DE4136190A1 - Verfahren zur erkennung und diagnose von fehlern im fluidsystem von fluidwebmaschinen, insbesondere im pneumatischen system von luftduesenwebmaschinen, sowie vorrichtung zur durchfuehrung der verfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erkennung und Diagnose von Fehlern im Fluidsystem von Fluidwebmaschinen, insbesondere im pneumatischen System von Luftdüsenwebmaschinen, mit einer Schußfadeneintragsvorrichtung, bei der ein Schußfaden oder mehrere Schußfäden von einer oder mehreren Schußfaden- Liefervorrichtung(en) abgezogen und über einen oder mehrere Schußfadenspeicher durch eine oder mehrere Schußfadeneinfüh­ rungshauptdüse(n) in das aus oberen und unteren Kettfäden ge­ bildete Webfach eingetragen wird bzw. werden, wobei jeder ein­ zelne Schußfaden entlang eines von dem Riet gebildeten oder mit diesem zusammenwirkenden Führungskanals sowie unter der Einwir­ kung mindestens einer Gruppe von in gegenseitigem Abstand längs des Führungskanals angeordneten Zusatz- bzw. Stafettendüsen zur Fangseite getragen wird, wobei die Zusatz- bzw. Stafettendüsen über Betätigungsorgane, wie beispielsweise elektromagnetische Ventile, an einen oder mehrere regelbaren Druck aufweisende Druckspeicher angeschlossen sind und jede Zusatz- bzw. Stafet­ tendüse mit ihrem Betätigungsorgan durch einen Schlauch oder dergleichen verbunden ist, und wobei die Betätigungsorgane jeweils einzeln oder gruppenweise nacheinander betätigt werden, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren.

Fluidwebmaschinen und insbesondere Luftdüsenwebmaschinen zeichnen sich neben einer hohen Produktivität und einem breiten Anwen­ dungsspektrum insbesondere durch eine vergleichsweise hohe Zuver­ lässigkeit aus und besitzen daher heutzutage einen wichtigen Marktstellenwert. Ein Aspekt der Zuverlässigkeit einer Fluid­ webmaschine ist die fehlerfreie Funktion aller Komponenten des Fluidsystems. Die Kontrolle des für den Weberfolg bedeutsamen Fluidsystems, namentlich der den Weitertransport des Schußfadens durch das Webfach betreffenden Komponenten, erfolgt bislang nur im Rahmen aufwendiger Inspektionen.

Diese Inspektionen erfordern jedoch in der Regel eine Unterbre­ chung des Webmaschinenbetriebes. Oftmals werden sie schon alleine bei Verdacht auf einen Fehler unternommen und stellen sich daher nicht selten im Nachhinein als unnötig heraus. Außerdem können sie wegen der dichten Konstruktion derartiger Maschinen, bei denen beispielsweise die Fluiddruckversorgung und -zuführung unter der Webmaschine zwischen Waren- und Kettbaum angeordnet ist sowie die bei einer Luftdüsenwebmaschine anzutreffenden Zusatz- bzw. Stafettendüsen durch die Kettfäden oder das fertige Gewebe verdeckt sind, und des deswegen äußerlich nur schwierig zu erfassenden Zustandes der Komponenten des Fluidsystems recht langwierig sein. Nicht zuletzt verlangen sie ein besonders qua­ lifiziertes und mit den jeweiligen Gegebenheiten des Systems vertrautes Personal. Aus all den genannten Gründen sind solche Inspektionen äußerst zeit- und kostenintensiv, was sich in der auf größtmögliche Wirtschaftlichkeit bedachten Textilindustrie als sehr nachteilig erweist.

Weiterhin besteht eine besondere Schwierigkeit bei der Fehlerer­ kennung darin, daß sich Defekte im Fluidsystem einer Webmaschine meistens nicht direkt auf die Warenqualität auswirken, sondern eine erhöhte Fehlschußhäufigkeit herbeiführen. So können Defekte zwar festgestellt, nicht aber diagnostiziert werden. Bisher wird solchen Fehlern durch Erhöhung des Betriebsdruckes im Fluidsystem bis zum nächsten Kettwechsel begegnet, da dann der Fehler besser gesucht werden kann. Die Veränderung der Druckeinstellung bewirkt jedoch einen Webmaschinenbetrieb außerhalb des optimalen Arbeits­ punktes. Dies bedingt einen unwirtschaftlichen Webbetrieb, der durch die wie bereits erwähnte umständliche Fehlersuche mit längerem Maschinenstillstand zur Durchsicht des gesamten Fluid­ systems beim Kettwechsel noch verschlechtert wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erkennung und Diagnose von Fehlern im Fluidsystem von Fluid­ webmaschinen, insbesondere im pneumatischen System von Luftdüsen­ webmaschinen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens zu schaffen, welche die Nachteile der gegenwärtigen Praxis bei der Kontrolle solcher Systeme vermeidet und eine Reihe weiter unten angeführter Vorteile besitzt.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung einen völlig neuen Weg, und zwar sieht sie eine schnelle und eindeutige Analyse der im Fluidsystem herrschenden Druckverhältnisse vor.

Gemäß einer ersten Verfahrensweise wird jeweils der in der Ver­ bindung zwischen einem Druckspeicher und einer einzelnen Zusatz- bzw. Stafettendüse oder einer Gruppe von Zusatz- bzw. Stafetten­ düsen herrschende statische oder dynamische Druck erfaßt, einem Druckaufnehmer zugeführt, bei Vorhandensein von mehr als einer Gruppe von Zusatz- bzw. Stafettendüsen mit den von diesen her­ rührenden Druckmeßsignalen zusammengefaßt und entweder der Ein­ zeldruck oder der Zusammenfassungsdruck (Istdruck) mit dem ent­ sprechenden, bei ungestörter Funktion aller Komponenten des Zusatz- bzw. Stafettendüsensystems vorliegenden Druck (Soll­ druck) verglichen, wobei eine Abweichung des Istdrucks von dem Solldruck eine Fehlermeldung und/oder eine Stillsetzung der Maschine bewirkt.

Eine andere, auf einem ähnlichen Prinzip beruhende Verfahrens­ weise ist demgegenüber dadurch gekennzeichnet, daß durch die Schließ- oder Öffnungsbewegung eines Betätigungsorgans jeweils die in der Verbindung zwischen einem Druckspeicher und einer einzelnen Zusatz- bzw. Stafettendüse oder einer Gruppe von Zu­ satz- bzw. Stafettendüsen verursachte Druckstörung erfaßt, einem Druckaufnehmer zugeführt, bei Vorhandensein von mehr als einer Gruppe von Zusatz- bzw. Stafettendüsen mit den von diesen her­ rührenden Druckstörungsmeßsignalen zusammengefaßt und entweder die Einzeldruckstörung oder die Zusammenfassungsdruckstörung (Istdruckstörung) mit der entsprechenden, bei ungestörter Funk­ tion aller Komponenten des Zusatz- bzw. Stafettendüsensystems vorliegenden Druckstörung (Solldruckstörung) verglichen wird, wobei eine Abweichung der Istdruckstörung von der Solldruckstö­ rung eine Fehlermeldung und/oder eine Stillsetzung der Maschine bewirkt.

Demzufolge werden bei beiden Verfahrensweisen die im Webmaschi­ nenbetrieb herrschenden Druckbedingungen, welche durch möglicher­ weise im Fluidsystem existierende Defekte beeinflußt sind, mit den zum Beispiel mit Beginn des Webmaschinenbetriebes erfaßten Druckbedingungen bei fehlerfreiem Zustand dieses Systems ver­ glichen. Ein solcher Vergleich erlaubt sodann unmittelbar Rück­ schlüsse auf eventuelle Fehler.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens ist dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Erfassung der Drücke bzw. Druckstörungen von der Meßstelle bzw. den Meßstellen zu dem Druckaufnehmer führende Meßleitungen besitzt, daß sie einen Druckaufnehmer aufweist, welcher den erfaßten Drücken bzw. Druckstörungen entsprechende analoge oder digitale Signale liefert, daß sie eine diese Signale aufnehmende sowie auswer­ tende Schaltungsanordnung hat und daß sie eine Signalverbin­ dungsleitung dieser Schaltungsanordnung mit der Webmaschinen­ steuerung aufweist.

Die Erfindung ermöglicht daher, ohne Unterbrechung des Webma­ schinenbetriebes, ohne zeit- und kostenintensive Inspizierungen sowie mit bemerkenswert einfachen und handelsüblichen Mitteln zur Erfassung und Auswertung der Druckverhältnisse festzustellen, ob ein Defekt vorliegt, um welche Art von Defekt es sich handelt und wo er sich im Fluidsystem der Maschine befindet. Defekte wie Schlauchbrüche, Undichtigkeiten oder Verstopfungen mögen hier beispielhaft erwähnt werden.

Die Erfindung eröffnet also die Möglichkeit, alleine durch die leicht zu verwirklichende Messung des statischen oder dynamischen Drucks in der Fluidströmung beziehungsweise der Druckstörung in der Fluidströmung aufgrund der Schließ- oder Öffnungsbewegung eines Betätigungsorgans sowie Auswertung derselben zu eindeutigen Erkenntnissen über mögliche Defekte zu gelangen. Die Meßauswer­ tung erfolgt entsprechend später eingehend dargelegter strömungs­ theoretischer Zusammenhänge und vorzugsweise automatisch mit Hilfe eines Computers. So wird erreicht, daß bei Vorliegen eines Fehlers irgendwo im Fluidsystem die Webmaschine automatisch über ihre Steuerungseinrichtung angehalten wird und/oder der festge­ stellte, diagnostizierte und geortete Fehler zum Bespiel an einem Bildschirm gemeldet wird. Der gemeldete Defekt kann dann unver­ züglich behoben werden. Es versteht sich von selbst und wurde daher nicht ausdrücklich beansprucht, daß ein gemeldeter Fehler nicht unbedingt zeitgleich die Stillsetzung der Maschine bewirken muß. Die Schaltungsanordnung kann durchaus so angelegt sein, daß sie bei einer Fehlererkennung, beispielsweise in relativ kurzem Zeitabstand vor dem nächsten Kettwechsel, dies berücksichtigt, indem sie dann der Maschinensteuerung vor diesem Kettwechsel kein Signal mehr zum Maschinenstopp zukommen läßt.

Ferner wird durch die Erfindung das bereits zuvor erläuterte Dilemma der meist nicht direkten Auswirkung von Defekten im Fluidsystem auf die Warenqualität völlig umgangen.

Im übrigen ist erwähnenswert, weil vorteilhaft, daß es gleich­ gültig ist, wo der in der Verbindung zwischen einem Druckspeicher und einer einzelnen Zusatz- bzw. Stafettendüse, einer Gruppe von Zusatz- bzw. Stafettendüsen oder, zum Beispiel im Falle einer Wasserwebmaschine, einer Schußfadeneinführungshauptdüse herr­ schende statische oder auch dynamische Druck erfaßt wird. Es ist demnach möglich, sowohl an der Hochdruckseite als auch an der Niedrigdruckseite eines Betätigungsorgans zu messen. Dies gilt gleichfalls für die Erfassung einer Druckstörung. An dieser Stelle sei besonders hervorgehoben, daß die Verfahrensweisen mit einer Vorrichtung durchgeführt werden können, die lediglich einen Druckaufnehmer aufweist. Es ist also nicht notwendig, zum Beispiel für jede Stafettendüsengruppe einen eigenen teueren Druckaufnehmer vorzusehen.

Die Erfindung reiht sich daher insgesamt betrachtet in die Gruppe der heutzutage aus den Webmaschinen nicht mehr wegzudenkenden, wichtigen Überwachungssysteme, wie beispielsweise Kettfaden- und Schußfadenüberwachungssysteme, ein.

Weitere vorteilhafte Merkmale des neuen Verfahrens und der neuen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den Unteran­ sprüchen beansprucht.

Es soll der Deutlichkeit halber unterstrichen werden, daß die Erfindung wegen ihres fundamentalen strömungstheoretischen Hintergrundes im Hinblick auf das durch das Fluidsystem strö­ mende Medium keinerlei Einschränkungen unterliegt. Auch wenn im folgenden die Erfindung weitestgehend am Beispiel des Mediums "Luft" erläutert wird, so ist sie beispielsweise in einer Webma­ schine mit Zusatz- bzw. Stafettendüsen ebenso mit einem anderen gasförmigen Fluid denkbar, zudem aber auch in einer Webmaschine mit alleine einer oder mehreren Hauptdüsen, durch welche ein flüssiges Fluid, zum Beispiel Wasser, gefördert wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer Schußfadeneintragsvorrichtung in einer Luftdüsenweb­ maschine, bei der das erfindungsgemäße Prinzip ange­ wendet wird,

Fig. 2 ein pneumatisches System einer Luftdüsenwebmaschine mit einem Druckspeicher und mehreren Gruppen von jeweils vier Zusatz- bzw. Stafettendüsen sowie einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung einer erfindungsgemäßen Verfahrensweise in schematischer Darstellung,

Fig. 3 ein einer Zusatz- bzw. Stafettendüsengruppe zuzuord­ nendes Teilsystem des pneumatischen Systems gemäß der Fig. 2, in einer um 90° gedrehten Lage, in schematisch- modellhafter Darstellung,

Fig. 4 ein Diagramm mit Darstellung von drei Absolutdruckver­ läufen bei unter verschiedenen Bedingungen erfolgter Ansteuerung des gesamten pneumatischen Systems mit acht Zusatz- bzw. Stafettendüsengruppen gemäß den Fig. 1 und 2 für einen Webzyklus sowie deren Mittelwerte,

Fig. 5 ein Diagramm mit Darstellung der Mittelwerte gemäß der Fig. 4 und weiterer Mittelwerte aus einer Anzahl von weiteren Abluftdruckverlaufsmessungen sowie der drei jeweiligen mittleren Absolutluftdruckmittelwerte nebst zugehörigen Vertrauensbereichen,

Fig. 6 ein Diagramm mit Darstellung von drei Absolutluftdruck­ verläufen bei unter verschiedenen Bedingungen erfolgter Ansteuerung eines, einer Zusatz- bzw. Stafettendüsen­ gruppe zuzuordnenden Teilsystems des pneumatischen Systems gemäß der Fig. 2 für einen Webzyklus sowie deren Mittelwerte,

Fig. 7 ein Diagramm mit Darstellung der Mittelwerte gemäß der Fig. 6 und weiterer Mittelwerte aus einer Anzahl von weiteren Abluftdruckverlaufsmessungen sowie der drei jeweiligen mittleren Absolutluftdruckmittelwerte nebst zugehörigen Vertrauensbereichen,

Fig. 8 ein Diagramm mit Darstellung des Luftdruckstörungs­ verlaufes ausgehend vom mittleren Druck für einen Webzyklus, bei Ansteuerung eines, einer Zusatz- bzw. Stafettendüsengruppe zuzuordnenden Teilsystems des pneumatischen Systems gemäß der Fig. 2,

Fig. 9 ein pneumatisches Teilsystem gemäß der Fig. 3 mit einer schematischen Darstellung der stationären Strömung sowie der Fortpflanzung einer Druckstörung während einer Totzeit und vier Reflexionsphasen,

Fig. 10 ein Diagramm mit Darstellung von drei Luftdruckstö­ rungsverläufen während einer Totzeit und einer 1. Reflexionsphase gemäß Fig. 9b und 9c ausgehend vom mittleren Druck für einen Webzyklus, bei unter ver­ schiedenen Bedingungen erfolgter Ansteuerung eines, einer Zusatz- bzw. Stafettendüsengruppe zuzuordnenden Teilsystems des pneumatischen Systems gemäß der Fig. 2,

Fig. 11 Ein Diagramm mit einer Fig. 10 entsprechenden Darstel­ lung von zwei Luftdruckstörungsverläufen bei unter verschiedenen Speicherdrücken erfolgter Ansteuerung,

Fig. 12 ein Diagramm mit einer Fig. 10 entsprechenden Dar­ stellung von drei mit dem Parameterschätzverfahren geschätzten Luftdruckstörungsverläufen,

Fig. 13 ein Diagramm mit einer Fig. 11 entsprechenden Dar­ stellung von zwei mit dem Parameterschätzverfahren geschätzten Luftdruckstörungsverläufen und

Fig. 14 ein pneumatisches System mit zwei Druckspeichern und mehreren Gruppen von jeweils vier Zusatz- bzw. Stafet­ tendüsen sowie einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung.

Aus Fig. 1 geht eine Schußfadeneintragsvorrichtung 1 bei einer nicht näher dargestellten Luftdüsenwebmaschine hervor, in welcher die vorliegende Erfindung angewendet werden kann. Ein Schußfaden 2 wird zunächst an der einen, in Fig. 1 gezeigten Maschinenseite von einer Schußfadenliefervorrichtung, zum Beispiel einer Garn­ vorratsspule 3, abgezogen und einem Schußfadenspeicher 4 zwecks Bevorratung zugeführt. Das Einblasen eines Schußfadens 2 erfolgt über eine Schußfadeneinführungshauptdüse 5, die an eine nicht gesondert dargestellte Druckluftquelle angeschlossen ist und mit einer Halterung 6 auf einem Trägerprofil 7 befestigt ist. Das Trägerprofil 7 ist mit dem Profilriet 8 verbunden, welches aus einer Vielzahl von Lamellen 9 besteht. Diese Lamellen 9 führen jeweils zwischen sich von beispielsweise einem, nicht dargestell­ ten Kettbaum kommende obere Kettfäden 10a und untere Kettfäden 10b, die mittels der Schäfte 11 abwechselnd nach oben und/oder nach unten ausgelenkt werden, wodurch jeweils ein Webfach 12 gebildet wird. In dieses Webfach 12 wird ein Schußfaden 2 einge­ tragen und sein Anfang gelangt in den Schußfadenführungskanal 13. Letzterer wird durch eine in allen Lamellen 9 vorgesehene, im wesentlichen U-förmige Ausbuchtung 14, auf der der fertigen Ware 15 zugewandten Seite, gebildet. Das Profilriet 8 ist derart gestaltet, daß es, nach dem Eintrag des Schußfadens 2 bis zur nicht dargestellten Fangseite an der anderen Maschinenseite, zum Anschlagen des Schußfadens 2 an den Warenrand 16 dient. Diese Anschlagbewegung des Profilriets 8 wird durch den Bewegungsrich­ tungspfeil 17, die entsprechende Rückbewegung durch den Bewe­ gungsrichtungspfeil 18 symbolisiert. Während des kontinuierli­ chen Webmaschinenbetriebes liegt demnach eine oszillierende, hochfrequente Bewegung des Profilriets 8 vor.

Nachdem die Schußfadeneinführungshauptdüse 5 dem Schußfaden 2 den optimalen Initialschub gegeben hat, wird er im halboffenen und tunnelförmigen Schußfadenführungskanal 13 von in gegensei­ tigem Abstand längs dieses Schußfadenführungskanals 13 angeord­ neten Zusatz- bzw. Stafettendüsen 19 durch das Webfach 12 ge­ führt, indem diese Düsen 19 gruppenweise mit Druckluft beauf­ schlagt werden. Die Zusatz- bzw. Stafettendüsen 19, welche die Form von geraden Röhrchen haben, sind an der der fertigen Ware 15 zugewandten Seite des Trägerprofils 7 jeweils vermittels Düsenhalter 20, in Längsrichtung des Trägerprofils 7, montiert. Dadurch ragen lediglich die freien Enden der Düsen 19 in das jeweils gebildete Webfach 12.

Jede Zusatz- bzw. Stafettendüse 19 besitzt an ihrem freien Ende eine nicht explizit dargestellte Blasöffnung, die so angeordnet ist, daß das aus ihr entweichende Fluid tangential oder in fla­ chem Winkel in den Schußfadenführungskanal 13 in Schußrichtung bläst. Über die Düsen 19 wird somit ein, den Schußfaden in Schuß­ richtung weiterführender Luftstrom erzeugt, der den Schußfaden­ führungskanal 13 möglichst vollständig und gleichmäßig ausfüllt.

Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, erfolgt die Druckluftver­ sorgung von jeweils vier Zusatz- bzw. Stafettendüsen 19 über ein Betätigungsorgan 21. Ein solches Betätigungsorgan 21 kann zum Beispiel ein elektromagnetisches Ventil sein. Es befindet sich an einem Überdruck aufweisenden Druckspeicher 22, der hier die Form eines Rohres mit rechteckigem Querschnitt hat und quer unter der Webmaschine zwischen Waren- und Kettbaum verläuft. Jede der vier Zusatz- bzw. Stafettendüsen 19 bzw. Düsenhalter 20 ist über einen Verbindungsschlauch 23 mit einem, auf der Niederdruckseite des Betätigungsorgans 21 angebrachten Verteilerblock 24 verbunden.

Fig. 2 zeigt schematisch ein pneumatisches System 25 für die Schußfadeneintragsvorrichtung 1 aus der Fig. 1 und eine erfin­ dungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das pneumatische System 25 umfaßt zunächst eine Anzahl von zum Beispiel acht, jeweils vier Zusatz- bzw. Stafet­ tendüsen 19 aufweisende Zusatz- bzw. Stafettendüsengruppen 26a- 26h, welche jeweils einer entsprechenden Anzahl von Pneumatik­ teilsystemen 27a-27h zugeordnet werden. Zum Pneumatikteilsystem 27a gehören beispielsweise die vier Zusatz- bzw. Stafettendüsen 19a aufweisende Zusatz- bzw. Stafettendüsengruppe 26a, die Ver­ bindungsschläuche 23a, der Verteilerblock 24a und das Betäti­ gungsorgan 21a. Ferner werden dem pneumatischen System 25 der Druckspeicher 22, ein Druckregler 28, eine Druckleitung 29 sowie ein Kompressor 30 zugerechnet. Der Betriebsdruck im Druckspei­ cher 22 ist variabel und wird durch den Druckregler 28 konstant gehalten.

Zum Schußfadeneintrag werden die Zusatz- bzw. Stafettendüsen­ gruppen 26a-26h vermittels der Webmaschinensteuerung 31 nach­ einander durch die Betätigungsorgane 21a-21h mit dem Druck­ speicher 22 verbunden. In dieser Reihenfolge wird die Druckluft­ versorgung auch wieder unterbrochen, und zwar so, daß nie alle Zusatz- bzw. Stafettendüsen 19 gleichzeitig blasen. So wird immer nur der Anfang des Schußfadens 2 angeblasen, während er sich durch den Führungskanal 13 bewegt. Gründe für diese An­ steuerungsweise der Düsengruppen 26 sind die Reduzierung des kostenintensiven Druckluftverbrauchs und ein optimaler Schuß­ fadentransport im Webfach 12. Insofern wird jetzt deutlich wie wichtig der einwandfreie Zustand des Fluidsystems, hier speziell des pneumatischen Systems 25, beim Weben ist. Der Gegenstand der Erfindung ist somit von großem Nutzen, denn durch ein Verfahren zur Erkennung und zur Diagnose von Fehlern in solch einem System zuzüglich einer entsprechenden Vorrichtung wird es optimal er­ möglicht, den einwandfreien Zustand des Fluidsystems zu gewähr­ leisten.

Es sind hauptsächlich drei Fehlergruppen für das pneumatische System 25 zu nennen. In der ersten Fehlergruppe sind dies Ver­ stopfungen, beispielsweise in mindestens einer Stafettendüse aufgrund von Verunreinigungen in der Druckluft oder in minde­ stens einem Verbindungsschlauch 23, hervorgerufen zum Beispiel durch Knickung desselben. Betreffend der Verbindungsschläuche 23 ist nämlich zu bedenken, daß sie bei den schnell wechselnden Rietbewegungen praktisch ständig gebogen werden, was einen großen Verschleiß dieser Schläuche bedingt. Zur zweiten Fehlergruppe gehören abgelöste, gebrochene, aufgeriebene oder dergleichen beeinträchtigte Verbindungsschläuche 23 und abgebrochene oder durch die Reibung der Kettfäden 10a, 10b aufgescheuerte Stafet­ tendüsen 19. In die dritte Fehlergruppe fällt eine Abweichung des Betriebsdruckes im Druckspeicher 22 vom gewünschten Soll­ druck, beispielsweise aufgrund eines Defektes im Druckregler 28. Für die weiteren Ausführungen sollen der Einfachheit halber die vorstehend genannten Fehlergruppen stichwortartig charakteri­ siert werden, und zwar derart, daß die erste Fehlergruppe mit "Düse verstopft", die zweite Fehlergruppe mit "Schlauch ab" und die dritte Fehlergruppe mit "Veränderter Speicherdruck" bezeichnet werden.

Es soll nun mit Hilfe von Fig. 3 ein schematisch-modellhaft dargestelltes Pneumatikteilsystem 27 gemäß Fig. 2, zum besseren Verständnis später folgender Beschreibungen physikalischer Vor­ gänge und fluiddynamischer Gesetzmäßigkeiten, vorgestellt werden. Die Darstellung des Pneumatikteilsystems und des Druckspeichers erfolgt im Verhältnis zu der Fig. 2 um 90° gedreht. Hierzu wird eine Drossel 32 eingeführt, die den Verteilerblock 24, die Ver­ bindungsschläuche 23 und die Stafettendüsen 19 repräsentiert. Überdies wird ein als gerade und starr anzusehendes Rohr 33 gezeigt. Es hat ein offenes Ende 33a, welches in den Druckspei­ cher 22, der unter dem durch den Druckregler 28 konstant gehal­ tenen Druck Ps steht, mündet. Das andere Ende 33b kann durch das Betätigungsorgan 21 geschlossen werden. Im Falle eines pneu­ matischen Systems 25 gemäß der Fig. 2, bei dem sich die Betäti­ gungsorgane 21a-21h direkt am Druckspeicher 22 befinden, würde sich ein Rohr 33 auf einen kurzen Einlaufkanal des Betätigungs­ organs 21 reduzieren. Für die Anwendung der Erfindung bedeutet dies allerdings keinerlei Unterschied. Das Fluid strömt bei geöffnetem Betätigungsorgan 21 vom Druckspeicher 22 durch das Rohr 33 und die Drossel 32 ins Freie, da der hier herrschende Druck Po (Umgebungsdruck) geringer als der Speicherdruck Ps ist.

Am Rohr 33 ist eine Meßleitung 34 zur Erfassung des statischen Drucks in der Rohrströmung vorgesehen, und zwar an einer Meß­ stelle 35. Diese Meßstelle 35 befindet sich hier also an der Hochdruckseite des Betätigungsorgans 21, doch kann erfindungs­ gemäß ebenso an der Niedrigdruckseite des Organs 21 gemessen werden. Dementsprechend ergeben sich in Fig. 2 die Meßleitungen 34a-34h.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung schlägt nunmehr vor, die von den Meßstellen 35 in den Pneumatikteilsystemen 27a-27h kom­ menden Meßleitungen 34a-34h an einen Druckaufnehmer 36 anzu­ schließen. Letzterer steht über eine Schaltungsanordnung 37 wiederum mit der Webmaschinensteuerung 31 in Verbindung, und zwar durch eine Signalleitung 38 sowie eine bidirektionale Signalverbindungsleitung 39. Das analoge oder digitale Signal des Druckaufnehmers 36 wird in der Schaltungsanordnung 37 aus­ gewertet. Hierbei sind zwei auf einem ähnlichen Prinzip beru­ hende Verfahrensweisen möglich.

Die erste Verfahrensweise besteht darin, das Signal als Absolut­ wertfolge zu betrachten. Bei der zweiten Verfahrensweise werden die Signalschwankungen gegenüber einem zugehörigen Signalmittel­ wert betrachtet.

Die Untersuchung der Signalabsolutwerte, gemäß der ersten Ver­ fahrensweise, erfolgt durch eine Mittelung der in einem Betrach­ tungszeitraum aufgenommenen Absolutwerte. So wird erfindungsgemäß zunächst, zum Beispiel zu Beginn des Webmaschinenbetriebes, eine Anzahl von zeitlich abhängigen Absolutsolluftdruckverlaufsmes­ sungen 40 gemäß der Fig. 4 für das gesamte pneumatische System 25 bei störungsfreier Funktion aller Komponenten desselben durch­ geführt. Jede Messung 40 wird hier durch ein Schaltsignal der Steuerung 31 zum Öffnen des jeweils ersten Betätigungsorgans 21 in Schußrichtung, hier speziell des Organs 21a, ausgelöst. Die Auslösung der Messung 40 (0 ms) erfolgt mit dem Signal 41 durch die Signalverbindungsleitung 39. Der Meßzeitraum entspricht jeweils einem Webmaschinenzyklus, also einem Schußfadeneintrag. Es wird also jedes Pneumatikteilsystem 27a-27h einmal pro Webzyklus angesteuert, so daß sichergestellt ist, daß der Ein­ fluß aller Teilsysteme auf den gemessenen Absolutsolluftdruck­ verlauf 40 erfaßt wird.

Der Wortbestandteil "Absolut-" im Wort Absolutsolluftdruck dient der besseren begrifflichen Unterscheidung. Während an den Meß­ stellen 35 jeweils der statische Druck erfaßt wird, mißt der Druckaufnehmer diese statischen Drücke bzw. deren Überlagerung relativ zu einem Absolutdruck, beispielsweise dem Umgebungsdruck. Im übrigen sei an dieser Stelle der grundsätzliche Hinweis ein­ geschoben, daß es unter Berücksichtigung des konstant gehaltenen Speicherdruckes Ps erfindungsgemäß gleichwertig ist, ob der statische oder der dynamische Druck aufgenommen wird, denn im gleiche Maße wie der eine Druck steigt muß der andere sinken und umgekehrt. Selbstverständlich dürfen nur jeweils gleichartige Drücke verglichen werden.

Aus jeder Absolutsolluftdruckverlaufsmessung 40 wird ein Absolut­ solldruckmittelwert 42 und aus beispielsweise fünfzig Absolut­ solldruckmittelwerten ein mittlerer Absolutsolldruckmittelwert 43 gemäß der Fig. 5 für das gesamte, störungsfreie, pneumatische System 25 nebst zugehörigem statistischem 95%-Vertrauensbereich 44 ermittelt. Die parallel zu dem mittleren Mittelwert 43 ver­ laufenden gestrichelten Linien geben den Vertrauensbereich an, in dem der mittlere Mittelwert 43 bei der Annahme von unendlich vielen Messungen mit 95%-iger statistischer Sicherheit liegt.

In gleicher Weise wie zuvor beschrieben, wird nun während des Webmaschinenbetriebes eine Anzahl von Absolutistluftdruckver­ laufsmessungen, zum Beispiel Absolutistluftdruckverlaufsmessungen 45 bzw. 46, durchgeführt, aus denen Absolutistdruckmittelwerte 47 bzw. 48 und wiederum mittlere Absolutistdruckmittelwerte 49, 50 nebst zugehörigen 95%-Vertrauensbereichen 51 bzw. 52 hervor­ gehen.

Aus dem Vergleich der mittleren Absolutdruckmittelwerte 43, 49 und 50 bzw. deren Vertrauensbereichen 44, 51 und 52 kann auf Fehler im pneumatischen System 25 geschlossen werden, derart, daß bei einem mittleren Mittelwert 49, welcher betragsmäßig oberhalb des Vertrauensbereiches 44 liegt, auf "Düse verstopft" oder "Veränderter (erhöhter) Speicherdruck" und bei einem mitt­ leren Mittelwert 50 auf "Schlauch ab" oder "Veränderter (gesun­ kener) Speicherdruck" geschlossen wird. Liegt keine Abweichung vor, gibt es auch keine Fehler.

Bei Existenz eines Fehlers, erkannt durch die Analyse der Druck­ verläufe vermittels der Schaltungsanordnung 37, ergeht durch die Signalverbindungsleitung 39 ein Fehlermeldungs- bzw. Stoppsignal 53a an die Webmaschinensteuerung 31 zwecks Fehlermeldung und Stillsetzung der Webmaschine. Der Fehler muß nun noch geortet werden bzw. genau spezifiziert werden.

Der Webmaschinensteuerung 31 wird mit dem Fehlermeldungs- bzw. Stoppsignal 53a zugleich ein Signal 53b zugeleitet. Das Signal 53b löst eine, der oben erläuterten "Gesamtprüfung" analoge sogenannte "Einzelprüfung" der Pneumatikteilsysteme 27a-27h aus. Bei dieser "Einzelprüfung" werden die Betätigungsorgane 21 der Pneumatikteilsysteme 27a-27h einzeln angesteuert, ohne daß ein Schußfaden 2 eingetragen wird und ohne daß eine Rietbewegung erfolgt. Die sich aus der "Einzelprüfung" ergebenden Meßschriebe und Mittelwerte sind den Fig. 6 und 7 zu entnehmen. In Fig. 6 finden sich der Absolutsolleinzelluftdruckverlauf 54 und dessen Mittelwert 55 sowie die Absolutisteinzelluftdruckverläufe 56 bzw. 57 und deren Mittelwerte 58 bzw. 59. Eingetragen wurde zudem auch ein elektrisches Schaltsignal 60 zum Schließen des Betätigungsorgans 21. Ein Meßzyklus dauert hier 100 Millisekun­ den (ms) , wobei das Betätigungsorgan bei 70 ms geöffnet und bei 100 ms bzw. 0 ms geschlossen wird. Fig. 7 veranschaulicht die mittleren Mittelwerte 61, 62 bzw. 63 nebst entsprechend zugehö­ rigen Vertrauensbereichen 64, 65 bzw. 66. Aus dem Vergleich der mittleren Absolutdruckmittelwerte 61, 62 und 63 bzw. deren Ver­ trauensbereichen 64, 65 und 66 kann jetzt auf Fehler in einem jeweiligen Pneumatikteilsystem 27a-27h geschlossen werden. Dabei muß das Ergebnis der "Gesamtprüfung" mitbedacht werden. Bei einem mittleren Mittelwert 62 in einem Pneumatikteilsystem 27a-27h, welcher betragsmäßig oberhalb des Vertrauensbereiches 64 eines zugehörigen, ungestörten Pneumatikteilsystems liegt und einer Meldung "Düse verstopft" in der "Gesamtprüfung" lautet das Ergebnis für genau dieses Pneumatikteilsystem ebenfalls "Düse verstopft". Tritt ein solcher Fall zum Beispiel in zwei Pneu­ matikteilsystemen 27a, 27b auf, gilt entsprechend auch für diese beiden Pneumatikteilsysteme 27a, 27b jeweils "Düse verstopft". In den umgekehrten Fällen wird entsprechend "Schlauch ab" ange­ zeigt. Dagegen kann auf "Veränderter Speicherdruck" geschlossen werden, wenn alle mittleren Druckmittelwerte sowohl bei der "Gesamtprüfung" als auch bei der "Einzelprüfung" eine Abweichung vom jeweiligen Sollwert für das fehlerlose System in die gleiche Richtung aufweisen, da es auszuschließen ist, daß in jedem Pneu­ matikteilsystem 27a-27h jeweils immer der gleiche Fehler vor­ liegt. Der Speicherdruck Ps weist dann eine Abweichung in die gleiche Richtung wie die mittleren Druckmittelwerte auf.

Die Auswertung mit Hilfe der in einem Betrachtungszeitraum auf­ genommenen Signalabsolutwerte erfolgt, gemäß der ersten Verfah­ rensweise, also in zwei Schritten. Zunächst wird während des Webmaschinenbetriebes die "Gesamtprüfung" des gesamten pneuma­ tischen Systems 25 durchgeführt. Wenn sich hieraus eine Fehler­ meldung ergibt, wird die Webmaschine gestoppt und die "Einzel­ prüfung" der Pneumatikteilsysteme 27a-27h liefert eine Aussage über Art und Ort von Fehlern im pneumatischen System 25.

Um derartige Druckverlaufsmessungen zu vergleichen und auszu­ werten bieten sich neben der Bildung von Mittelwerten unter anderem auch Fourier-Zerlegungen, Frequenzanalysen oder Bandpaß- Filterungen an. Auf diese Methoden wird im Detail nicht näher eingegangen, da sie als Stand der Technik anzusehen sind.

In groben Zügen soll beispielhaft der physikalisch-fluiddynami­ sche Hintergrund des Vergleichs, beispielsweise der Mittelwerte 55, 58 und 59 gemäß Fig. 6 für ein Pneumatikteilsystem 27 gemäß der Fig. 3 erläutert werden. Vorab ist zu sagen, daß die genann­ ten Defekte im Kern einer Veränderung der Charakteristik der Drossel 32 gemäß der Fig. 3 entsprechen. In einer wissenschaft­ lichen Untersuchung wurde unter anderem festgestellt, daß die Strömung zum Beispiel im Rohr 33 kurz vor dem Schließen des Betätigungsorgans 21 als stationär anzusehen ist, während sie sich nach dem Schließen unter Bildung einer später noch zu dis­ kutierenden Druckstörung instationär verhält. Verstopft nun im Verlaufe einer stationären Strömung zum Beispiel eine Stafetten­ düse 19, dann bedeutet dies eine erhöhte Drosselwirkung. Letztere bedingt eine Verringerung der stationären Strömungsgeschwindig­ keit, was wiederum eine Senkung der kinetischen Energie der im Rohr 33 befindlichen "Fluidsäule" mit sich bringt. Aufgrund dessen sinkt der dynamische Druck, und wegen des als konstant zu betrachtenden Speicherdruckes Ps (5 bar) steigt der statische Druck gegenüber dem bei ungestörter Funktion aller Komponenten des Pneumatikteilsystems 27. Im umgekehrten Fall, daß sich im Verlaufe der stationären Strömung zum Beispiel ein Verbindungs­ schlauch 23 ablöst, ergeben sich die umgekehrten Schlüsse. Diese Zusammenhänge gelten prinzipiell für Fluide, also unter anderem für Luft und Wasser.

Es wurde zuvor bereits das Auftreten einer instationären Druck­ störung erwähnt, welche nach dem Schließen eines Bestätigungs­ organs 21 auftritt. Es können auch, gemäß der zweiten erfindungs­ gemäßen Verfahrensweise, solche Druckstörungen erfaßt und durch deren Betrachtung Aussagen über eventuelle Defekte im Fluidsystem gemacht werden.

Dazu soll zunächst eine Druckstörung im Rohr 33 gemäß der Fig. 3 eines Pneumatikteilsystems etwas näher betrachtet werden (Fig. 8 und 9). In Fig. 8 ist der im Rohr 33 gemessene Druckstörungsver­ lauf 67 ausgehend vom mittleren Druck für einen Eintragszyklus (100 ms) wiedergegeben. Die Darstellung zeigt die Drucksignal­ schwankungen gegenüber dem Mittelwert des Signals. Die Erfassung der Druckstörungen erfolgt im Grunde in der gleichen Weise wie die der statischen Drücke über eine Meßleitung 34 an einer Meß­ stelle 35. Die dargestellte Messung beginnt mit dem Schaltsignal 68 zum Schließen eines Betätigungsorgans 21. Wie zu erkennen ist, verändert sich der Druck im Rohr 33 erst nach einer Totzeit 69 von ungefähr 5,5 ms. Nach dieser Totzeit bilden sich sich zyklisch wiederholende, aber abschwächende Druckstörungen aus. Sie sind so lange zu beobachten, bis sich der Öffnungsvorgang des Betätigungsorgans 21 bemerkbar macht. Das Betätigungsorgan 21 wird nach 70 ms zum Öffnen angesteuert. Diese Ansteuerung wirkt sich mit einer Verzögerung von ungefähr 10 ms auf den gemessenen Druckverlauf 67 aus. Es ist dann ein starker Abfall des Druckes zu beobachten, der dadurch bedingt ist, daß sich die "Luftsäule" im Rohr 33 durch das Öffnen des Betätigungsorgans 21 plötzlich ausdehnt. Hierzu kommt es, wie schon gesagt, da die im Rohr 33 unter dem Speicherdruck Ps stehende Luft plötzlich durch die Stafettendüsen 19 ins Freie (Po = 1 bar) strömt. Nach dem Druckabfall ist ein Druckanstieg zu beobachten, welcher sich ebenfalls durch die wellenförmige Ausbreitung der Druckstörungen erklären läßt. Nach weiteren 30 ms, also bei 100 ms, erhält das Betätigungsorgan erneut ein Schaltsignal 68 zum Schließen.

Die ersten 13,5 ms des Luftdruckstörungsverlaufs 67 gemäß Fig. 8 werden in den Fig. 9a-9f in momenthafter, schematischer Darstellung analysiert. Die senkrecht schraffierten Flächen stellen den jeweiligen momentanen Druckzustand im Rohr 33 dar. Die Fig. 9a gilt für den stationären Strömungszustand kurz vor dem Schließen des Betätigungsorgans 21. Es herrscht dann der stationäre Druck p überall im Rohr 33. Dieser Druck entspricht dem mittleren Druck in Fig. 8. Zur Zeit t = 0 beginnt die Druck­ messung mit dem Schließen des Betätigungsorgans 21. Während einer Totzeit von circa 5,5 ms, siehe Fig. 9b, zeichnet der Druckaufnehmer 36 nur geringe Druckschwankungen um Null auf. In der Totzeit wird das Schaltsignal 68 zum Schließen des Betäti­ gungsorgans 21 zunächst in die Schließbewegung umgesetzt, welche die Luftströmungsgeschwindigkeit im Rohr 33 herabsetzt, woraus wiederum eine Druckerhöhung resultiert. Genau diese Druckerhöhung pflanzt sich sodann als Druckstörung gemäß dem eingezeichneten Bewegungsrichtungspfeil durch das Rohr 33 mit Schallgeschwindig­ keit fort und wird nach den 5,5 ms am Druckaufnehmer 36 erfaßt. Der Druck an der Meßstelle 35 bleibt erhöht, während die Druck­ störung zum offenen Ende 33a des Rohres 33 am Druckspeicher 22 läuft, dort gemäß dem bekannten dynamischen Reflexionsgesetz reflektiert wird und sich dadurch selbst überlagert. Dies ent­ spricht der 1. Reflexionsphase entsprechend der Fig. 9c. Da am offenen Rohrende 33a eine Reflexion mit gleichem Betrag und umgekehrtem Vorzeichen erfolgt, ergibt die Überlagerung der Druckstörung mit sich selbst eine Druckreduzierung auf das Niveau der stationären Strömung aus Fig. 9a. Am anderen Rohrende 33b erfolgt dann wieder eine Reflexion und so fort. Die Fig. 9d- 9f veranschaulichen die zweite, dritte und vierte Reflexionsphase. Nach der vierten Reflexionsphase ist ein erster Reflexionszyklus vorüber, und es folgt ein nächster, der prinzipiell wie der erste Reflexionszyklus zu beschreiben wäre. Die in der Fig. 8 ersichtliche Abschwächung der Druckstörungen ist mit Dämpfungs­ effekten durch Rohrreibungsverluste und Energieabsorptionen bei den Reflexionen zu erklären.

Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden gemäß der zweiten Verfahrensweise die beschriebenen Druckstörungen aus den Pneuma­ tikteilsystemen 27a-27h erfaßt. Hierbei ist zu beachten, daß eine Signaltrennung erreicht wird, um die Druckstörungen jeweils einzeln auswerten zu können. Dazu ist vorzusehen, daß sich in den Meßleitungen 34a-34h ein der Schußeintragsfrequenz und dem Schußeintragsfluid entsprechend dichtes Medium befindet. Bei einer Luftdüsenwebmaschine könnte dies beispielsweise Wasser sein, wobei die Meßleitungen 34a-34h dann natürlich gegenüber der Luftströmung in den Pneumatikteilsystemen 27a-27h mit einer Membran oder dergleichen abzudichten sind. Durch die Verwendung eines dichten Mediums wie Wasser erreicht man eine große Fortpflanzungsgeschwindigkeit der jeweiligen Druckampli­ tuden, so daß wegen dieser schnellen Übertragung die Anzahl der energieabsorbierenden Reflexionen an den Enden der Meßleitungen 34a-34h pro Zeiteinheit in einem solchen Maße steigt, daß es zu einer großen Dämpfung der jeweiligen Druckamplituden kommt.

Es werden dann von einem Druckaufnehmer 36 die aufgrund der großen Dämpfung durch das dichtere Medium voneinander getrennt erfaßbaren Druckstörungssignale für einen Webzyklus, bei An­ steuerung aller Pneumatikteilsysteme 27a-27h in Folge, aufge­ nommen. Mit Hilfe eines mathematischen Modellierungsverfahrens, beispielsweise des Parameterschätzverfahrens, kann dann entspre­ chend getrennt mittels bestimmter und die jeweiligen Ist- und Solldruckstörungsverläufe charakterisierender Kenngrößen durch Vergleich auf Art und Ort etwaiger Defekte im jeweiligen Pneuma­ tikteilsystem 27 geschlossen werden. Ebenfalls würde sofort ein Fehlermeldungs- bzw. Stoppsignal 53a an die Webmaschinensteuerung 31 gehen, wenn ein Defekt vorläge.

Erfindungsgemäß wird zunächst, zum Beispiel zu Beginn des Webma­ schinenbetriebes, jeweils eine Solleinzelluftdruckstörungsver­ laufsmessung 69a gemäß Fig. 10 für jedes Pneumatikteilsystem 27a -27h bei störungsfreier Funktion aller Komponenten desselben durchgeführt. Hier wird die Messung 69a durch ein Schaltsignal der Steuerung 31 zum Schließen des zugehörigen Betätigungsorgans 21 ausgelöst. Genauso kann eine Messung durch ein Schaltsignal zum Öffnen ausgelöst werden. Wichtig ist in beiden Fällen aber, daß lediglich der Meßzeitraum der noch nicht mit sich selbst überlagerten Druckstörung für eine Auswertung in Frage kommt. Im hier konkret geschilderten Fall entspricht dies, gemäß den Fig. 8, 9a-9f und 10, der Summe aus der Totzeit und der ersten Reflexionsphase, also einer Meßzeit von 8 ms. In gleicher Weise wie zuvor beschrieben werden nun während des Webmaschinenbetrie­ bes für jedes Pneumatikteilsystem 27a-27h zum Beispiel zwei unterschiedliche Isteinzelluftdruckstörungsverlaufsmessungen 70a bzw. 71a erfaßt. Der obere Verlauf 70a ist gültig für den Fehler "Schlauch ab", der untere Verlauf 71a für den Fehler "Düse zu". Auch hierfür soll in Kürze der physikalisch-fluiddynamische Hintergrund beleuchtet werden. Wiederum entsprechen diese Defekte einer veränderten Charakteristik der Drossel 32 gemäß Fig. 9a. Ein abgelöster Schlauch 23 bewirkt bekannterweise eine geringere Drosselung und somit eine größere stationäre Strömungsgeschwin­ digkeit, was dann einer Steigerung der kinetischen Energie der im Rohr 33 befindlichen "Fluidsäule" gleichkommt. Dies verursacht nach dem Schließen des Betätigungsorgans 21 eine entsprechend erhöhte Druckstörung 70a. Analog umgekehrt verhält es sich im Falle "Düse zu".

In derselben Weise läßt sich auch der Fehler "Veränderter Spei­ cherdruck" erklären. Ein erhöhter Speicherdruck Ps bedeutet eine größere stationäre Strömungsgeschwindigkeit und damit, genauso wie oben gefolgert, eine entsprechend erhöhte Druckstörung. Der umgekehrte Fall eines reduzierten Speicherdruckes ist in Fig. 11 strichpunktiert eingetragen. Das Maximum des entsprechenden Isteinzelluftdruckstörungsverlaufs 72a (bei Ps = 4 bar) liegt dabei erkennbar unter dem des Solleinzelluftdruckstörungsverlaufs 69a (bei Ps = 5 bar). Aus dem Vergleich der einzelnen Druckstö­ rungsverläufe 69a, 70a, 71a und 72a können durch Betrachtung der Verlaufsmaxima, der Druckanstiegsflanken und des jeweiligen Verlaufs nach dem Maximum Schlüsse in bezug auf im jeweiligen Pneumatikteilsystem 27 bzw. im Druckspeicher 22 existierende Defekte gezogen werden. Diese Aufgabe kann mit Hilfe eines mathematischen Modellierungsverfahrens zufriedenstellend gelöst werden. Beispielhaft sei dazu das einschlägig bekannte Parame­ terschätzverfahren genannt, aus dem sich einen Druckstörungsver­ lauf beschreibende Parameter bzw. Parameterverhältnisse ergeben. In den Fig. 12 und 13 sind die gemäß dem Parameterschätzverfahren ermittelten geschätzten Druckstörungsverläufe 69b-72b darge­ stellt. Sie entsprechen den in den Fig. 10 und 11 gemessenen Druckstörungsverläufen 69a-72a in ausreichendem Maße. Eine Veränderung der physikalischen Randbedingungen ("Fehler") ent­ spricht demnach in der Modellrechnung eine Veränderung der ge­ schätzten Parameter von einem Sollzustand, der durch die durch­ gezogen eingezeichneten Kurvenverläufe wiedergegeben ist.

Am Beispiel einer Parameterschätzung mit fünf sich aus dem Para­ meterschätzverfahren ergebenden Parametern A, B, C, D, E soll deutlich werden, wie der Vergleich dieser Parameter eine physi­ kalische Deutung, also einen eindeutigen Rückschluß auf einen Defekt ermöglicht.

Im konkreten Falle liefern die Parameter D und E keine Aussage über die Art eines vorliegenden Defektes, wohl aber die Parameter A und B sowie das Parameterverhältnis C/A. Die Parameter A und B beschreiben das "Überschwingen des Druckes". Damit ist der starke Druckanstieg bis zu einem Maximum und das anschließende Abfallen des Druckes auf den Betrag des Endwertes C/A gemeint. Das Para­ meterverhältnis C/A gibt eine Schätzung des Endwertes der Druck­ störungsverläufe im Betrachtungszeitraum (0-8 ms) an und ist ein Maß für die Größe der gemessenen Druckstörung. Die drei wichtigen Fehlergruppen werden nun wie folgt identifiziert. Bei "Schlauch ab" sind A und B ungefähr konstant, während C/A erhöht ist. Zwar sind bei "Düse zu" A und B ebenso ungefähr konstant, aber C/A ist reduziert. Ein "Veränderter Speicherdruck" ist dann anzutreffen, wenn C/A ungefähr konstant, dagegen aber A und B stark verändert sind. Größere Parameter A und B bedeuten einen erhöhten Speicherdruck Ps und umgekehrt.

Zusammenfassend findet die Prüfung der Pneumatikteilsysteme 27a -27h also während des Laufes der Webmaschine statt, indem die durch die Signaltrennung nacheinander am Druckaufnehmer eintref­ fenden Druckstörungssignale, die durch die Bewegungen der Betä­ tigungsorgane 21a-21h hervorgerufen werden, mittels eines mathematischen Verfahrens, im Beispiel das Parameterschätzver­ fahren, ausgewertet werden. Bei Erkennung eines Fehlers durch die Auswertung wird der Webmaschinensteuerung ein Fehlermeldungs­ bzw. Stoppsignal 53a zugeleitet. Im Unterschied zur ersten Verfahrensweise ist eine "Einzelprüfung" der Pneumatikteilsy­ steme 27a-27h nicht mehr erforderlich.

Es sei der Vollständigkeit halber angemerkt, daß in einer vor­ teilhaften Ausführungsform des Verfahrens die Druckstörung an der Hochdruckseite jedes Betätigungsorgans 21a-21h erfaßt wird. Doch ist dies durchaus auch auf der Niedrigdruckseite möglich, so wie auch bei der Erfassung des statischen bzw. dynamischen Druckes beides möglich ist.

Fig. 14 soll veranschaulichen, daß die Erfindung es genauso gut ermöglicht, in einem Fluidsystem, zum Beispiel in einem pneuma­ tischen System 73 mit beispielsweise zwei Druckspeichern 74 und 75 etwaige Fehler zu erkennen und zu diagnostizieren. Zwei Druck­ speicher 74 und 75 finden oft Verwendung, um beim Schußfadenein­ trag durch einen höheren Druck in dem Speicher, den der Schußfa­ den 2 zuletzt passiert, also hier im rechten Speicher 75, ein Strecken des Schußfadens 2 gegen Ende des Eintrags zu erreichen. Am linken Druckspeicher 74 sind Pneumatikteilsysteme 76, am rechten Druckspeicher 75 Pneumatikteilsysteme 77 angeordnet. Der Betriebsdruck P1 im linken Druckspeicher 74 wird durch einen Druckregler 78, der Betriebsdruck P2 im rechten Druckspeicher 75 durch einen Druckregler 79 konstant gehalten. Über die entspre­ chenden Druckleitungen 80a, 80b werden sie mit von einem Kom­ pressor 81 kommender Luft versorgt. Erfindungsgemäß werden nun zum Beispiel an der Niedrigdruckseite der Pneumatikteilsysteme 76 bzw. 77 jeweils die statischen oder dynamischen Drücke oder die Druckstörungen, hier allgemein mit Px und Py bezeichnet, in zu oben analoger Weise abgegriffen und über Meßleitungen 82 (von den linken Pneumatikteilsystemen 76) und Meßleitungen 83 (von den rechten Pneumatikteilsystemen 77) einem gemeinsamen Druckauf­ nehmer 84 zugeführt. Dieser Druckaufnehmer 84 liefert dann über eine Signalleitung 85, welche der Signalleitung 38 aus der Fig. 2 entspricht, die Differenz Px-Py = D an eine Schaltungsanord­ nung 86. Letztere steht wieder mit der Webmaschinensteuerung 31 über eine bidirektionale Signalverbindungsleitung 39 in Kontakt.

Es soll nun am Beispiel der Erfassung statischer Drücke Px, Py im pneumatischen System 73 und der Mittelwertbildung der Druck­ differenz D eine mögliche Analyse mit einer "Gesamtprüfung" und einer "Einzelprüfung" gemäß der Erfindung aufgezeigt werden. Für die "Gesamtprüfung" wird zunächst bei Beginn des Webmaschinen­ betriebes und ungestörter Funktion aller Komponenten des pneu­ matischen Systems 73 aus der für eine Meßzeit aufgenommenen Differenz Px-Py ein mittlerer Druckmittelwert D abgeleitet, der bei ungestörtem Zustand des pneumatischen Systems 73 kon­ stant bleibt. Es kann nunmehr im Verlaufe des Webmaschinenbe­ triebes festgestellt werden, daß D größer oder kleiner geworden ist. Dann ergeben sich folgende Möglichkeiten, die stichwortartig beschrieben werden:

• 1) D gestiegen, weil Px gestiegen:
  "Düse zu, linker Druckspeicher"
• 2) D gesunken, weil Py gestiegen:
  "Düse zu, rechter Druckspeicher"
• 3) D gesunken, weil Px gesunken:
  "Schlauch ab, linker Druckspeicher"
• 4) D gestiegen, weil Py gesunken:
  "Schlauch ab, rechter Druckspeicher"

Da diese "Gesamtprüfung" aber noch nicht eindeutig auf einen Defekt schließen läßt, muß eine "Einzelprüfung" (Einzelansteue­ rung) der Pneumatikteilsysteme 76 bzw. 77 folgen, wobei aber wegen des veränderten Wertes D und damit wegen eines auf jeden Fall vorliegenden Fehlers die Maschine zuvor ein Signal zum Stoppen erhält.

Es soll nun die Kausalität bei der Analyse der "Einzelprüfung" deutlich gemacht werden. Für den linken Druckspeicher 74 gilt:

• 1) D in einem Teilsystem 76 gestiegen:
  "Düse zu in diesem Teilsystem 76"
• 2) D in einem Teilsystem 76 gesunken:
  "Schlauch ab in diesem Teilsystem 76"
• 3) D in allen Teilsystemen 76 gestiegen:
  "Erhöhter Speicherdruck P1"
• 4) D in allen Teilsystemen 76 gesunken:
  "Gesunkener Speicherdruck P1"

Für den rechten Druckspeicher 75 gilt:

• 1) D in einem Teilsystem 77 gestiegen:
  "Schlauch ab in diesem Teilsystem 77"
• 2) D in einem Teilsystem 77 gesunken:
  "Düse zu in diesem Teilsystem 77"
• 3) D in allen Teilsystemen 77 gestiegen:
  "Gesunkener Speicherdruck P2"
• 4) D in allen Teilsystemem 77 gesunken:
  "Erhöhter Speicherdruck P2"

Aus diesem Beispiel ist ersichtlich, daß auch bei Vorhandensein von beispielsweise zwei Druckspeichern, entsprechend dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren sowie einer Vorrichtung zur Durchführung derselben, Fehler im Fluidsystem einer Fluidwebmaschine erkannt und diagnostiziert werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wurde aus praktischen Gründen bereits im Verlaufe der Beschreibung, vor allem anhand der Fig. 2, vorgestellt. Da sie insgesamt aus handelsüblichen Komponenten besteht und ohne Schwierigkeiten realisierbar ist, braucht sie nicht detaillierter beschrieben werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß es sich empfiehlt, einen Druckaufnehmer 36 bzw. 84 mit hoher Eigenfrequenz einzusetzen, so daß auch schnelle Druckstörungen unverfälscht gemessen werden. Eine schnelle, zum Beispiel computer-unterstützte Messung gewährleistet eine geringe Anzahl von Meßfehlern und eine kurze Meßzeit, wodurch eine schnelle Maschinenstillsetzung und ein kurzer Maschinen­ stillstand während der eventuell erforderlichen "Einzelprüfung" erreicht wird. Die Webmaschinensteuerung 31, welche beispiels­ weise elektronisch arbeitet, sollte bei Anwendung der vorliegen­ den Erfindung so modifiziert werden, daß jedes Betätigungsorgan 21 eines Pneumatikteilsystems 27, 76 bzw. 77 im Stillstand der Maschine auch einzeln angesteuert, also betätigt werden kann. Außerdem empfiehlt es sich, ein Computerprogramm zur Aufnahme und Auswertung der vom Druckaufnehmer 36 bzw. 84 kommenden Meß­ signale zu verwenden. Dieses Computerprogramm sollte so beschaf­ fen sein, daß es Einfluß auf die Webmaschinensteuerung 31 nehmen kann. Hierdurch wird die Möglichkeit gegeben, die zu Beginn des Webbetriebes zu erfassenden Sollwerte automatisch zu messen und zu berechnen sowie bei Erkennung eines Fehlers im Fluidsystem der Fluidwebmaschine während des Webbetriebes die Maschine anzu­ halten und die gegebenenfalls erforderlichen weiteren Meßschritte danach automatisch auszuführen.

Die Wirtschaftlichkeit der Erfindung kann noch weiter erhöht werden, indem die zugehörige Vorrichtung als eine transportable Einheit ausgebildet ist. Diese Einheit kann an das nur aus rela­ tiv preiswerten Bauteilen bestehende restliche Meßsystem in jeder Fluidwebmaschine einer Weberei bei dem Verdacht auf einen Defekt oder in regelmäßigen Kontrollabständen angeschlossen werden. Eine Vorbedingung für diese Aufteilung des Meßsystems ist jedoch die Verwendung geeigneter, kompatibler Schnittstellen zum Anschluß der Schaltungsanordnung 37 bzw. 86 an die Webma­ schinensteuerung 31 und des Druckaufnehmers 36 bzw. 84 an das in der einzelnen Webmaschine fest installierte restliche Meßsystem.

In Webereien, die mit einem zentralen Leitrechner zur Steuerung der Webmaschinen ausgestattet sind, können die Webmaschinen von diesem Rechner aus auch zwecks regelmäßiger oder ständiger Über­ wachung der Fluidsysteme angesteuert werden. Selbstverständlich kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung ebensogut als fester Bestandteil der Webmaschine ausgeführt sein.

Claims (10)

1. Verfahren zur Erkennung und Diagnose von Fehlern im Fluid­ system von Fluidwebmaschinen, insbesondere im pneumatischen System von Luftdüsenwebmaschinen, mit einer Schußfadenein­ tragsvorrichtung, bei der ein Schußfaden oder mehrere Schuß­ fäden von einer oder mehreren Schußfaden-Liefervorrich­ tung(en) abgezogen und über einen oder mehrere Schußfaden­ speicher durch eine oder mehrere Schußfadeneinführungshaupt­ düse(n) in das aus oberen und unteren Kettfäden gebildete Webfach eingetragen wird bzw. werden, wobei jeder einzelne Schußfaden entlang eines von dem Riet gebildeten oder mit diesem zusammenwirkenden Führungskanals sowie unter der Einwirkung mindestens einer Gruppe von in gegenseitigem Abstand längs des Führungskanals angeordneten Zusatz- bzw. Stafettendüsen zur Fangseite getragen wird, wobei die Zusatz­ bzw. Stafettendüsen über Betätigungsorgane, wie beispiels­ weise elektromagnetische Ventile, an einen oder mehrere regelbaren Druck aufweisende Druckspeicher angeschlossen sind und jede Zusatz- bzw. Stafettendüse mit ihrem Betäti­ gungsorgan durch einen Schlauch oder dergleichen verbunden ist, und wobei die Betätigungsorgane jeweils einzeln oder gruppenweise nacheinander betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der in der Verbindung zwischen einem Druckspeicher und einer einzelnen Zusatz- bzw. Stafettendüse oder einer Gruppe von Zusatz- bzw. Stafettendüsen herrschende statische oder dyna­ mischen Druck erfaßt, einem Druckaufnehmer zugeführt, bei Vorhandensein von mehr als einer Gruppe von Zusatz- bzw. Stafettendüsen mit den von diesen herrührenden Druckmeßsig­ nalen zusammengefaßt und entweder der Einzeldruck oder der Zusammenfassungsdruck (Istdruck) mit dem entsprechenden, bei ungestörter Funktion aller Komponenten des Zusatz- bzw. Stafettendüsensystems vorliegenden Druck (Solldruck) ver­ glichen wird, wobei eine Abweichung des Istdrucks von dem Solldruck eine Fehlermeldung und/oder eine Stillsetzung der Maschine bewirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von mehr als einem Betätigungsorgan für eine Zusatz- bzw. Stafettendüse oder eine Gruppe von Zusatz- bzw. Stafettendüsen nach Stillsetzung der Webmaschine jeweils gesondert durch Betätigung des zugehörigen Betätigungsorgans der in der Verbindung zwischen dem Druckspeicher und dieser Zusatz- bzw. Stafettendüse oder Gruppe von Zusatz- bzw. Stafettendüsen herrschende statische oder dynamische Druck (Isteinzeldruck) erfaßt, einem Druckaufnehmer zugeführt und mit dem entsprechenden, bei ungestörter Funktion der Kompo­ nenten des untersuchten Zusatz- bzw. Stafettendüsensystems vorliegenden Druck (Solleinzeldruck) verglichen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der statische oder dynamische Druck an der Hochdruckseite jedes Betätigungsorgans erfaßt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aus einer Anzahl von für eine Meßzeit aufgenom­ menen Ist- und Solldruckverläufen jeweils Mittelwerte, eine oder mehrere Fourier-Zerlegung(en) oder andere geeignete Darstellungsformen ermittelt werden und aus deren Vergleich auf Fehler im betrachteten Fluidsystem geschlossen wird.

5. Verfahren zur Erkennung und Diagnose von Fehlern im Fluid­ system von Fluidwebmaschinen, insbesondere im pneumatischen System von Luftdüsenwebmaschinen, mit einer Schußfadenein­ tragsvorrichtung wie im Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Schließ- oder Öffnungsbewegung eines Betätigungsorgans jeweils die in der Verbindung zwi­ schen einem Druckspeicher und einer einzelnen Zusatz- bzw. Stafettendüse oder einer Gruppe von Zusatz- bzw. Stafetten­ düsen verursachte Druckstörung erfaßt, einem Druckaufnehmer zugeführt, bei Vorhandensein von mehr als einer Gruppe von Zusatz- bzw. Stafettendüsen mit den von diesen herrührenden Druckstörungsmeßsignalen zusammengefaßt und entweder die Einzeldruckstörung oder die Zusammenfassungsdruckstörung (Istdruckstörung) mit der entsprechenden, bei ungestörter Funktion aller Komponenten des Zusatz- bzw. Stafettendüsen­ systems vorliegenden Druckstörung (Solldruckstörung) ver­ glichen wird, wobei eine Abweichung der Istdruckstörung von der Solldruckstörung eine Fehlermeldung und/oder eine Still­ setzung der Maschine bewirkt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von mehr als einem Betätigungsorgan für eine Zusatz- bzw. Stafettendüse oder eine Gruppe von Zusatz- bzw. Stafettendüsen nach Stillsetzung der Webmaschine jeweils gesondert die durch die Schließ- oder Öffnungsbewegung des zugehörigen Betätigungsorgans in der Verbindung zwischen dem Druckspeicher und dieser Zusatz- bzw. Stafettendüse oder Gruppe von Zusatz- bzw. Stafettendüsen verursachte Druckstö­ rung (Isteinzeldruckstörung) erfaßt, einem Druckaufnehmer zugeführt und mit der entsprechenden, bei ungestörter Funk­ tion der Komponenten des untersuchten Zusatz- bzw. Stafet­ tendüsensystems vorliegenden Druckstörung (Solleinzeldruck­ störung) verglichen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckstörung an der Hochdruckseite jedes Betätigungsorgans erfaßt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aus für eine Meßzeit aufgenommenen Ist- und Solldruckstörungsverläufen jeweils mit Hilfe eines mathema­ tischen Modellierungsverfahrens, beispielsweise dem Parame­ terschätzverfahren, bestimmte und diese charakterisierende Kenngrößen ermittelt werden und aus deren Vergleich auf Fehler im betrachteten Fluidsystem geschlossen wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Erfassung der Drücke bzw. Druckstörungen von der Meßstelle bzw. den Meßstellen (35) zu dem Druckaufnehmer (36; 84) führende Meßleitungen (34; 82; 83) besitzt, daß sie einen Druckaufnehmer (36; 84) aufweist, welcher den erfaßten Drücken bzw. Druckstörungen entsprechende analoge oder digitale Signale liefert, daß sie eine diese Signale auf­ nehmende sowie auswertende Schaltungsanordnung (37; 86) hat und daß sie eine Signalverbindungsleitung (39) dieser Schal­ tungsanordnung (37; 86) mit der Webmaschinensteuerung (31) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als fester Bestandteil der Webmaschine ausgeführt ist oder als transportable Einheit mit zu einer Webmaschine kompatiblen Schnittstellen ausgebildet ist oder einem zen­ tralen Leitrechner zur Überwachung und Steuerung mehrerer Webmaschinen zugeordnet ist.