ist-Wert) der Vor­ schubgeschwindigkeit bestimmt, wobei letzterer von einem am Kolben 5 abgenommenen Meßsignal repräsentiert wird. Bei Annäherung an einen zuvor eingestellten Grenzwert des Drucks eines einzelnen Kolbens oder der Gesamtleistung der Holz­ schleifmaschine beeinflußt jedoch ein zusätzliches den Kolbendruck betreffendes Signal und/oder ein zusätzliches die Gesamtleistung der Schleifmaschine betreffendes Signal die Regelungseinrichtung 8 in einer nachfolgend weiter ins einzelne gehend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschriebenen Weise.

In Fig. 2 repräsentiert jede der voll ausgezogenen Linien 9, 10 und 11, 12 den normalen Betrieb eines Kolbens. Die Linien 9 und 10 repräsentieren ein Kolbenpaar eines ersten Steins, während die Linien 11 und 12 ein Kolbenpaar eines zweiten Steins repräsentieren. Die Abstände zwischen den Linien sind aus Gründen der Deutlichkeit übertrieben ver­ größert; in der Realität fällt die Linie 9 nahezu mit der Linie 10 und die Linie 11 mit der Linie 12 zusammen. Die Kolbenpaare unterschiedlicher Schleifsteine haben zumeist etwas unterschiedliche Geschwindigkeiten, und zwar hauptsäch­ lich infolge der Unterschiede im Verschleiß der Schleifstei­ ne. Wenn sich der Druck irgendeines Kolbens ansteigend dem eingestellten Grenzwert nähert, verändert sich der Betrieb in einer durch die strichpuntiert gezeichneten Linien angegebenen Weise. Der Betrieb jedes Kolbens ist in diesem Fall von den anderen Kolben unabhängig.

In Fig. 3 repräsentieren die vertikalen voll ausgezogenen Linien 13, 14 und 15, 16 den normalen Betrieb der Holz­ schleifmaschine. Dieselbe Situation ist durch die vertikale voll ausgezogene Linie 17 betreffend die Gesamtleistung der Schleifmaschine dargestellt. Bei Annäherung an den einge­ stellten oberen Grenzwert der Gesamtleistung der Schleif­ maschine verändert sich der Betrieb aller Kolben in der durch die strichpunktiert dargestellten Linien angegebenen Weise. Wenn der obere Grenzwert der Gesamtleistung der Schleifmaschine trotz des die Leistung betreffenden zusätzli­ chen Signals erreicht wird, geht der Betrieb von der Rege­ lung auf der Basis der Kolbengeschwindigkeit über auf die Regelung der Leistung, welche Situation durch die horizonta­ le voll ausgezogene Linie 18 dargestellt ist. Hierdurch kann die Holzschleifmaschine das Leitungsnetz nicht überlasten oder vollständig ausfallen lassen. Dies kann beispielsweise durch Vorsehen eines Leistungsreglers parallel oder in Reihe zu der Regelungseinrichtung 8 erreicht werden, wobei hinter diesen und vor der Betätigungseinrichtung 7 ein Wählorgan oder eine Wählfunktion vorgesehen ist, das bzw. die in Abhängigkeit von der Höhe der Signale bestimmt, ob die Bewegung des Kolbens der Schleifmaschine auf der Basis der Geschwindigkeit oder der Leistung geregelt werden muß. Das Wählorgan kann ein Kaskadenselektionsverstärker, ein Mini­ mum- oder ein Maximumselektionsverstärker sein, und die entsprechende Funktion kann als ein Computerprogramm oder eine andere die genannte Funktion erfüllende Einrichtung realisiert sein. Dies alles ist für den Fachmann hinreichend bekannt.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform der Erfindung gilt als eine vorzugsweise Ausführungsform. Es gibt jedoch Fälle, in welchen eine zufriedenstellende Regelung auf der Basis des allein die Vorschubgeschwindigkeit betreffenden Signals erreicht werden kann und das den Kolbendruck betref­ fende zusätzliche Signal und/oder das die Leistung der Schleifmaschine betreffende zusätzliche Signal entfallen können.

Claims (3)

1. Verfahren zur Regelung der Holzvorschubgeschwindigkeit einer Holzschleifmaschine, deren Holzvorschub gegen einen Schleifstein mittels druckmittelbeaufschlagter Kolben erfolgt, wobei eine Mehrzahl von Holzchargen jeweils durch einen Kolben zu Schleifzwecken gegen den Schleifstein gedrückt werden, die jeweilige Vorschubgeschwindigkeit ge­ messen und mit einer Sollgeschwindigkeit verglichen wird und durch das Vergleichsergebnis die Druckbeaufschlagung des Kolbens gesteuert wird, und wobei bei Erreichen eines Grenzwerts der gesamten Leistungsaufnahme umgeschaltet wird auf eine Regelung der Leistung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubgeschwindigkeit jeder Holzcharge bestimmt wird durch Vergleich des direkt digital gemessenen Kolbenwegs mit der Zeit, derart, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Kolbens auf der Basis der Zeitspanne zwischen zwei auf­ einanderfolgenden Digitalimpulsen, die einer festen Weg­ strecke des Kolbens entspricht, bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Holzvorschubgeschwindigkeit beeinflußt wird durch ein die Druckbeaufschlagung des jeweiligen Kolbens betreffendes zusätzliches Signal, das dem Geschwindigkeits­ signal hinzugefügt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Holzvorschubgeschwindigkeit beeinflußt wird durch ein die Schleifleistung betreffendes zusätzli­ ches Signal, das dem Geschwindigkeitssignal hinzugefügt wird.