EP0751244B1 - Verfahren zur Regelung der Fadenzugkraft - Google Patents

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EP0751244B1
EP0751244B1 EP96109592A EP96109592A EP0751244B1 EP 0751244 B1 EP0751244 B1 EP 0751244B1 EP 96109592 A EP96109592 A EP 96109592A EP 96109592 A EP96109592 A EP 96109592A EP 0751244 B1 EP0751244 B1 EP 0751244B1
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EP
European Patent Office
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controller
thread
thread tension
manipulated variable
friction
Prior art date
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EP96109592A
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English (en)
French (fr)
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EP0751244A3 (de
EP0751244A2 (de
Inventor
Hellmut Lorenz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP0751244A2 publication Critical patent/EP0751244A2/de
Publication of EP0751244A3 publication Critical patent/EP0751244A3/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/02—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/02—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist
    • D02G1/04—Devices for imparting false twist
    • D02G1/08—Rollers or other friction causing elements

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the thread tension according to the preamble of claim 1.
  • WO-A-9211535 discloses a control of the contact force in the false twist texturing as a function of the thread force.
  • a twist / conveying ratio (R / Y) defined as the quotient of the effective radius of the friction false-twist aggregate and the yarn speed is set by adjusting the point of application of the yarn on the friction false-twist aggregate and / or the yarn speed.
  • EP 0 207 471 D1 describes a method for monitoring the thread quality of the running thread. This method serves primarily the purpose that in the in the DE 33 06 594 A1 to discover any errors that occur.
  • the inventive method for controlling the yarn tension of a running yarn behind a friction false aggregate Falschzwirnk Hurselmaschine is characterized in that the controller constant of the controller during the process, ie during the control, is corrected.
  • the particular advantage of this approach is the fact that each job individually to the environmental conditions such. B. device tolerances, wear, thread speed, etc., which act as disturbances adjusts.
  • the regulator constant is corrected during control as a function of the disturbance variable acting on the friction false-twist aggregate or a controlled system.
  • the influence of the disturbance variable can be determined from the ratio between the thread tension and the disturbance variable in the instantaneous operating point or from the ratio between the thread tension and the adjustment signal at the operating point.
  • the determination of a corrected controller constant can take place on the basis of a predetermined controller characteristic field.
  • the controller map gives the relationship between the controller constant and the slope, which results from dividing the difference in the thread tension between two times and the difference of the manipulated variables or the adjustment signals at these times.
  • the controller characteristic field is determined by measurement or by empirical calculations and predefined for the machine.
  • the angle between the yarn running direction of the movement direction of the friction surface of the friction false-twist aggregate is measured as the manipulated variable.
  • the distance between the axes of Friktonswellen can be measured as a manipulated variable. Since the contact pressure of the friction surfaces has an influence on the yarn tension of a running yarn, it is proposed that the contact pressure of the friction surfaces is measured as a manipulated variable. According to a further advantageous concept, it is proposed that the thread speed of the thread is measured as a disturbance variable.
  • the correction in the controller constants takes place via a control, wherein the control deviation of the thread tension is regulated as a function of the control constants.
  • a PI controller is preferably used.
  • the PI controller has an integration factor and a proportionality factor, which have an influence on the behavior of the controller. The influence of the two factors is different on the controller. If the PI controller is too sensitive, this sensitivity can be influenced by changing the integration factor. If the controller is too sluggish, the proportionality factor can be increased. It should be noted that the controller on the one hand not in an unstable state or on the other hand not too slow and too slow.
  • the influencing of the control behavior of the PI controller takes place at defined time intervals, which are very large which means that the influence can be very slow.
  • the influencing of the control behavior of the PI controller can be automated via a control.
  • FIG. 1 further illustrates the determination of the gradient D at the operating point B1.
  • the gradient D is formed by the quotient of the difference between the thread tension ⁇ T and ⁇ S.
  • the gradient D can also be formed as a differential of the thread tension T as a function of the manipulated variable S in the operating point B1.
  • FIG. 2 shows a diagram of the thread tension T over the manipulated variable S. This diagram shows that when a new friction false-twist aggregate is put into operation, the relationship between the thread tension and the manipulated variable S is approximately hyperbolic, during this course after an operating time of 20 hours is significantly stretched and more closely approximated to a straight line course.
  • Fig. 3 shows a diagram showing the dependence of the thread tension T of the adjustment signal VS.
  • the thread tension decreases with increasing adjustment signal VS. From the diagram is also apparent that at a constant adjustment signal VS, the thread tension increases with increasing thread speed.
  • FIG. 4 shows a controller characteristic map which shows the relationship between the controller constant K and the gradient D.
  • the controller characteristic field is determined by measurement or by empirical calculations and predefined for the machine. From the controller map can then be determined with the newly determined slope D, the associated to this operating point controller constant K, which is then supplied as a corrected value KR to the controller.
  • Fig. 5 is a graph showing the dependence of the proportionality factor of the controller on the quotients ⁇ T / ( ⁇ D / Y), which is called the slope. From this diagram, it can be seen that the proportionality factor not only rises sharply with the slope, but also increases very sharply with decreasing yarn running speed.
  • the quotient defined as the pitch expresses the change in the yarn tension in response to the change in the swirl / feed ratio, the latter being the ratio of the effective diameter of the disks of the friction false twist unit to the yarn running speed.
  • Fig. 6 is a diagram showing the integration factor of the controller in the slope is shown. Depending on the thread running speed, the integration factor increases, with the integration factor dropping with increasing pitch. From Figs. 5 and 6 it can be seen that with increasing yarn running speed, based on a defined slope D, the proportionality factor P decreases, while the integration factor I increases.
  • Fig. 7 shows a schematic representation of a processing point of a false twisting crimping machine.
  • the synthetic thread 1 is replaced by the Input supply unit 3 deducted from the supply spool 2.
  • the texturing zone is formed between the input delivery 3 and the deduction delivery 9. Above all, it comprises a heating rail 4, a cooling rail 5 and the friction false-twist aggregate 6.
  • the friction false-twist aggregate has endlessly moving surfaces which are moved transversely to the thread axis and against which the thread rests. These endlessly moving surfaces are preferably designed as disks rounded at the outer edges. These surfaces impart a twist to the thread in the direction of the input delivery unit which dissolves again in the direction of the original delivery unit 9.
  • a measuring device 8 for measuring the yarn tension is arranged, which outputs the yarn tension T from the output signal. Not shown in Fig. 5 is arranged behind the Honenderwerk 9 winding or even there arranged optionally necessary intermediate treatment by heating.
  • the output signal T of the measuring device 8 for measuring the thread tension which represents the thread tension T, is converted by a filter 11 into a long-term value LW.
  • the long-term value LW is supplied together with a desired value to a control device 12.
  • the desired value and the long-term value are compared with each other and converted into an adjustment variable VS.
  • this adjustment value On the basis of this adjustment value, its control behavior is influenced by a PI controller 13 by taking into account the ratio of the change in the thread tension to change a current value corresponding to the adjustment variables, ie the proportionality factor and / or the integral factor of the regulator are influenced.
  • This adjustment variable corrected in this way is fed to an actuator 7 of the friction false-twist aggregate 6, wherein the actuator 7 is the Swirl transmission of Fritationsfalschdrall aggregate 6 on the thread 1 controls.
  • the output signal T of the measuring device 8 for measuring the thread tension as well as the adjustment signal to an evaluation device 10 is supplied.
  • the adjustment signal represents the adjustment signal of the thread tension corrected by the PI controller 13 by the ratio ⁇ T / ⁇ I.
  • the evaluation device 10 provides an evaluation of the current output signal T, which represents the currently measured thread tension, in accordance with the principles set forth in US Pat EP 207 471 A1 are described.
  • an upper limit value and a lower limit value for the adjustment signal VS are stored in the evaluation device 10 (GOVS, GUVS). If the adjustment signal VS exceeds one of these limits, an alarm signal is preferably output. Furthermore, in the evaluation device 10, a difference value DU is formed between the current output signal T and the adjustment signal VS, after both have previously been converted into compatible, comparable quantities. Finally, the upper limit value and the lower limit value of this difference signal DU (GUDU) are stored in the evaluation device 10, and an alarm signal A is preferably output if the difference signal DU between the adjustment signal and the currently measured output signal D is one of the limit values GODU, GUDU exceeds.
  • the friction false-twist aggregate 6, as shown in Figs. 8 and 9, has three parallel shafts 16, 17 and 18 arranged at the vertices of an equilateral triangle.
  • the shafts 16, 17 and 18 are rotatably mounted in a frame 19.
  • the shaft 16 serves as a drive shaft, which is driven by a drive belt 20.
  • the transmission of the rotational movement of the shaft 16 is effected by two drive belts 21, 20, which are guided via pulleys 23, 24 and 25.
  • the pulley 23 is open the shaft 17, the pulley 24 on the shaft 18 and the pulley 25 on the shaft 16 arranged.
  • the pulley 25 is formed as a double pulley, so that over this the drive belt 21, 22 are guided.
  • the discs 26, 27, 28; 29, 30, 31 are connected to the shafts 16, 17, 18 non-positively or positively. However, each disc can be deducted from its shaft.
  • each disc can be deducted from its shaft.
  • In order to set and maintain the distance between the disks 26, 27, 28, 29, 30, 31 of a shaft 16, 17, 18, 18 are different sleeve-shaped spacers 32, 33, 34, 35, 36 on each shaft 16, 17, , 37 pushed.
  • For axial fixing of the spacers 32, 33, 34; 35, 36, 37 and the discs 26, 27, 28, 29, 30, 31 serve screws 38 in the head of each shaft, 16, 17, 18.
  • the shaft spacings and the disc diameters are designed so that - as shown in FIG. 9 - the discs 26, 27, 28 and the discs 29, 30, 31 overlap.
  • a so-called "overlapping triangle” is formed with circular-arc-shaped sides. Between the sides of this triangle, the thread 1 is clamped on its course by the Fritationsfalschdrall aggregate between the disc groups to form a helical line. It is possible to use a friction false-twist aggregate with more than three discs and thus with more than three waves each disc group.
  • Each disc 26, 27, 28, 29, 30, 31 has a friction surface 39.
  • the angle between the yarn running direction and the direction of movement of the friction surface 39 is measured as a manipulated variable.
  • the distance between the shafts 16, 17, 18 can be measured as a manipulated variable. Since the contact pressure of the friction surfaces 39 has an influence on the yarn tension of a running yarn, the contact pressure of the friction surfaces can be measured as a manipulated variable.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)
  • Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Warping, Beaming, Or Leasing (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Fadenzugkraft gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Derartige Verfahren sind bekannt.
  • In der DE3306 594 A1 ist ein Verfahren zum Falschzwirn-Texturieren beschrieben, bei welchem das von dem Friktionsfalschdrall-Aggregat auf den Faden übertragene Drallmoment in Abhängigkeit von der Zugkraft dadurch verstellt wird, daß die Anpreßkraft zweier auf den Faden einwirkender Oberflächen entsprechend verstellt wird. Mit diesem Verfahren kann die Fadenzugkraft auf einen konstanten Wert eingeregelt werden. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß Schwankungen des Mittelwertes nicht mehr in Erscheinung treten und daher unter Umständen Fehler, welche durch die Fadenzugkraftmessung erfaßt werden sollten, nicht mehr erfaßt werden können. Fadenzugkraftänderungen können z.B. durch Verschleiß eines Lieferwerkes oder durch Fehler in der Temperaturführung der Texturierzone auftreten; diese Fehler können jedoch mit dem bekannten Verfahren nicht aufgedeckt werden, diese Fehler werden vielmehr ausgeregelt und dadurch überdeckt.
  • WO-A-9211535 offenbart eine Regelung der Anpresskraft beim Falschzwirntexturieren in Abhängigkeit der Fadenkraft.
  • In der EP 0 439 183 B1 ist ein Verfahren zur Überwachung der Fadenzugkraft eines laufenden Fadens in der Texturierzone einer Falschzwirn-Kräuselmaschine beschrieben, bei welchem die Fadenspannung dadurch ausgeregelt wird, daß diese über ein Zeitfilter in ein Verstellsignal umgewandelt und durch dieses die Größe und/oder die Komponentenverteilung der Reibkraft des Falschdrallaggregates am Faden gesteuert wird, wobei das Verstellsignal als das den laufenden Mittelwert des laufenden Meßwerts representierende Signal zur Qualitätsüberwachung genutzt wird. Das Verstellsignal, durch welches die Fadenspannung ausgeregelt wird, wird somit daraufhin überwacht, ob es den vorgegebenen Bereich zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert verläßt. Diese Grenzwerte werden zur Ausgabe eines Alarmsignals benutzt, wenn das Verstellsignal den Bereich zwischen diesen Grenzwerten verläßt. Zusätzlich kann die Differenz zwischen der aktuell gemessenen Fadenspannung nach entsprechender Umformung mit dem Verstellsignal verglichen und ein Alarmsignal ausgegeben werden, wenn das Differenzsignal einen vorgegebenen Bereich zwischen einem oberen Grenzwert und einem unteren Grenzwert verläßt.
  • Das in der WO 92/11532 beschriebene Verfahren zur Regelung der Fadenzugkraft eines laufenden Fadens hinter einem Friktionsfalschdrall-Aggregat einer Falschzwirnkräuselmaschine basiert auf dem in der EP 0 439 183 B1 beschriebenen Verfahren der Einstellung für die Regelung der Fadenzugkraft in der Drallzone. Ein als Quotient aus wirksamen Radius des Friktionsfalschdrall-Aggregates und Fadengeschwindigkeit definiertes Drall/Förder-Verhältnis (R/Y) wird dabei dadurch eingestellt, daß der Angriffspunkt des Fadens an dem Friktionsfalschdrall-Aggregat oder/und die Fadengeschwindigkeit eingestellt werden.
  • Desweiteren ist in der EP 0 207 471 D1 ein Verfahren zur Überwachung der Fadenqualität des laufenden Fadens beschrieben. Dieses Verfahren dient in erster Linie dem Zweck, die bei dem in der DE 33 06 594 A1 beschriebenen Verfahren auftretenden Fehler aufzudecken.
  • Bei all den bekannten Verfahren bzw. den mit diesen Verfahren arbeitenden Vorrichtungen des Standes der Technik hat sich nun gezeigt, daß die in einer Falschzwirn-Kräuselmaschine vorhandenen zahlreichen einzelnen Friktionsfalschdrall-Aggregate zwar alle den gleichen Aufbau aufweisen, überraschenderweise dennoch eine Variation der Fadenspannung an verschiedenen Positionen, d.h. verschiedenen Friktionsfalschdrall-Aggregaten bzw. auch mit der Zeit auftritt. Dadurch ist es unmöglich, mit nur einer einzigen Falschzwirn-Kräuselmaschine hergestellte gekräuselte Fäden gleicher Qualität zu erzielen.
  • Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Regelung der Fadenzugkraft eines laufenden Fadens hinter einem Friktionsfalschdrall-Aggregat einer Falschzwirn-Kräuselmaschinezu schaffen, bei welchem örtliche und zeitliche Variationen der Kräuselqualität des Fadens minimiert werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung der Fadenzugkraft eines laufenden Fadens hinter einem Friktionsfalsch-Aggregat einer Falschzwirnkräuselmaschine zeichnet sich dadurch aus, daß die Reglerkonstante des Reglers bei laufendem Prozeß, d. h. während der Regelung, korrigiert wird. Der besondere Vorteil dieser Vorgehensweise ist darin zu sehen, daß sich jede Arbeitsstelle individuell auf die Umgebungsbedingungen, wie z. B. Gerätetoleranzen, Verschleiß, Fadengeschwindigkeit etc., die als Störgrößen wirken, einstellt.
  • Bei den bisher bekannt Verfahren zur Regelung der Fadenzugkraft ist stets eine bestimmte Reglerkonstante, die vorgegeben worden ist, verwendet worden. Diese Reglerkonstante ist z. B. durch Messung eines Strecken-Kennlinienfeldes gewonnen worden. Hierbei ist lediglich für einen bestimmten Betriebspunkt die bestmögliche Reglerkonstante festgelegt worden. In der Praxis hat sich jedoch herausgestellt, daß der Zusammenhang zwischen der Stellgröße am Falschdrallaggregat und der Fadenspannung an jeder Arbeitsstelle unterschiedlich ist. Desweiteren müssen die betriebsbedingten Veränderungen der Störgrößen, wie z. B. Verschleiß und Fadengeschwindigkeit, ebenfalls berücksichtigt werden. Da bei Änderung der Stellgröße oder der Störgröße sich nach einem dynamischen Übergang ein neuer statischer Betriebszustand einstellt, wurde bisher keine optimale Regelung erreicht. Dies wird durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht, da die Reglerkonstante während der Regelung in Abhängigkeit von der auf das Friktionsfalschdrall-Aggregat oder eine Regelstrecke einwirkende Störgröße korrigiert wird. Der Einfluß der Störgröße kann aus dem Verhältnis zwischen der Fadenspannung und der Störgröße im momentanen Betriebspunkt oder aus dem Verhältnis zwischen der Fadenspannung und dem Verstellsignal im Betriebspunkt ermittelt werden. Die Ermittlung einer korrigierten Reglerkonstanten kann anhand eines vorgegebenen Reglerkennfeldes erfolgen. Das Reglerkennfeld gibt den Zusammenhang zwischen der Reglerkonstanten und der Steigung, die sich aus der Division der Differenz der Fadenspannung zwischen zwei Zeitpunkten und der Differenz der Stellgrößen bzw. der Verstellsignale zu diesen Zeitpunkten ergibt. Das Reglerkennfeld wird durch Messung oder durch empirische Berechnungen ermittelt und der Maschine vorgegeben. Hieraus läßt sich sodann mit dem neuen Steigungswert, die zu diesem Betriebspunkt zugehörige korrigierte Reglerkonstante ermitteln, die als korrigierter Wert dem Regler zugeführt wird. Somit wird erreicht, daß die von Arbeitsstelle zu Arbeitsstelle unterschiedlichen Abhängigkeiten zwischen Stellgröße und Reglergröße sowie die Abhängigkeit von den Störgrößen sich nicht auf die Fadenqualität auswirken. Hierdurch ergibt sich, daß die Regler einer jeden Texturierstelle individuelle Reglerkonstanten aufweisen. Die Reglerkonstante wird nicht kontinuierlich ermittelt, sondern im Bedarfsfall oder nach bestimmten Zeitmustern.
  • Vorzugsweise wird bei dem Verfahren zur Regelung der Fadenzugkraft eines laufenden Fadens der Winkel zwischen der Fadenlaufrichtung der Bewegungsrichtung der Reibfläche des Friktionsfalschdrall-Aggregates als Stellgröße gemessen. Neben dem Winkel als Stellgröße kann auch der Abstand zwischen den Achsen der Friktonswellen als Stellgröße gemessen werden. Da der Anpressdruck der Reibflächen einen Einfluß auf die Fadenzugkraft eines laufenden Fadens hat, wird vorgeschlagen, daß der Anpreßdruck der Reibflächen als Stellgröße gemessen wird. Gemäß einem weiteren vorteilhaften Gedanken wird vorgeschlagen, daß die Fadengeschwindigkeit des Fadens als Störgröße gemessen wird.
  • Die Korrektur in der Reglerkonstanten erfolgt über eine Regelung, wobei die Regelabweichung der Fadenspannung in Abhängigkeit von der Regelkonstanten aus geregelt wird. Zur Regelung der Fadenspannung wird vorzugsweise ein PI-Regler verwendet. Der PI-Regler weist einen Integrationsfaktor und einen Proportinalitätsfaktor auf, die einen Einfluß auf das Verhalten des Reglers haben. Der Einfluß der beiden Faktoren ist auf den Regler unterschiedlich. Ist der PI-Regler zu empfindlich, so kann diese Empfindlichkeit durch Veränderung des Integrationsfaktors beeinflußt werden. Ist der Regler zu träge, so kann der Proportionalitätsfaktor erhöht werden. Hierbei sollte beachtet werden, daß der Regler einerseits nicht in einen instabilen Zustand oder andererseits nicht zu langsam und zu träge wird.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die Beeinflussung des Regelverhaltens des PI-Reglers in definierten Zeitabständen, welche sehr groß sein können, was bedeutet, daß die Beeinflussung sehr langsam erfolgen kann. Im Idealfall kann bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel die Beeinflussung des Regelverhaltens des PI-Reglers automatisiert über eine Regelung erfolgen.
  • Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen detailliert erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Diagramm der Abhängigkeit der Fadenspannung von der Stellgröße S, daß die Unterschiede einzelner Friktionsfalschdrall-Aggregate veranschaulicht;
    Fig. 2
    ein Diagramm der Fadenspannung über der Stellgröße S, daß eine zeitliche Veränderung der Fadenspannung an einem Friktionsfalschdrall-Aggregat veranschaulicht;
    Fig. 3
    ein Diagramm der Fadenspannung über dem Verstellsignal VS in Abhängigkeit von der Fadengeschwindigkeit;
    Fig. 4
    ein Reglerkennfeld;
    Fig. 5
    ein Diagramm der Abhängigkeit des Proportionalitätsfaktors des Reglers in Abhängigkeit von der Steigung ΔT/(ΔD/Y);
    Fig. 6
    die Abhängigkeit des Integrationsfaktors des Reglers von der Steigerung ΔT/(ΔD/Y);
    Fig. 7
    eine Bearbeitungsstelle einer Falschzwirnkräuselmaschine in schematischer Darstellung gemäß der Erfindung;
    Fig. 8
    ein Ausführungsbeispiel eines Friktionsfalschdrall-Aggregats;
    Fig. 9
    das Friktionsfalschdrall-Aggregat in der Draufsicht.
  • In Fig. 1 ist ein Diagramm der Fadenspannung über der Stellgröße S dargestellt, welches für die im Diagramm als Parameter angegebenen Positionskurven veranschaulicht, daß sich für unterschiedliche Friktionsfalschdrall-Aggregate einer Falschzwirnkräuselmaschine unterschiedliche Kurven der Fadenspannung über der Stellgröße S ergeben. Dieses überraschende Ergebnis ist um so bemerkenswerter, da für alle Friktionsfalschdrall-Aggregate die gleichen Bauelemente und die gleiche Art der Regelung verwendet wurden. Die Fig. 1 stellt ferner die Bestimmung der Steigung D im Betriebspunkt B1 dar. Die Steigung D ist gebildet durch den Quotienten aus der Differenz der Fadenspannung ΔT zu ΔS. Die Steigung D kann auch als Differenzial der Fadenspannung T in Abhängigkeit von der Stellgröße S im Betriebspunkt B1 gebildet werden.
  • In ähnlicher Weise zeigt Fig. 2 ein Diagramm der Fadenspannung T über der Stellgröße S. Dieses Diagramm zeigt, daß bei Inbetriebnahme eines neuen Friktionsfalschdrall-Aggregates der Zusammenhang zwischen Fadenspannung und der Stellgröße S etwa hyperbolisch verläuft, während dieser Verlauf nach einer Betriebszeit von 20 Stunden deutlich gestreckter und stärker an einen geradlinigen Verlauf angenähert ist.
  • Fig. 3 zeigt ein Diagramm, welches die Abhängigkeit der Fadenspannung T von dem Verstellsignal VS zeigt. Die Fadenspannung nimmt mit zunehmenden Verstellsignal VS ab. Aus dem Diagramm ist ferner ersichtlich, daß bei einem konstanten Verstellsignal VS die Fadenspannung mit zunehmender Fadengeschwindigkeit zunimmt.
  • Fig. 4 zeigt ein Reglerkennfeld, daß den Zusammenhang zwischen der Reglerkonstanten K und der Steigung D wiedergibt. Das Reglerkennfeld wird durch Messung oder durch empirische Berechnungen ermittelt und der Maschine vorgegeben. Aus dem Reglerkennfeld läßt sich sodann mit der neu ermittelten Steigung D, die zu diesem Betriebspunkt zugehörige Reglerkonstante K ermitteln, die dann als korrigierter Wert KR dem Regler zugeführt wird.
  • Fig. 5 zeigt ein Diagramm, welches die Abhängigkeit des Proportionalitätsfaktors des Reglers von den Quotienten ΔT/(ΔD/Y) zeigt, welches als Steigung bezeichnet wird. Aus diesem Diagramm ist ersichtlich, daß der Proportionalitätsfaktor nicht nur mit der Steigung stark steigt, sondern mit fallender Fadenlaufgeschwindigkeit ebenfalls sehr stark ansteigt. Der als Steigung definierte Quotient drückt die Änderung der Fadenspannung in Abhängigkeit von der Änderung des Drall/Förder-Verhältnisses aus, wobei letzteres das Verhältnis des wirksamen Durchmessers der Scheiben des Friktionsfalschdrall-Aggregates zur Fadenlaufgeschwindigkeit ist.
  • In Fig. 6 ist ein Diagramm zur Darstellung des Integrationsfaktors des Reglers bei der Steigung dargestellt. In Abhängigkeit von der Fadenlaufgeschwindigkeit steigt der Integrationsfaktor, wobei der Integrationsfaktor mit zunehmender Steigung fallt. Aus den Fig. 5 und 6 ist ersichtlich, daß mit steigender Fadenlaufgeschwindigkeit, bezogen auf eine definierte Steigung D, der Proportionalitätsfaktor P sinkt, während der Integrationsfaktor I steigt.
  • Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer Bearbeitungsstelle einer Falschzzwirnkräuselmaschine. Der synthetische Faden 1 wird durch das Eingangslieferwerk 3 von der Vorlagespule 2 abgezogen. Die Texturierzone wird zwischen dem Eingangslieferwerk 3 und dem Abzugslieferwerk 9 gebildet. Sie umfaßt vor allem eine Heizschiene 4, eine Kühlschiene 5 und das Friktionsfalschdrall-Aggregat 6. Das Friktionsfalschdrall-Aggregat weist endlos bewegte Oberflächen auf, die quer zur Fadenachse bewegt werden und an denen der Faden anliegt. Diese endlos bewegten Oberflächen sind vorzugsweise als an den Außenkanten abgerundete Scheiben ausgebildet. Diese Oberflächen erteilen den Faden in Richtung des Eingangslieferwerkes eine Zwirnung, die sich in Richtung des Ausgangslieferwerkes 9 wieder auflöst.
  • Zwischen dem Friktionsfalschdrall-Aggregat 6 und dem Ausgangslieferwerk 9 ist ein Meßgerät 8 zur Messung der Fadenspannung angeordnet, welches die Fadenspannung T aus Ausgangssignal ausgibt. Nicht dargestellt in Fig. 5 ist eine hinter dem Ausgangslieferwerk 9 angeordnete Aufwicklung bzw. auch eine dort angeordnete gegebenenfalls notwendige Zwischenbehandlung durch Erwärmung.
  • Das Ausganssignal T des Meßgerätes 8 zur Messung der Fadenspannung, welches die Fadenspannung T repräsentiert, wird über einen Filter 11 in einen Langzeitwert LW umgeformt. Der Langzeitwert LW wird gemeinsam mit einem Sollwert einer Regeleinrichtung 12 zugeführt. In der Regeleinrichtung 12 werden der Sollwert und der Langzeitwert miteinander verglichen und in eine Verstellgröße VS umgeformt. Auf der Basis dieses Verstellwertes wird über einem PI-Regler 13 dessen Regelverhalten durch Berücksichtigung des Verhältnisses der Änderung der Fadenspannung zur Änderung eines der Verstellgrößen entsprechenden Stromwertes beeinflußt, d.h. es werden der Proportionalitätsfaktor und/oder der Integralfaktor des Reglers beeinflußt. Diese so korrigierte Verstellgröße wird einem Stellglied 7 des Friktionsfalschdrall-Aggregates 6 zugeführt, wobei das Stellglied 7 die Drallübertragung des Friktionsfalschdrall-Aggregates 6 auf den Faden 1 steuert. Das Ausgangssignal T der Meßeinrichtung 8 zur Messung der Fadenspannung wird ebenso wie das Verstellsignal einer Auswerteeinrichtung 10 zugeführt. In der Auswerteeinrichtung 10 repräsentiert das Verstellsignal das durch den PI-Regler 13 um das Verhältnis ΔT/ΔI korrigierte Verstellsignal der Fadenspannung. Die Auswerteeinrichtung 10 liefert eine Auswertung des aktuellen Ausgangssignals T, welches die aktuell gemessene Fadenspannung repräsentiert, entsprechend den Grundsätzen, die in der EP 207 471 A1 beschrieben sind.
  • Das bedeutet: In der Auswerteeinrichtung 10 ist ein oberer Grenzwert und ein unterer Grenzwert für das Verstellsignal VS eingespeichert (GOVS, GUVS). Wenn das Verstellsignal VS einen dieser Grenzwerte überschreitet, wird vorzugsweise ein Alarmsignal ausgegeben. Ferner wird in der Auswerteeinrichtung 10 ein Differenzwert DU zwischen dem aktuellen Ausgangssignal T und dem Verstellsignal VS gebildet, nachdem beide zuvor in kompatible, vergleichbare Größen umgewandelt worden sind. Schließlich ist in der Auswerteeinrichtung 10 der obere Grenzwert und der untere Grenzwert dieses Differenzsignals DU (GODU; GUDU) gespeichert, und es wird vorzugsweise ein Alarmsignal A ausgegeben, wenn das Differenzsignal DU zwischen dem Verstellsignal und dem aktuell gemessenen Ausgangssignal D einen der Grenzwerte GODU, GUDU überschreitet.
  • Das Friktionsfalschdrall-Aggregat 6, wie es in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, weist drei in den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks angeordneten, parallelen Wellen 16, 17 und 18 auf. Die Wellen 16, 17 und 18 sind in einem Gestell 19 rotierend gelagert. Die Welle 16 dient als Treibwelle, die durch einen Treibriemen 20 angetrieben wird. Die Übertragung der Drehbewegung von der Welle 16 erfolgt durch zwei Treibriemen 21, 20, die über Riemenscheiben 23, 24 und 25 geführt sind. Die Riemenscheibe 23 ist auf der Welle 17, die Riemenscheibe 24 auf der Welle 18 und die Riemenscheibe 25 auf der Welle 16 angeordnet. Die Riemenscheibe 25 ist als eine Doppelriemenscheibe ausgebildet, so daß über diese die Treibriemen 21, 22 geführt werden.
  • Das Friktionsfalschdrall-Aggregat 6 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Gruppen von Scheiben 26, 27, 28; 29, 30, 31 auf, wobei die Anzahl der Scheiben 26, 27, 28; 29, 30, 31 jeder Gruppe der Anzahl der rotierenden Wellen 16, 17, 18 entspricht. Demgemäß umfaßt die erste Gruppe aus den Scheiben 26, 27, 28 und die zweite Gruppe aus den Scheiben 29, 30, 31. Die Scheiben einer jeden Gruppe folgen sich in Fadenlaufrichtung mit jeweils gleichem Abstand.
  • Die Scheiben 26, 27, 28; 29, 30, 31 sind mit den Wellen 16, 17, 18 kraft- oder formschlüssig verbunden. Dabei kann jedoch jede Scheibe von ihrer Welle abgezogen werden. Um den Abstand zwischen den Scheiben 26, 27, 28, 29, 30, 31 einer Welle 16, 17, 18 einzustellen und zu halten, sind über jede Welle 16, 17, 18 verschiedene hülsenförmige Abstandshalter 32, 33, 34, 35, 36, 37 geschoben. Zur axialen Festlegung der Abstandshalter 32, 33, 34; 35, 36, 37 und der Scheiben 26, 27, 28, 29, 30, 31 dienen Schrauben 38 im Kopf einer jeden Welle, 16, 17, 18. Die Wellenabstände und die Scheibendurchmesser sind so ausgelegt, daß - wie in der Fig. 9 dargestellt - sich die Scheiben 26, 27, 28 und die Scheiben 29, 30, 31 überlappen. Durch die Überlappung wird ein sogenanntes "Überlappungsdreieck" mit kreisbogenförmigen Seiten gebildet. Zwischen den Seiten dieses Dreiecks wird der Faden 1 auf seinem Lauf durch das Friktionsfalschdrall-Aggregat zwischen den Scheibengruppen zu einer Schraubenlinie verspannt. Es ist möglich, eine Friktionsfalschdrall-Aggregat mit mehr als drei Scheiben und damit mit mehr als drei Wellen jede Scheibengruppe zu verwenden.
  • Jede Scheibe 26, 27, 28, 29, 30, 31 weist eine Reibfläche 39 auf.
  • Bei dem Verfahren zur Regelung der Fadenzugkraft eines laufenden Fadens 1 wird der Winkel zwischen der Fadenlaufrichtung und der Bewegungsrichtung der Reibfläche 39 als Stellgröße gemessen. Neben dem Winkel als Stellgröße kann auch der Abstand zwischen den Wellen 16, 17, 18 als Stellgröße gemessen werden. Da der Anpreßdruck der Reibflächen 39 einen Einfluß auf die Fadenzugkraft eines laufenden Fadens hat, kann der Anpreßdruck der Reibflächen als Stellgröße gemessen werden.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Faden
    2
    Vorlagespule
    3
    Eingangslieferwerk
    4
    Heizschiene
    5
    Kühlschiene
    6
    Friktionsfalschdraller
    7
    Stellglied
    8
    Fadenzugkraftmesser
    9
    Ausgangslieferwerk
    10
    Auswerteeinrichtung
    11
    Filter
    12
    Regeleinrichtung, PI-Regler
    13
    Wandler
    14
    Meßeinrichtung
    15
    Zeitgeber
    16,17, 18
    Welle
    19
    Gestell
    20,21,22
    Treibriemen
    23,24,25
    Riemenscheibe
    26,27,28
    Scheibe
    29,30,31
    Scheibe
    32,33,34
    Abstandshalter
    35,36,37
    Abstandshalter
    38
    Schraube
    39
    Reibfläche
    A
    Auswertung
    F
    Filter
    VS
    Verstellsignal
    GOVS
    oberer Grenzwert für das VS
    GUVS
    unterer Grenzwert für das VS
    B1
    Betriebspunkt
    D
    Steigung im Betriebspunkt
    I
    Reglerkonstante
    KR
    Reglerkonstante
    P
    Reglerkonstante
    S
    Stellgröße
    T
    Fadenspannung
    Z
    Störgröße

Claims (16)

  1. Verfahren zur Regelung der Fadenzugkraft eines laufenden Fadens hinter einem Friktionsfalschdrall-Aggregat einer Falschzwirnkräuselmaschine, bei welchem die Fadenspannung (T) hinter dem Friktionsfalschdrall-Aggregat (6) gemessen und dadurch geregelt wird, daß die durch eine Störgröße (Z) verursachte Abweichung der Fadenspannung (T) von einem vorgegebenen Sollwert der Fadenspannung mittels einer Regeleinrichtung mit einer vorgebenene Reglerkonstante(n) (I, P) in ein Verstellsignal (VS) zur Steuerung einer Stellgröße (S) des Friktionsfalschdrall-Aggregates (6) umgewandelt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Reglerkonstante(n) (I, P) während der Regelung in Abhängigkeit von der auf das Friktionsfalschdrall-Aggregat (6) oder eine Regelstrecke einwirkende Störgröße (Z) korrigiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Einfluß der Störgröße (Z) aus dem Verhältnis zwischen der Fadenspannung (T) und der Stellgröße (S) im momentanen Betriebspunkt (B) ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Einfluß der Störgröße (S) aus dem Verhältnis zwischen der Fadenspannung (T) und dem Verstellsignal (VS) im momentanen Betriebspunkt (B) ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Korrektur der Reglerkonstante(n) (I, P) in folgenden Schritten erfolgt:
    a) Messung der Stellgröße (S1) oder des Verstellsignals (VS1) und der Fadenspannung (T1) zum Zeitpunkt (t1).
    b) Messung der Stellgröße (S2) oder des Verstellsignals (VS2) und der Fadenspannung (T2) zum zum Zeitpunkt (t2).
    c) Bestimmung der Steigung D = (T1-T2)/(S1-S2) oder D = (T1-T2)/(VS1-VS2).
    d) Ermittlung einer korrigierten Reglerkonstante (KR) aus einem vorgegebenen Reglerkennfeld (K-D).
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem das Reglerkennfeld (K-D) empirisch durch Messung oder Rechnung ermittelt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem die Drehzahl des Friktionsfalschdrall-Aggregates (6) oder das Verhältnis Drehzahl/Fadengeschwindigkeit als Stellgröße (S) gemessen wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem der Winkel zwischen der Fadenlaufrichtung und der Bewegungsrichtung der Reibfläche(n) (39) des Friktionsfalschdrall-Aggregates (6) als Stellgröße (S) gemessen wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem der Achsabstand zwischen den Friktionswellen (16, 17, 18) als Stellgröße (S) gemessen wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem der Anpreßdruck der Reibflächen (39) als Stellgröße (S) gemessen wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem der Einlaufwinkel zwischen der Reibfläche (39) und dem Faden (1) als Stellgröße (S) gemessen wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Fadengeschwindigkeit als Störgröße (Z) gemessen wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Korrektur der Reglerkonstante (I, P) in folgenden Schritten erfolgt:
    a) Messung der Fadenspannung (T) und der Fadengeschwindigkeit (V) in einem Betriebspunkt (B).
    b) Bestimmung der Steigung (D) aus dem Regelstrecken-Kennlinienfeld (T-VS).
    c) Ermittlung einer korrigierten Reglerkonstanen (KR) aus einem vorgegebenen Reglerkennfeld (K-D).
  13. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem die Korrektur der (die) Reglerkostante(n) (I, P) in definierten Zeitabständen erfolgt.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem die Korrekture der (die) Reglerkonstante(n) über eine Regelung erfolgt.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Regelabweichung der Fadenspannung in Abhängigkeit der Reglerkonstanten aus geregelt wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem zur Regelung der Fadenspannung ein PI-Regler (12) mit den Reglerkonstanten (P) und (I) verwendet wird.
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