DE3708211A1 - Vorrichtung zur verbesserung des kardierprozesses einer karde oder krempel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung des Kardierprozesses einer Karde oder Krempel, bei der die Trommel mit einem elektrischen Antriebsmotor verbunden ist und wobei zwischen dem Hochlauf- oder Bremsvorgang eine Arbeitsphase vor­ handen ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung ist die Arbeitsgeschwindigkeit bzw. -drehzahl der Trommel für eine bestimmte Fasermaterialsorte fest vorgegeben. Bei einer Änderung der Fasermaterialsorte, z. B. beim Übergang von Baumwolle auf Chemiefasern und umgekehrt, wird die Arbeitsdrehzahl durch Änderung der mechanischen Übersetzung zwi­ schen Antriebsmotor und Trommel, z. B. Austausch von Riemenschei­ ben, angepaßt bzw. verändert. Das ist mit erheblichem betrieblichen Aufwand und mit Zeitverzögerung verbunden. Außerdem sind dadurch nur bestimmte Drehzahländerungen entsprechend der konstruktiven Ausbildung (Stufen) der Übersetzungen möglich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß beim Auslauf der Trommel, z. B. Abbremsen bei einer Betriebsunterbrechung, eine stärkere Fasermenge auf der Trommel entsteht, als das im Arbeitsbetrieb der Fall ist. Dadurch ent­ steht eine Ungleichmäßigkeit, die bei der Wieder-Inbetriebnahme der Karde (Anspinnen) zum Abriß des Bandes bzw. Faservlieses führen kann. Sofern das Band bzw. Faservlies nicht abreißt, muß es in bezug auf die Ungleichmäßigkeiten entfernt werden, wodurch kein automa­ tisches Anspinnen möglich ist und Materialverluste entstehen. Die be­ kannte Vorrichtung verwendet einen ungeregelten Antriebsmotor, d. h. während der Verarbeitung des Fasermaterials ist eine Drehzahländerung der Trommel wegen deren sehr großer Massenträgheit nicht vorgesehen. Dadurch kann es vorkommen, daß bei der vorgesehenen Trommeldreh­ zahl zu viele Fasernissen im Fasermaterial verbleiben.

Es wurde schon vorgeschlagen, in den Stromzuführungen des Antriebs­ motors des Vorreißer/Trommelantriebes eine Umschalteinheit anzuordnen, mit der ein Anlauf- oder Bremslaufregelkreis mit Wechselstromsteller in die Stromzuführungen des Antriebsmotors des Vorreißer/Trommelan­ triebes einschaltbar ist, der nach dem Hochlauf- oder Bremslaufvorgang abschaltbar ist. Dadurch ist es nur möglich, Hochlauf- und Bremslauf­ vorgänge an der Trommel mit konstanter Beschleunigung bzw. Verzöge­ rung durchzuführen. Es erfolgt ein zweistufiger Betrieb, bei dem nach dem Hochlauf eine Umschaltung auf Netzbetrieb erfolgt, d. h. während des Hochlaufs bzw. Bremsens ist eine gezielte Einstellung bestimmter Drehzahlen nicht vorgesehen und während des Arbeitsbetriebes (Netz) ist eine Änderung der Trommeldrehzahl überhaupt nicht möglich.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, die insbesondere eine Verbesserung des Kardierprozesses, z. B. eine einfache und schnelle An­ passung der Trommelarbeitsgeschwindigkeit bei Änderung der Faserma­ terialpartie, eine erneute Inbetriebnahme der Karde (Anspinnen) ohne Band- bzw. Faservliesabriß und eine Reduzierung der Nissenzahl erlaubt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen gelingt eine Verbesserung des Kardierprozesses, insbesondere eine einfache und schnelle Anpassung bzw. Einstellung der Trommelarbeitsgeschwindigkeit bei Änderung der Faser­ materialsorte, z. B. bei Übergang von Baumwolle auf Chemiefasern. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sowohl der Hochlauf (Drehzahl­ zunahme) als auch der Auslauf (Drehzahlabnahme) der Trommel definiert und gezielt steuerbar sind. Dadurch ist auf der Trommel auch bei Hoch- und Auslauf eine gleichmäßig dicke Faserbelegung wie während des Arbeitsbetriebes vorhanden, so daß eine erneute Inbetriebnahme der Karde (Anspinnen) nach einer Unterbrechung ohne Band- bzw. Faser­ vliesabriss oder Fasermaterialverlust möglich ist. Weiterhin kann mit Vorteil diejenige Trommeldrehzahl gezielt ermittelt und eingestellt werden, bei der die meisten Nissen aus dem Fasermaterial ausgeschieden werden. Auf diese Weise wird eine stufenlose Trommeldrehzahlregulierung bzw. -steuerung ermöglicht. Es können stufenlos in kurzer Zeit gezielt be­ stimmte Drehzahlen eingestellt werden.

• Wesentliche Vorteile der Erfindung sind u. a.:
  1. Definierter und gezielt steuerbarer Hochlauf der Trommel.
  Dadurch wird es möglich, bestimmte Drehzahlabhängigkeiten zu anderen, drehenden Walzen (Einzug, Abnehmer u. dgl.) herzu­ stellen. Dies ist insbesondere im Zusammenhang mit dem automa­ tischen Anspinnen des Kardenbandes und der Inbetriebnahme ohne Bandabriß nach einer Unterbrechung von Vorteil.
• 2. Definierter und gebremster Auslauf der Trommel.
  Durch die integrierte Bremsmöglichkeit entfällt ein separates Bremsgerät. Ferner ist auch diese Möglichkeit besonders wichtig für eine Wiederinbetriebnahme ohne Bandabriß.
• 3. Materialspezifische und auf die übrigen Antriebe (außerhalb der Trommel) abgestimmte Arbeitsdrehzahl.
  Hierdurch wird es möglich, für jedes Fasermaterial die optimale, qualitätsbezogene Drehzahl zu ermitteln und reproduzierbar zu fahren.

Vorzugsweise ist der Elektromotor ein Gleichstrommotor. Bevorzugt ist der Elektromotor ein frequenzgesteuerter Drehstrom-Kurzschluß­ läufer. Zweckmäßig wird der Elektromotor konstant beschleunigt oder abgebremst. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Antriebsmotor der Trommel mit einem Drehzahlregelgerät verbunden. Dabei wird der Motor des Trommelantriebes von vom Drehzahlregel­ gerät angesteuert. Das Drehzahlregelgerät ist in der Lage, sowohl einen definierten vorgegebenen Hochlauf als auch Auslauf (Abbremsen) der Trommel zu erzeugen. Vorzugsweise ist das Drehzahlregelgerät ein Frequenzumrichter. Bevorzugt steht das Drehzahlregelgerät mit einer Steuereinrichtung in Verbindung. Die Steuereinrichtung (z. B. Mikro­ computersteuersystem) gibt den jeweiligen Erfordernissen entsprechende Drehzahlvorgaben an das Regelgerät ab. Vorzugsweise ist die Steuerung ein Mikrocomputer, z. B. TMS der Firma Trützschler. Bevorzugt weist die Steuerung einen remanenten Speicher für vorgegebene materialspe­ zifische Trommeldrehzahlen auf. In dem remanenten Speicher werden einmalig ermittelte optimale materialspezifische Angaben bezüglich der erforderlichen Trommeldrehzahl (auch Hoch- und Auslauf) eingegeben. Diese können bei Bedarf jederzeit und praktisch ohne zusätzlichen Aufwand auch automatisch wieder abgerufen werden. Die Steuereinheit ist ferner zweckmäßig mit einer Einheit für manuelle und einer Einheit für automatische Eingaben, Abstimmung und Korrektur ausgerüstet. Zweckmäßig ist die Steuereinheit so ausgebildet, daß sie in der Lage ist, für alle sonst noch vorhandenen Antriebe Drehzahlvorgaben zu lie­ fern, diese zu kontrollieren und ggf. auch zu korregieren. Die Erfindung umfaßt auch ein vorteilhaftes Verfahren zum Betreiben der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung, bei dem die Drehzahl der Trommel nach dem Hochlauf bzw. vor dem Bremslauf, d. h. während des Verarbeitungsbe­ triebes veränderbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung an der Trommel einer Karde und

Fig. 2 Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Steuerein­ richtung mit weiteren Steuerungs- und Kontroll­ funktionen.

Fig. 1 zeigt schematisch in Seitenansicht eine Karde, z. B. Trützschler- EXACTACARD DK 715, mit Speisewalze 1, Vorreißer 2, Trommel 3, Abnehmer 4, Abstreichwalze 5, Quetschwalzen 6, 7, Vliesleitelement 8, Flortrichter 9, Abzugswalzen 10, 11 und Wanderdeckel 12. Die Pfeile in den Walzen 1 bis 7 und 10, 11 geben die Drehrichtung an.

Die Trommel 3 ist mit einem elektrischen Antriebsmotor verbunden, der ein drehzahlgesteuerter Elektromotor 13 ist. Der Elektromotor 13 steht mit einer Steuereinrichtung 13 für die Einstellung vorgegebener Motordrehzahlen in Verbindung.

Die dargestellte Steuereinrichtung hat einen Mikroprozessor 15 als zentrale Recheneinheit CPU, die einerseits mit den Speichern 16 und 17 und andererseits mit dem Interface 18 in Verbindung steht. Diese Steuerungsteile 15 bis 18 bilden in ihrer Gesamtheit einen Mikro­ computer. Der Speicher 16 nimmt die von der Bedienungsperson über die Tastatur 19 eingegebenen Daten für das jeweilige Produktionspro­ gramm auf. Im Speicher 17 sind die fest vorprogrammierten und für jedes Produktionsprogramm geltenden Daten für den Steuerungsablauf eingespeichert. Hierbei handelt es sich u. a. um Daten, die bei be­ stimmten ermittelten Betriebszuständen bestimmte Maschinenfunktio­ nen zulassen oder unterdrücken. Hierbei geht es beispielsweise um Daten, die den erlaubten Drehzahlbereich der Trommel festlegen.

Der Mikroprozessor 15 erzeugt zum einen alle für den Betrieb des Mikrocomputers erforderlichen Steuersignale und erledigt zum andern, gesteuert durch das Programm im PMEM-Speicher 17 alle Datentrans­ fers zwischen den Speichern und den über das Interface 18 angekop­ pelten externen Schaltungen und Einrichtungen. Im übrigen führt der Mikroprozessor 15 alle benötigten Berechnungen und Entscheidungen durch. Das Interface 18 ist im Prinzip ein Pufferspeicher mit Eingabe­ und Ausgaberegistern, der es gestattet, durch Mikrocomputer-Befehle externe Informationen als Eingabesignale, also etwa Tastatursignale und Signale zur Darstellung des Maschinenzustandes, in den Mikrocom­ puter einzulesen und die in diesem befindlichen Informationen, also Befehle, an die externen Steuerlogiken, Anzeigeeinrichtungen u. dgl. als Ausgabesignale abzugeben. Zu den externen Einrichtungen gehört die Anzeige 20, mit der die wesentlichen Programmdaten und z. B. auch Angaben über die jeweilige Produktionsgeschwindigkeit sowie weitere Maschinenzustände zur Anzeige gebracht werden. Weitere Geber erzeugen Meldesignale über den Maschinenzustand. Solche Sig­ nale sagen dann z. B. aus, ob die Trommel 3 läuft oder nicht läuft. Schließlich sind eine Produktionslogik mit daran angeschlossenen Re­ gelmotoren für den Materialtransport vorgesehen. Die Logik enthält bei automatischem Betrieb ihre Befehlssignale vom Mikrocomputer und steuert den Betrieb in Abhängigkeit vom Produktionsprogramm. Wie schon erwähnt wurde, werden die Produktionsprogramme über eine Eingabevorrichtung, z. B. die Tastatur 19, in den Speicher 16 einge­ geben. Beim Drücken einer Programmiertaste wird dabei ein Code erzeugt, der über das Interface 18 in den Mikroprozessor 15 einge­ lesen wird. Dieser entscheidet, ob der betreffende Code einen Befehl, also etwa das Speichern, Löschen oder Einsetzen eines Signals, oder eine Information für das Produktionsprogramm darstellt. Im ersten Fall wird der entsprechende Befehl ausgeführt. Bei Ermittlung eines Be­ fehlssignals in "Speichern" veranlaßt der Mikroprozessor 15 die Über­ tragung der zuletzt eingegebenen Daten in den Speicher 16. Im zweiten Fall werden Ziffern bzw. Funktionen für weitere Verwendung im Datenspeicher 16 zwischengespeichert. Der Trommel 3 ist als Meßwert­ aufnehmer ein elektronischer Tachogenerator 21 zugeordnet, der mit einem Regelgerät 22 in Verbindung steht, das zwischen der Steuerung 14 und dem Antriebsmotor 13 angeordnet ist. Nach Fig. 2 ist der Trom­ mel 3 als Meßwertaufnehmer der elektronische Tachogenerator 21 zuge­ ordnet, der an einem Analog/Digitalwandler 23 angeschlossen ist. Der Analog/Digitalwandler 23 steht mit der einen Mikroprozessor (s. Fig. 1) mit Speicher (s. Fig. 1) enthaltenden elektronischen Steuereinheit 14, einem Mikrocomputer, in Verbindung. Der Analog/Digitalwandler 23 wird von dem Mikrocomputer 14 gesteuert. Dem Mikrocomputer 14 ist ein Sollwertgeber 24 zugeordnet. Der Mikrocomputer 14 ist an einen ersten Digital/Analog-Leistungsumsetzer 25 angeschlossen, der vom Mikroprozessor gesteuert wird und der mit dem Motor 26 für die Speisewalze 1 in Verbindung steht. Der Mikrocomputer 14 ist außerdem an einen zweiten Digital/Analogleistungsumsetzer 28 angeschlossen, der mit dem Motor 27 für den Abnehmer 4 in Verbindung steht. Weiterhin ist der Mikrocomputer 14 an einen dritten Digital/Analogleistungsum­ setzer 29 angeschlossen, der mit dem elektrischen Antriebsmotor 13 für die Trommel 3 in Verbindung steht.

Im Betrieb werden die Drehzahlen der Trommel 3 durch den Tacho­ generator 21 in analoge elektrische Signale umgesetzt. Diese analogen Signale werden durch den Analog/Digitalwandler 23 in digitale elektri­ sche Signale umgesetzt und bilden die Eingangssignale in den Mikro­ computer 14. Aus den Eingangssignalen und den gespeicherten Programm­ daten werden über den Mikroprozessor (s. Fig. 1) digitale elektrische Ausgangssignale entwickelt. Diese Digitalsignale werden durch den nach­ folgenden Digital/Analogleistungsumsetzer 29 wieder in analoge elektrische Signale umgesetzt und gelangen anschließend in den elektrischen An­ triebsmotor 13, mit dem die Trommel 3 gesteuert wird.

Die Fig. 2 zeigt weiterhin Elemente für zusätzliche Steuer- und Kon­ trollfunktionen. Der Trommel ist als Meßwertaufnehmer der elektri­ sche Tachogenerator 21 zugeordnet, der an den Analog/Digitalwandler 23 angeschlossen ist. Weiterhin ist an den Analog/Digitalwandler 23 eine Testeinrichtung angeschlossen. Schließlich wird dem Analog/Di­ gitalwandler ein Analogsignal aus einer Banddickenmeßeinrichtung zuge­ führt. An den Mikrocomputer sind weiterhin die folgenden Einrichtungen elektrisch angeschlossen: Bedienelemente, wie Ein/Ausschalter für die Karde u. dgl.; Überwachungsorgane, die Störungen des Systems bzw. im Betriebsablauf melden; ein übergeordneter Leitrechner für eine Mehrzahl von Karden oder Krempeln; ein Programmiermodul, mit dem variable Daten einmalig bzw. bei Änderungen umprogrammiert werden können; ein Anzeigegerät für Produktions- und Zählerstandsanzeige; eine Einrichtung, mit der z. B. Signallampen, Schütze und Ventile direkt gesteuert werden.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur Verbesserung des Kardierprozesses einer Karde oder Krempel, bei der die Trommel mit einem elektrischen Antriebsmotor verbunden ist und wobei zwischen dem Hochlauf- oder Bremsvorgang eine Arbeitsphase vor­ handen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsvor­ richtung für die Trommel (3) ein drehzahlgesteuerter Elek­ tromotor (13) dient, der mit einer Steuereinrichtung (14) für die Einstellung vorgegebener Motordrehzahlen verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (13) ein Gleichstrommotor ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (13) ein frequenzgesteuerter Drehstrom- Kurzschlußläufer ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Elektromotor (13) konstant beschleu­ nigt oder abgebremst wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Antriebsmotor (13) der Trommel (3) mit einem Drehzahlregelgerät (22) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Drehzahlregelgerät (22) ein Frequenz­ umrichter ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Trommel (3) ein Tachogenerator (21) zugeordnet ist, der mit dem Drehzahlregelgerät (22) in Ver­ bindung steht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Drehzahlregelgerät (22) mit einer Steuereinrichtung (14) in Verbindung steht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (14) ein Mikrocom­ puter ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (14) einen remanenten Speicher (16) für vorgegebene materialspezifische Trommel­ drehzahlen aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (14) über einen Digital/ Analog-Leistungsumsetzer (29) mit dem Elektromotor (13) in Verbindung steht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Tachogenerator (21) mit dem Digital/Analog-Leistungsumsetzer (29) und mit einem Analog/ Digital-Wandler (23) in Verbindung steht.

13. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh­ zahl der Trommel nach dem Hochlauf bzw. vor dem Brems­ lauf, d. h. während des Verarbeitungsbetriebes veränderbar ist.