DE3540689C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung und/oder Regelung der Warenspannung einer auf einer Tambour-Rauhmaschine verarbeiteten Warenbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Tambour-Rauhmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.

Zum wirkungsvollen Aufrauhen von Waren, wie z.B. gewebten oder gewirkten Stoffen, werden in der Regel doppelt wir­ kende Rauhmaschinen verwendet, deren auf dem Mantel des Tambours angeordnete Rauhwalzen als Strich- und Gegen­ strichwalzen mit Drahtkrempelbekleidungen ausgebildet sind. Die Drähte der Strichwalzen weisen allgemein in die Richtung, in welcher die Ware über den Tambour wan­ dert, und die Drähte der Gegenstrichwalzen weisen in die entgegengesetzte Richtung. Durch eine abwechselnde Anordnung von Strich- und Gegenstrichwalzen wird die Ware wirkungsvoll aufgerauht, d.h. die Stoffasern werden von dem Stoffgrund abgehoben. Dabei kommt es aber in Warenvorschubrichtung gesehen jeweils zwischen einer Strich- und einer Gegenstrichwalze zu einer Entspannung der Ware und zwischen einer Gegenstrich- und einer Strich­ walze zu einer Spannung der Ware. Bei bekannten Rauh­ maschinen ist es äußerst schwierig, das richtige Ver­ hältnis von Strich- zu Gegenstrichenergie zu finden. Entweder wird die Ware nicht intensiv genug gerauht, so daß mehrere Verarbeitungspassagen erforderlich sind, um die gewünschte Rauhwirkung zu erzielen. Andernfalls kann ein großes Verhältnis von Gegenstrich- zu Strich­ energie zu einer ungewollt starken Rauhung, einer Be­ schädigung oder zum Zerreißen der Ware führen. Weiter­ hin hat aber auch die über den gesamten Tambour vor­ liegende Warenspannung einen Einfluß auf die Strich- und Gegenstrichenergie, da bei zu geringer Spannung die Ware praktisch berührungslos über die Rauhwalzen transportiert würde, bei zu hoher Spannung jedoch zu stark beansprucht würde. Insbesondere die Verarbeitung von stark dehnbaren Waren ist mit bekannten Rauhmaschinen äußerst problematisch, da derartige Waren bei der Ver­ arbeitung eine Längung von mehr als 100% erfahren können. Eine optimale Warenverarbeitung auf Tambour-Rauhmaschinen hängt somit von der Höhe der Strich- und Gegenstrich­ energie sowie von der Gesamtwarenspannung auf dem Tambour ab. Selbst für geschultes und erfahrenes Fachpersonal ist es aber schwierig, stets die optimalen Verarbeitungs­ parameter zu finden, insbesondere wenn Waren mit unter­ schiedlichen Eigenschaften nacheinander verarbeitet wer­ den sollen.

Aus der DE-AS 11 06 723 ist ein Verfahren zur Regelung der Warenspannung einer auf einer Tambour-Rauhmaschine verarbeiteten Warenbahn bekannt, bei dem die Ware von einer angetriebenen Einzugswalze eingezogen, auf dem Tambour von Strich- und/oder Gegenstrichwalzen mit Strich- und/oder Gegenstrichenergie beaufschlagt und von einer unabhängig von der Einzugswalze angetriebenen Abzugswalze abgezogen wird. Am Einlauf wird die Spannung der Warenbahn mittels eines Spannungsfühlers gemessen, mit einem einstellbaren Sollwert verglichen und bei Abweichung vom Sollwert automatisch wieder auf den vor­ bestimmten Sollwert eingestellt. Beeinflußt wird ledig­ lich die Umdrehungsgeschwindigkeit der Einzugswalze. Es kann daher nicht ausgeschlossen werden, daß die Ware mit einer falschen Strich- und/oder Gegenstrichenergie beaufschlagt wird.

Aufgabe der Erfindung ist, eine warenabhängige Spannungs­ balance auf dem gesamten Tambour zu ermöglichen und zu erhalten.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den von diesen Ansprüchen ab­ hängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird für eine be­ stimmte Ware jeweils ein bestimmter, eine optimale Waren­ spannungsverteilung auf dem Tambour gewährleistender Soll-Spannungswert am Wareneinlauf und am Warenauslauf der Rauhmaschine eingestellt. Während des Betriebes wer­ den die Warenspannung einlauf- und auslaufseitig, vor­ zugsweise kontinuierlich gemessen, kontrolliert und die Spannungswerte miteinander verglichen. Im Falle einer Abweichung von den vorbestimmten Spannungen wird die jeweils abweichende Spannung automatisch wieder auf den vorbestimmten Sollwert eingestellt. Die Erfindung beruht somit auf der Erkenntnis, daß ausschließlich aus dem Vergleich der beiden Warenspannungszustände vor und nach dem Tambour eindeutige Aussagen über alle für die Ver­ arbeitung wichtigen Einzelparameter gemacht werden kön­ nen, so daß die jeweils abweichende Spannung vorzugsweise automatisch durch einen elektronischen Prozeßrechner auf den Sollwert eingestellt werden kann. Dies geschieht erfindungsgemäß durch Änderung der Differenzgeschwindig­ keit zwischen Einzugs- und Abzugswalze der Rauhmaschine und/oder durch Änderung des Verhältnisses von Strich­ energie zu Gegenstrichenergie. Zur Steuerung der Tambour- Rauhmaschine ist es daher vorteilhaft, wenn voneinander unabhängige Antriebe für die Einzugswalze, die Abzugs­ walze, den Tambour, die Strichwalzen und die Gegenstrich­ walzen vorgesehen sind. Zweckmäßigerweise werden für diese Antriebe jeweils elektronisch drehzahlregelbare Gleichstrommotoren verwendet.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Verarbeitung von Waren mit den unterschiedlichsten Eigenschaften un­ mittelbar hintereinander, ohne daß manuelle, auf Erfahrung beruhende Einstellarbeiten an der Maschine erforderlich wären, da alle Einstellungen automatisiert sind.

Die erfindungsgemäße Tambour-Rauhmaschine verfügt über jeweils eine die Warenspannung messende Meßeinrichtung am Wareneinlauf und am Warenauslauf. Diese Meßeinrichtun­ gen sind mit einem elektronischen Prozeßrechner verbunden, der die jeweils vorliegenden Warenspannungszustände mit­ einander vergleicht und auf der Basis dieses Vergleichs automatisch die erforderliche Ausgleichsspannung ein­ stellt.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispiels einer erfindungsgemäßen Rauhmaschine wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Tambour-Rauhmaschine nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht der Rauh­ maschine nach Fig. 1 unter zusätzlicher schematischer Darstellung der Antriebe und der Steuerung und

Fig. 3 bis 8 schematische Seitenansichten der Rauhma­ schine nach Fig. 1 unter Darstellung unter­ schiedlicher Warenspannungszustände.

Eine erfindungsgemäße Tambour-Rauhmaschine besteht aus einem Tambour 1, dessen Mantel in an sich bekannter Weise aus Rauhwalzen üblicher Bauart, und zwar aus Strichwalzen S und Gegenstrichwalzen G gebildet wird. In Abhängigkeit von ihren Umdrehungsgeschwindigkeiten beaufschlagen die Strichwalzen S und die Gegenstrich­ walzen G eine aufzurauhende Ware 2, deren Verlauf durch eine Strichpunktlinie dargestellt ist, mit Strich- und/ oder Gegenstrichenergie. Am Wareneinlauf 3 ist eine angetriebene Einzugswalze 4 und am Warenauslauf 5 eine ebenfalls angetriebene Abzugswalze 6 angeordnet.

Um eine möglichst gleichmäßige Warenspannungsverteilung auf dem Tambour 1 zu erreichen, ist erfindungsgemäß am Wareneinlauf 3 und am Warenauslauf 5 jeweils eine die Warenspannung messende Meßeinrichtung angeordnet. Hauptelemente dieser Meßeinrichtungen sind zwei Tänzer­ walzen 7, 8, die zwischen der Einzugswalze 4 und dem Tambour 1 einerseits und zwischen dem Tambour 1 und der Abzugswalze 6 andererseits angeordnet sind. Die Tänzerwalzen 7, 8 werden von der Ware 2 schlaufenartig umschlungen. Durch die Anordnung jeweils einer Umlenk­ walze 11, 12 zwischen jeder Tänzerwalze 7, 8 und dem Tambour 1 beträgt der Umschlingungswinkel der Waren­ bahn 2 auf der Einzugswalze 4, der Abzugswalze 6 und den Tänzerwalzen 7, 8 jeweils etwa 180°. Erfindungs­ gemäß sind die Tänzerwalzen 7, 8 in einer zu ihren Drehachsen senkrechten Richtung und in Richtung der von ihnen gebildeten Schlaufen der Warenbahn 2 beweg­ lich, insbesondere mittels Schwenkhebeln 13, 14 schwenk­ bar gelagert. Für jede Tänzerwalze 7, 8 sind zwei seit­ liche Schwenkhebel vorgesehen.

Durch diese Ausbildung wird jede Änderung der Waren­ spannung sowohl am Wareneinlauf 3 als auch am Waren­ auslauf 5 anhand der Stellung der Tänzerwalzen 7, 8 gemessen, wozu jede Tänzerwalze 7, 8 erfindungsgemäß mit einem ihre Stellung erfassenden linearen Istwert­ geber 15, 16 verbunden ist. Diese Istwertgeber 15, 16 können beispielsweise herkömmliche Tauchpotentiometer oder dergleichen Meßgeräte sein, die eine lineare Positionsänderung in elektrische Ausgangssignale um­ wandeln. Vorteilhafterweise wirken die Tänzerwalzen 7, 8 bei ihrer Bewegung gegen mindestens ein eine vor­ wählbare Vorspannung erzeugendes Druckelement 17, 18. Gemäß Fig. 2 sind für jede Tänzerwalze 7, 8 zwei Druckelemente 17 a, 17 b; 18 a, 18 b vorgesehen. Hierdurch kann eine Soll-Warenspannung vorgewählt werden. Die Druckelemente 17, 18 sind vorzugsweise als pneumatische Kolben-Zylinder-Einheiten ausgebildet, wobei die Höhe der Vorspannung im Bereich von 0 bis 300 N einstellbar ist. Die Tänzerwalzen 7, 8 sorgen somit nicht aktiv für eine Warenspannung, sondern wirken als passive, von der Ware durch Spannung oder Entspannung bewegte Meßeinrichtungen.

Erfindungsgemäß ist zum Antrieb des Tambours 1, der Strichwalzen S, der Gegenstrichwalzen G, der Einzugswalze 4 und der Abzugswalze 6 jeweils ein separater Antrieb, insbesondere jeweils ein dreh­ zahlregelbarer Gleichstrommotor 21, 22, 23, 24, 25, vorgesehen. Hierdurch kann eine optimale Regelung der Warenspannung durch Einstellung aller Einzel­ parameter erreicht werden.

Die linearen Istwertgeber 15, 16, die Druckelemente 17, 18 sowie die Motoren 21 bis 25 sind mit einem elektronischen Prozeßrechner 26 verbunden. Für eine Eingabe von Sollwerten zur Anpassung an verschiedene Materialien ist an den Prozeßrechner 26 eine Eingabe­ vorrichtung 27 angeschlossen.

Der elektronische Prozeßrechner 26 erhält von den linearen Istwertgebern 15, 16 elektrische Istwert­ signale, die proportional zu der jeweils vorliegenden Warenspannung sind. Der Rechner 26 vergleicht diese Werte und errechnet hieraus den jeweils erforderlichen Spannungsausgleich, der nachfolgend durch optimale Drehzahlanpassung aller Einzelantriebe eingestellt wird.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Tambour-Rauhmaschine soll im folgenden unter Bezug auf die in den Fig. 3 bis 8 dargestellten Spannungszustände erläutert werden.

In Fig. 3 ist dargestellt, daß die Warenspannung sowohl am Wareneinlauf 3 als auch am Warenauslauf 5 zu gering ist, so daß sich beide Tänzerwalzen 7, 8 durch die unter der vorgewählten Vorspannung stehenden Druck­ elemente 17, 18 die Warenschlaufe verlängernd bewegt haben. Die dargestellten Stellungen der Tänzerwalzen 7, 8 werden von den linearen Istwertgebern (nicht dargestellt) an den Prozeßrechner weitergegeben. Dieser ist so programmiert, daß er in diesem Fall die Geschwindigkeit der Abzugswalze 6 erhöht, wodurch die Ware insgesamt gespannt wird.

In dem in Fig. 4 dargestellten Zustand ist die Warenspannung insgesamt zu hoch, weshalb der Rechner eine Verminderung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Abzugswalze 6 veranlaßt.

Fig. 5 zeigt einen Zustand, in dem die Strichenergie im Verhältnis zur Gegenstrichenergie zu hoch ist, da die Ware 2 von dem Tambour 1 zu stark transportiert wird, so daß die Ware am Wareneinlauf 3 durch den hohen Zug des Tambours 1 gespannt und am Warenauslauf 5 entspannt wird. Der Rechner veranlaßt in diesem Fall eine Verringerung der Strichenergie, d.h. eine Dreh­ zahlerhöhung des Antriebsmotors 22 der Strichwalzen S.

In Fig. 6 ist dargestellt, daß die Strichenergie im Verhältnis zur Gegenstrichenergie zu gering ist. Die Ware 2 wird von den Gegenstrichwalzen G zu stark in entgegengesetzter Warenvorschubrichtung mit Energie beaufschlagt, so daß die Ware 2 am Wareneinlauf 3 entspannt und am Warenauslauf 5 gespannt wird. Der erforderliche Ausgleich ist in diesem Fall eine Ver­ größerung der Strichenergie, d.h. eine Drehzahlverrin­ gerung des Antriebsmotors 22 der Strichwalzen S.

Der Zustand in Fig. 7 zeigt, daß sowohl die Warenspannung zu gering als auch die Strichenergie zu klein ist. Der Rechner wird in diesem Fall eine Erhöhung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Abzugswalze 6 über den Motor 25 sowie eine Erhöhung der Strichenergie über Drehzahlverringerung des Motors 22 veranlassen.

In Fig. 8 ist die Idealstellung der Tänzerwalzen 7, 8 dargestellt. Die Differenzgeschwindigkeit zwi­ schen Einzugswalze 4 und Abzugswalze 6 hat die Dehn­ fähigkeit der Ware 2 entsprechend der vorgewählten Vorspannung der Druckelemente 17, 18 ausgeglichen. Die Strichenergie im Verhältnis zur Gegenstrichenergie ist so abgeglichen, daß sich die Warenspannung über dem Tambour 1 absolut gleichmäßig verteilt.

Aufgrund der vorteilhaften Verwendung eines elektroni­ schen Prozeßrechners ist die Regelung der voneinander unabhängigen Antriebe derart schnell, daß die in Fig. 8 dargestellten Idealbedingungen unmittelbar nach Verarbeitungsbeginn bereits vorliegen. Somit dienen die Fig. 3 bis 7 lediglich der Erklärung der Funktion der erfindungsgemäßen Rauhmaschine, wobei die Stellungen der Tänzerwalzen 7, 8 der Deutlichkeit halber stark übertrieben dargestellt sind und nicht der Praxis entsprechend.

Die Erfindung ist keineswegs auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So liegt es durchaus im Rahmen der Erfindung, die Spannung der Warenbahn mit gleichwirkenden Mitteln zu messen, wie z. B. mit Dehnungsmeßstreifen, hydraulischen oder pneumatischen Druckmessungen oder dergleichen. Weiterhin können die Tänzerwalzen 7, 8 auch linear, d. h. ohne Schwenkhebel, beweglich gelagert werden. Es ist auch möglich, ganz auf Tänzerwalzen zu verzichten, und lediglich durch geeignete Mittel, beispielsweise Druckmessern, in den Umlenkwalzen 11, 12, die Warenspannung zu messen. Jedoch hat die Ausbildung mit den Tänzerwalzen 7, 8 den Vorteil, daß eine Vorspannung zur Anpassung an verschiedene zu verarbeitende Materialien einstellbar ist.

Claims (14)

1. Verfahren zur Überwachung und/oder Regelung der Warenspannung einer auf einer Tambour-Rauhmaschine verarbeiteten Warenbahn, wobei die Ware von einer angetriebenen Einzugswalze eingezogen, auf dem Tambour von Strich- und/oder Gegenstrichwalzen mit Strich- und/oder Gegenstrichenergie beaufschlagt und von einer unabhängig von der Einzugswalze ange­ triebenen Abzugswalze abgezogen wird, und wobei die Spannung der Warenbahn am Einlauf mittels eines Spannungsfühlers gemessen, mit einem einstellbaren Sollwert verglichen und bei Abweichung vom Sollwert automatisch wieder auf den vorbestimmten Sollwert eingestellt wird, dadurch gekennzeich­ net, daß die Warenspannung auch am Auslauf kon­ tinuierlich gemessen wird und der ermittelte ein­ laufseitige und der auslaufseitige Ist-Wert der Warenspannung mit voreingestellten Sollwerten sowie auch miteinander verglichen werden, und daß aufgrund einer Abweichung der Ist-Werte von den entsprechenden Soll-Werten sowie auf der Basis des Vergleichs der einlauf- und auslaufseitigen Ist-Werte der Waren­ spannung miteinander die Warenspannung durch unab­ hängige Regelung der Umdrehungsgeschwindigkeiten der Einzugs- und/oder Abzugswalze und/oder des Tambours und/oder der Strich- und/oder der Gegen­ strichwalzen automatisch nachgeregelt wird, wobei zum Vergleich der Ist- und Soll-Werte und zur Nach­ regelung der Umdrehungsgeschwindigkeiten eine daten­ verarbeitende Einrichtung verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für eine bestimmte Ware jeweils ein bestimmter, eine optimale Warenspannungsverteilung auf dem Tambour gewährleistender Soll-Spannungswert am Wareneinlauf und am Warenauslauf der Rauhmaschine eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zum Messen der Ist-Werte Tänzerwalzen verwendet werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwarenspannung mit Druckelementen, ins­ besondere mit pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheiten, die die Tänzerwalzen positionieren, eingestellt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb der Einzugs- und Abzugs- sowie der Strich- und Gegenstrichwalze und für den Tambour jeweils ein drehzahlregelbarer Gleichstrommotor ver­ wendet wird.

6. Tambour-Rauhmaschine, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, mit auf dem Mantel des Tambours gelagerten Strich- und/oder Gegenstrichwalzen, einer Einzugswalze am Wareneinlauf sowie einer Abzugswalze am Warenaus­ lauf, wobei einlaufseitig eine die Warenspannung messende Meßeinrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch am Warenaus­ lauf (5) eine der Warenspannung entsprechende Meß­ signale erzeugende Meßeinrichtung (8, 16) angeordnet ist, wobei die einlaufseitige und auslaufseitige Meßeinrichtung (7, 8, 15, 16) mit einem in Abhän­ gigkeit von den Meßsignalen die Umdrehungsgeschwin­ digkeiten der Einzugswalze (4), der Abzugswalze (6), des Tambours (1) und der Strich- und/oder Gegen­ strichwalzen (S, G) unabhängig voneinander steuernden datenverarbeitenden Einrichtung (26) verbunden sind.

7. Tambour-Rauhmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrich­ tungen Tänzerwalzen (7, 8) aufweisen, die mit Ist- Wertgebern (15, 16) in Verbindung stehen.

8. Tambour-Rauhmaschine nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlingungswinkel der Warenbahn (2) auf der Ein­ zugswalze (4), der Abzugswalze (6) und den Tänzer­ walzen (7, 8) jeweils etwa 180° beträgt, und daß zwischen den Tänzerwalzen (7 und 8) und dem Tam­ bour (1) jeweils eine Umlenkwalze (11, 12) angeordnet ist.

9. Tambour-Rauhmaschine nach Anspruch 7 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tänzerwalzen (7, 8) mittels Schwenkhebeln (13, 14) schwenkbar gelagert sind.

10. Tambour-Rauhmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß jede Tänzerwalze (7, 8) mit einem Druck­ element (17, 18) in Verbindung steht, das eine vor­ wählbare Vorspannung auf die jeweilige Tänzerwalze überträgt.

11. Tambour-Rauhmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente (17, 18) pneumatische Kolben-Zylinder-Einheiten sind.

12. Tambour-Rauhmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 11, gekennzeichnet durch jeweils einen separaten Antrieb, insbesondere jeweils einen drehzahlregelbaren Gleichstrommotor (21, 22, 23, 24, 25) für den Antrieb des Tambours (1), der Strichwalzen (S), der Gegenstrichwalzen (G), der Einzugswalze (4) und der Abzugswalze (6).

13. Tambour-Rauhmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ist-Wertgeber (15, 16) die Stellung der jeweiligen Tänzerwalze (7, 8) erfassende lineare Ist-Wertgeber sind.

14. Tambour-Rauhmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die linearen Ist-Wertgeber (15, 16), die Druckelemente (17, 18) und die Gleichstrommotoren (21 bis 25) mit einem elektronischen Prozeßrechner (26) verbunden sind, der eine Vorrichtung (27) zur Eingabe von Sollwerten aufweist.