EP1529127A1 - Method and device for drafting at least one sliver - Google Patents

Method and device for drafting at least one sliver

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Publication number
EP1529127A1
EP1529127A1 EP03735597A EP03735597A EP1529127A1 EP 1529127 A1 EP1529127 A1 EP 1529127A1 EP 03735597 A EP03735597 A EP 03735597A EP 03735597 A EP03735597 A EP 03735597A EP 1529127 A1 EP1529127 A1 EP 1529127A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rollers
roller
pair
frequency range
regulating circuit
Prior art date
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Granted
Application number
EP03735597A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1529127B1 (en
Inventor
Joachim Dämmig
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.)
Rieter Ingolstadt GmbH
Original Assignee
Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG filed Critical Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG
Publication of EP1529127A1 publication Critical patent/EP1529127A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1529127B1 publication Critical patent/EP1529127B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01HSPINNING OR TWISTING
    • D01H5/00Drafting machines or arrangements ; Threading of roving into drafting machine
    • D01H5/18Drafting machines or arrangements without fallers or like pinned bars
    • D01H5/32Regulating or varying draft
    • D01H5/38Regulating or varying draft in response to irregularities in material ; Measuring irregularities
    • D01H5/42Regulating or varying draft in response to irregularities in material ; Measuring irregularities employing electrical time-delay devices

Definitions

  • the invention relates to a method for stretching at least one sliver by means of a regulated spinning machine, in particular a card or draw frame, which have roller pairs arranged one behind the other, the mass cross section of the at least one sliver being measured upstream of the roller pairs. Furthermore, the invention relates to a device for stretching at least one sliver with at least one upstream and one downstream pair of rollers, with at least one sliver cross-section measuring device arranged upstream of these roller pairs, for detecting the mass cross-section of the at least one sliver.
  • Spinning machines such as cards or draw frames serve the purpose of forming a textile material that is as uniform as possible from the textile material presented.
  • the spinning machines often have a regulated drafting device, in order to control warping elements arranged one behind the other in accordance with the fluctuations determined, based on strip cross-section fluctuations measured in front of the drafting arrangement in the strip running direction.
  • these drafting elements are formed, for example, by a plurality of pairs of rollers arranged one behind the other, between which the fiber sliver or slivers are clamped along the respective so-called clamping line in the belt transverse direction.
  • a second belt cross-section measuring device is provided at the exit of the drafting device in order to form feedback in a closed control loop or to check the equalization and, if necessary, to trigger a machine stop if the belt number fluctuates excessively.
  • the Rieter draw frame RSB D30 has a pair of scanning disks with axes parallel to one another in front of the drafting system, one scanning disk arranged stationary and the other scanning disc is designed to be movable.
  • the fiber sliver or slivers are passed in a gap between a circumferential groove of the first scanning disk and a circumferential ring of the second scanning disk, the movable scanning disk being deflected in accordance with the fluctuations in mass of the sliver or slivers.
  • the deflection movements are converted into electrical voltage values by a signal converter and passed on to a regulating processor for controlling the roller pairs of the drafting system.
  • the adjustable frequency range is relatively restricted with regard to the fluctuations in the cross-section of the strip. Due to the large inertia of such an arrangement, a desired regulation over a large frequency range from longer-wave fluctuations (so-called A% values) to regulation lengths of a few centimeters at high delivery speeds is not possible. In addition, the wear of machine parts, caused by the wide range of signal contents and the associated acceleration of large masses, and the energy consumption are relatively high.
  • FIG. 1 shows a regulated drafting arrangement in which a fiber sliver FB passes through a mechanical strip cross-section measuring device 8 and is then guided into a drafting arrangement formed by three pairs of drafting unit rollers 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b.
  • the belt cross-section measuring device 8 is formed by two scanning disks, which have already been described above.
  • One of the two scanning disks is coupled to a clock generator 11, which generates a certain number of clocks or pulses per revolution of this scanning disk. Furthermore, the movable scanning disk is connected to a signal converter 10, which converts its deflection movements into electrical voltage values. These voltage values are then passed on to a measured value delay unit 12, which also receives a number of clocks from the clock generator 11, which are a measure of the speed of the sliver FB running through the sliver cross-section measuring device 8.
  • the voltage values in the measured value delay unit 12 which represents an electronic memory in the form of a FIFO (First-In-First-Out), are covered in accordance with the ten way between the belt cross-section measuring device 8 and the drafting system.
  • the sliver with the piece of tape to be regulated reaches the fictitious point of warpage in the draft zone of the drafting system, the corresponding measured value is released by the measured value delay unit 12 and a corresponding steep action is carried out depending on the respective measured value.
  • the distance between the measuring location of the pair of scanning rollers and the location of the delay is called the control starting point.
  • the measured value delay unit 12 forwards the measured values to an algorithm unit 13, which calculates the rotational speed of the drawing frame rollers concerned on the basis of the desired draft setting and the set machine parameters and forwards the corresponding information to a control drive 22.
  • This control drive 22 drives in a differential gear 23, which drives the stationary scanning disk of the belt cross-section measuring device 8, the lower roller 2a of the input roller pair and the lower roller 3a of the central roller pair.
  • the differential gear 23 receives a basic speed from a main motor 14, which can be set via a speed setting unit 15 interposed between the main motor 14 and the differential gear 23.
  • the main motor 14 in turn, directly drives the lower roller 4a of the pair of output rollers, thereby maintaining a constant tape exit speed. Accordingly, only the input roller pair and the middle roller pair are used for the regulation.
  • This object is also achieved in a device of the type mentioned at the beginning by at least two regulating circuits, with at least one roller of a first pair of rollers and via the second regulating circuit, at least one roller of a second pair of rollers can be controlled.
  • the advantages of the invention can be seen in particular in the fact that the scanning signals are processed in front of the drafting system in at least two regulating circuits in order to increase the flexibility and the accuracy in the control of the drafting elements or rollers.
  • the at least two regulating circuits can react to different signal contents and thus take over a distribution of the control tasks.
  • at least one roller of a first pair of rollers and at least one roller of a second pair of rollers which are at least partially decoupled with respect to their inertia control, can be driven.
  • the frequency of the measurement signal components of the at least one band cross-section measuring device is particularly preferably divided into at least two frequency ranges.
  • the rollers of different roller pairs can then be controlled on the basis of the affiliation of measurement signal components to different frequency ranges. In this way, regulation in the frequency domain is shared. Each frequency band can thus be distributed to adapted machine elements according to its energy requirements.
  • low-frequency measurement signal components i.e. longer-wave band cross-section fluctuations
  • higher-frequency measurement signal components can be used to control drive elements with a low moment of inertia. Due to the low mass inertia, these machine elements can be accelerated or braked more quickly, so that these machine elements can also follow the higher-frequency measurement signal components. Overall, a more precise regulation is obtained, whereby both longer-wave and shorter-wave band cross-section fluctuations can be optimally regulated.
  • the measurement signal components of the strip cross-section measuring device upstream of the drafting device are allocated to at least one lower and one upper frequency range.
  • the lower and the upper frequency range are preferably close to one another, particularly preferably essentially without gaps, or overlap.
  • the upper frequency range is preferably selected in such a way that machine elements with a higher moment of inertia can be processed essentially without loss.
  • the lower frequency range is preferably selected in such a way that machine elements with a lower mass moment of inertia can be processed essentially without loss.
  • the lower frequency range comprises frequencies in the range of approximately 0-3 Hz and the upper frequency range frequencies in the range of approximately 3-100 Hz.
  • these frequency ranges are not to be regarded as fixed, but can advantageously be selected or set depending on the regulating path and / or material to be warped or other parameters.
  • the named maximum frequency of 100 Hz is also not a technical variable. Depending on the design of the drafting system or the masses to be accelerated, lower or higher limit values are also possible.
  • frequency filters implemented in hardware and / or software are used for this.
  • one roller of the pair of input rollers and of the middle roller pair is actuated in the first regulating circuit, while one roller of the pair of supply rollers is actuated in the second regulating circuit.
  • the pair of delivery rollers is therefore also used for regulation. Due to its low mass inertia, it is possible to regulate higher-frequency strip cross-section fluctuations by controlling the pair of delivery rollers. Since this outlet regulation produces no additional delay on average, the known disadvantages of outlet regulations, which consist in particular in the fact that the sliver deposition speed varies and thus problems with these known machines with regard to a clean deposition of the warped sliver in a spinning can, are eliminated.
  • the described preferred variant of the invention in principle forms an inlet regulation with superimposed outlet regulation.
  • the basic delay and the compensation of low-frequency band fluctuations of up to 3 Hz, for example, are carried out with the help of the low-frequency regulation, which in principle corresponds to the known regulation, for example on the Rieter range RSB D30.
  • the higher frequency band is then modulated onto this delay by the higher-frequency regulation in the drafting system.
  • ⁇ CV% is the coefficient of variation (percentage band unevenness), s the standard deviation and x the mean value of all Rehearse.
  • the control in the first and second regulating circuits is preferably carried out in such a way that the control starting point or delay point in the warping zone formed by the pair of central rollers and the pair of delivery rollers is identical for both regulating circuits.
  • This means that the delay point is identical for both control loops and there is no measurement delay between the two control loops - with the help of a FIFO memory or the like. - is needed.
  • the different frequency ranges are brought together at the delay point or control point of application.
  • At least one roller of a pair of calender rollers arranged downstream of the drafting device can be provided in the second regulating circuit or in a third regulating circuit. It is hereby possible, for example, to coordinate the rotational speeds of the delivery roller pair and the calender roller pair to create a synchronous loudness such that no distortion occurs between these two roller pairs. With such a construction, it is therefore not absolutely necessary for the drawn fiber sliver to leave the drafting device at a constant outlet speed.
  • At least one low-pass filter is connected upstream of a first setpoint stage in the first regulating circuit.
  • the voltage signals preferably released by the measured value delay unit therefore first pass through this minimum At least a low pass before they are switched to a setpoint level in the first control loop (actual values).
  • This setpoint stage also preferably receives the speed of a main motor (setpoints) determined via a tachogenerator in order to determine a setpoint for a first control drive from these signals.
  • This first control drive then drives - as in the prior art - into a differential gear which drives the mechanical scanning gear as well as the lower rollers of the input and middle roller pair in a known manner.
  • At least one high-pass filter is particularly preferably connected upstream of a second setpoint stage.
  • the voltage signals corresponding to the speeds of the main motor are also preferably applied to the second setpoint stage (setpoints).
  • a second control drive which is used to drive machine elements with a low inertial mass, is preferably connected downstream of the output of the second setpoint stage.
  • Such a machine element is preferably a roller of the pair of delivery rollers.
  • the second control drive advantageously drives into a second differential gear, which advantageously also receives its basic speed from the main motor.
  • the second control drive thus swings symmetrically, corresponding to the thick and thin places of the at least one sliver, around the speed 0.
  • the second control drive which is provided in the second regulating circuit for regulating out the high-frequency measurement signal components, can be designed for direct control of at least one roller of the corresponding pair of rollers - preferably a pair of delivery rollers and / or a pair of calender rollers.
  • no differential gear is therefore necessary in the second regulating circuit.
  • this requires precise control of the control drive, which in this case does not oscillate around the speed 0.
  • the lower frequency range in the first regulating circuit is limited by a low-pass filter of at least first order, the signals in the upper frequency range being formed by subtracting the low-pass signal output from the original measurement signal.
  • the upper frequency range or in the second regulating circuit amplitude and phase errors of the original measurement signals are taken into account, which were blocked by the low-pass filter or only passed through incorrectly.
  • the upper frequency range is limited downwards by a high-pass filter of at least first order, the signals in the lower frequency range being formed by subtracting the high-pass signal output from the original measurement signal. This automatically compensates for possible amplitude and phase errors, i.e. there are no jumps in amplitude or phase.
  • machine elements which comprise drafting system rollers and which have an overall higher moment of inertia than machine elements with an overall lower moment of inertia are used as a low pass. Parts of the machine with a relatively high moment of inertia are thus used as a frequency-separating low-pass filter.
  • the measurement signals pass through the first regulating circuit and are also branched off into the second regulating circuit.
  • a tachometer generator can expediently be provided, which measures the rotational speeds of at least one of the drive elements, in particular one of the rollers, this roller being part of the machine elements with a high moment of inertia.
  • the output of a first setpoint stage in the first regulating circuit is connected to the input of a setpoint stage in the second regulating circuit.
  • the measurement signal is not necessarily split up following the measurement delay unit by means of a low and high pass. Rather, the measurement signal of the strip cross-section measuring device can be applied directly to the setpoint stage in the first regulating circuit after conversion in the signal converter.
  • the output signal of this setpoint stage then serves on the one hand to generate a control signal for the drive elements in the first regulating circuit - particularly preferably with the aid of a first regulating drive and a differential gear - and on the other hand in the form of a setpoint as an input signal for a setpoint stage in the second regulating circuit.
  • the actual value for the second setpoint stage is preferred here by measuring the of frequency components converted in amplitude and phase are provided to the machine in the first regulating circuit, for example by connecting a tachometer generator to one of the center rollers, which produces the actual values mentioned for the second setpoint stage.
  • the high-pass filter for the second regulating circuit is thus realized in principle by the machine itself, without any other filters being required, the frequency components of lower frequencies that can be used by the machine in the first regulating circuit and measured by the measuring signal, which includes all frequencies, to be processed in total in the second setpoint stage be subtracted.
  • the voltage signals generated by a tachogenerator can advantageously be applied to the input of the setpoint stage of the second regulating circuit in accordance with the rotational speeds, for example of a central roller or an input roller.
  • These voltage values of the tachometer generator can be synchronized with a clock generator, which is connected to the strip cross-section measuring device, before they are switched to the input of the setpoint stage of the second regulating circuit.
  • the at least one strip cross-section measuring device can be designed, for example, as a mechanical scanning device. Alternatively or additionally, a microwave sensor with a resonator can be used.
  • Figure 1 is a schematic circuit arrangement according to the prior art
  • Figure 2 shows a schematic circuit arrangement according to a first embodiment of the invention
  • Figure 3 shows a schematic circuit arrangement according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a schematic circuit arrangement according to a third embodiment
  • Figure 5 shows a schematic circuit arrangement according to a fourth embodiment.
  • the strip cross-section fluctuations are mechanically determined using a strip cross-section measuring device 8.
  • strip cross-section fluctuations also includes strip-mass fluctuations, strip thickness fluctuations, strip volume fluctuations or similar terms.
  • the measured values for the strip cross-section fluctuations are converted into digital voltage signals in a signal converter 10 and sent to a measured value delay unit 12, which is used, for example, as hardware - or software-implemented FIFO memory (first-in-first-out) is also connected to the band cross-section measuring device 8, which generates a pulse corresponding to a specific sliver section length, for example 1.5 mm, and which The number of impulses is also passed on to the measured value delay unit 12.
  • FIFO memory first-in-first-out
  • the decelerations become voltage signals from the measured value delay unit 12 to a low-pass filter 20 in a first regulating circuit.
  • the low pass which for example allows frequencies in a frequency range of approximately 0 to approximately 3 Hz
  • the correspondingly filtered voltage signals are passed on to a first setpoint stage 21 in the first regulating circuit (actual values).
  • a voltage value is applied by a tachometer generator 16, which determines the speed of a main motor 14 and in converts a corresponding voltage signal (setpoints).
  • the output of the setpoint stage 21 is connected to a first control drive 22, which drives in a first differential gear 23.
  • the first differential gear 23 receives the basic speed from the main motor 14, the speed of which can be set by a speed setting unit 15.
  • the first control drive 22 is preferably designed as a servo drive, which generates a control speed for the differential gear 23, which is preferably designed as a planetary gear.
  • a control speed for the differential gear 23 which is preferably designed as a planetary gear.
  • both a scanning roller of the belt cross-section measuring device 8 the lower roller 2a of the input roller pair and the lower roller 3a of the middle roller pair are driven.
  • the speeds of the rollers 2a and 3a are not necessarily the same. For example, it is possible to drive them at a fixed speed ratio.
  • the second regulating circuit includes a high-pass filter 30, at the input of which the voltage values of the measured value delay unit 12 are given.
  • the high-pass filter 30 filters the voltage signals and allows, for example, frequencies of approximately 3 Hz to approximately 100 Hz.
  • the voltage signals filtered in this way are switched to a second setpoint stage 31 of the second regulating circuit (actual values).
  • the second setpoint stage 31 also receives the speed of the main motor 14 (setpoints) converted into voltage values by the tachometer generator 16.
  • the second setpoint stage 31 determines from these signals a control speed for a second variable speed drive, advantageously a servo drive.
  • the second control drive 32 drives in a second differential gear 33 of the second regulating circuit, this second differential gear 33 likewise receiving its basic speed from the main motor 14.
  • the longer-wave band cross-section fluctuations can be caused by the lower-mass machine elements.
  • mechanical scanning gear of the belt cross-section measuring device 8, first differential gear 23, rollers 2a, 3a - can be compensated to a sufficient extent.
  • the higher-frequency fluctuations in the cross-section of the strip can be regulated by means of the outlet regulation by controlling the roller 4a of the pair of delivery rollers.
  • the frequency ranges are brought together again, so that wear on, for example, motor drive belts, caused by the large bandwidth of the signals, can be reduced. Wear due to the acceleration of large masses and increased energy consumption for driving these masses, which in the prior art is partly ineffective due to the impossibility of regulating higher-frequency band cross-section fluctuations, can be reduced.
  • the regulating processor comprises the measured value delay unit 12, the low pass 20, the high pass 30, the first setpoint stage 21 and the second setpoint stage 31. These elements are mapped in software in the regulating processor ,
  • the embodiment according to FIG. 3 differs from that of FIG. 2 in that there is no separate high-pass filter for filtering out the voltages in accordance with the low-frequency band cross-section fluctuations. Rather, on the one hand, the unfiltered voltage signals from the measured value delay unit 12 and the voltage signals filtered by a low-pass filter 20 (corresponding to FIG. 2) are connected to a subtractor 135.
  • the subtractor 135 supplies output values which only contain the high-frequency signal components of the band thickness fluctuations and outputs these as setpoints to a second, multiplying setpoint stage 131 of the second regulating circuit.
  • the second setpoint stage 131 is therefore preceded by a subtractor 135 in which the low-frequency measurement signals of the first regulating circuit are subtracted from the measurement signal containing all frequencies.
  • FIG. 4 shows a third embodiment of the invention.
  • the first regulating circuit with a first setpoint stage 221, a first regulating drive 22 and a first differential gear 23 are unchanged from the embodiment according to FIG. 2 (only the low-pass filter 20 is missing).
  • a superimposed outlet regulation according to the invention is realized in this embodiment in that the output of the first setpoint stage 221 is not only given to the first control drive 22, but also as setpoints to a second, subtracting setpoint stage 231 of a second regulating circuit.
  • the actual values for this second setpoint stage 231 are determined from voltage values which are generated by a tachometer generator 116 which, in the exemplary embodiment shown, determines the rotational speed of the upper roller 3b of the middle roller pair. For example, the speed could also be tapped from one of the rollers 2a, 2b, 3a.
  • the machine itself realizes a high-pass filter in the second regulating circuit, the tachometer generator 116 converting the frequency components, i.e. the amplitude and phase, of the machine in the first regulating circuit. Measured signal components of relatively low frequency, measures in order to subtract them from the total signal containing all frequency components in the second setpoint stage 231.
  • the second target value stage 231 determines target values corresponding to the high-frequency measurement signal components for a second control drive 32, which generates a control speed for a second differential 33 from this target value.
  • the lower roller 4a of the pair of delivery rollers is driven.
  • the desired distortion is achieved in the main drafting zone, formed by the pair of center rollers and the pair of delivery rollers, so that the strip cross-section fluctuations of the incoming strip or strips FB can be regulated.
  • a low-pass filter 20 and a high-pass filter 30 are again provided, similar to that of FIG. 2, which split the measurement signal components of the band cross-section measuring device 8 into low-frequency signal components and high-frequency signal components.
  • a plurality of filters can also be provided for the respective frequency range, as is also the case with the corresponding embodiments described above.
  • the main difference in the execution 5 compared to that of Figure 2 is that the control speed generated by the second control drive 32 is not given in a differential gear, but is switched directly to the lower roller 4a of the pair of delivery rollers. It should be noted that it is of course also possible to drive the upper rollers of the different roller pairs in this and in the preceding embodiments.
  • the second differential gear can be saved.
  • the coupling of the inlet regulation and the outlet regulation is dispensed with in this embodiment.
  • the outlet regulation by means of the second control drive can produce an additional delay, so that the delivery speed is not necessarily constant.
  • the second control drive 32 it is advisable for the second control drive 32 to additionally drive a pair of calender rolls connected downstream of the drafting device or a take-off device for pulling off the drawn sliver, so that the pair of delivery rolls and the pair of calender rolls feed the sliver synchronously.
  • the invention can also be used in spinning machines with individual drives. It is essential that band cross-section fluctuations are regulated in at least two control loops from signals received in front of the drafting system, in order in particular to be able to take into account the different moments of inertia of different machine parts in these control loops. A frequency-bandwidth increase can thus be obtained when regulating the stretching of the at least one fiber band.

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Abstract

Disclosed is a method for drafting at least one sliver (FB) by means of a regulated spinning machine, particularly a carding machine or drawing frame, comprising pairs of rollers (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b) which are disposed one behind another and upstream of which the cross section of the at least one sliver is measured. The inventive method is characterized by the fact that at least one roller (2a, 3a) of a first pair of rollers (2a, 2b, 3a, 3b) is triggered via a first regulating circuit while at least one roller (4a) of a second pair of rollers (4a, 4b) is triggered via a second regulating circuit based on the measuring signals. Also disclosed is a device for carrying out the inventive method.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Verstrecken von mindestens einem Faserband Method and device for drawing at least one sliver
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verstrecken von mindestens einem Faserband mittels einer regulierten Spinnereimaschine, insbesondere Karde oder Strecke, welche hintereinander angeordnete Walzenpaare aufweisen, wobei der Massenquerschnitt des mindestens einen Faserbandes stromaufwärts der Walzenpaare gemessen wird. Des- weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Verstrecken von mindestens einem Faserband mit mindestens einem stromaufwärtigen und einem stromabwärtigen Walzenpaar, mit mindestens einer stromaufwärts dieser Walzenpaare angeordneten Band- querschnittsmesseinrichtung zum Erfassen des Massenquerschnitts des mindestens ein Faserbandes.The invention relates to a method for stretching at least one sliver by means of a regulated spinning machine, in particular a card or draw frame, which have roller pairs arranged one behind the other, the mass cross section of the at least one sliver being measured upstream of the roller pairs. Furthermore, the invention relates to a device for stretching at least one sliver with at least one upstream and one downstream pair of rollers, with at least one sliver cross-section measuring device arranged upstream of these roller pairs, for detecting the mass cross-section of the at least one sliver.
Spinnereimaschinen wie Karden oder Strecken dienen dem Zweck, aus dem vorgelegten Textilmaterial ein möglichst gleichmäßiges Textilmaterial zu bilden. Zu diesem Zweck weisen die Spinnereimaschinen oftmals ein reguliertes Streckwerk auf, um anhand von vor dem Streckwerk gemessenen Bandquerschnittsschwankungen in Band- laufrichtung hintereinander angeordnete Verzugsorgane entsprechend den ermittelten Schwankungen anzusteuern. Bei Strecken werden diese Verzugsorgane beispielsweise von mehreren hintereinander angeordneten Walzenpaaren gebildet, zwischen denen das oder die Faserbänder entlang der jeweiligen sog. Klemmlinie in Bandquerrichtung geklemmt werden. Da die Walzenpaare unterschiedliche, in Bandlaufrichtung zuneh- mende Umfangsgeschwindigkeiten aufweisen, wird der aus einem oder mehreren Faserbändern bestehende Faserverbund verstreckt und vergleichmäßigt. Zur Bildung einer Rückmeldung im geschlossenen Regelkreis oder zur Kontrolle der Vergleichmäßigung und ggf. zur Auslösung eines Maschinenstopps bei zu großen Bandnummernschwankungen ist zudem in den meisten Fällen eine zweite Bandquerschnittsmessein- richtung am Ausgang des Streckwerks vorgesehen.Spinning machines such as cards or draw frames serve the purpose of forming a textile material that is as uniform as possible from the textile material presented. For this purpose, the spinning machines often have a regulated drafting device, in order to control warping elements arranged one behind the other in accordance with the fluctuations determined, based on strip cross-section fluctuations measured in front of the drafting arrangement in the strip running direction. In the case of lines, these drafting elements are formed, for example, by a plurality of pairs of rollers arranged one behind the other, between which the fiber sliver or slivers are clamped along the respective so-called clamping line in the belt transverse direction. Since the pairs of rollers have different circumferential speeds that increase in the direction of belt travel, the fiber composite consisting of one or more fiber bands is stretched and evened out. In most cases, a second belt cross-section measuring device is provided at the exit of the drafting device in order to form feedback in a closed control loop or to check the equalization and, if necessary, to trigger a machine stop if the belt number fluctuates excessively.
Zur Abtastung haben sich mechanische Abtastvorrichtungen weitestgehend durchgesetzt. Beispielsweise weist die Rieter-Strecke RSB D30 vor dem Streckwerk ein Paar von Abtastscheiben mit zueinander parallelen Achsen auf, wobei die eine Abtastscheibe ortsfest angeordnet und die andere Abtastscheibe ortsbeweglich ausgebildet ist. Das oder die Faserbänder werden in einem Spalt zwischen einer Umfangsnut der ersten Abtastscheibe und einem umfangseitigen Ring der zweiten Abtastscheibe hindurchgeführt, wobei die ortsbewegliche Abtastscheibe entsprechend den Masseschwankungen des oder der Faserbänder ausgelenkt wird. Die Auslenkbewegungen werden von einem Signalwandler in elektrische Spannungswerte umgewandelt und an einen Regulierprozessor zur Ansteuerung der Walzenpaare des Streckwerks weitergegeben.Mechanical scanning devices have largely prevailed for scanning. For example, the Rieter draw frame RSB D30 has a pair of scanning disks with axes parallel to one another in front of the drafting system, one scanning disk arranged stationary and the other scanning disc is designed to be movable. The fiber sliver or slivers are passed in a gap between a circumferential groove of the first scanning disk and a circumferential ring of the second scanning disk, the movable scanning disk being deflected in accordance with the fluctuations in mass of the sliver or slivers. The deflection movements are converted into electrical voltage values by a signal converter and passed on to a regulating processor for controlling the roller pairs of the drafting system.
Insbesondere bei Spinnereimaschinen, bei denen das Abtastgetriebe und die Walzen- paare über beispielsweise ein Differentialgetriebe miteinander verbunden sind, ist der ausregulierbare Frequenzbereich bezüglich der Bandquerschnittsschwankungen relativ eingeschränkt. Aufgrund der großen Massenträgheit einer solchen Anordnung ist eine gewünschte Ausregulierung über einen großen Frequenzbereich von längerwelligen Schwankungen (sog. A%-Werte) bis zu Regulierlängen von wenigen Zentimeter bei hohen Liefergeschwindigkeiten nicht möglich. Zudem sind der Maschinenteileverschleiß, hervorgerufen durch die große Bandbreite der Signalinhalte und der damit verbundenen Beschleunigung großer Massen, sowie der Energieverbrauch relativ hoch.In the case of spinning machines in particular, in which the scanning gear and the roller pairs are connected to one another via, for example, a differential gear, the adjustable frequency range is relatively restricted with regard to the fluctuations in the cross-section of the strip. Due to the large inertia of such an arrangement, a desired regulation over a large frequency range from longer-wave fluctuations (so-called A% values) to regulation lengths of a few centimeters at high delivery speeds is not possible. In addition, the wear of machine parts, caused by the wide range of signal contents and the associated acceleration of large masses, and the energy consumption are relatively high.
In Figur 1 ist ein reguliertes Streckwerk dargestellt, bei dem ein Faserband FB eine me- chanische Bandquerschnittsmesseinrichtung 8 durchläuft und anschließend in ein von drei Streckwerkswalzenpaaren 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b gebildetes Streckwerk geführt wird. Die Bandquerschnittsmesseinrichtung 8 wird von zwei Abtastscheiben gebildet, die schon zuvor beschrieben wurden.FIG. 1 shows a regulated drafting arrangement in which a fiber sliver FB passes through a mechanical strip cross-section measuring device 8 and is then guided into a drafting arrangement formed by three pairs of drafting unit rollers 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b. The belt cross-section measuring device 8 is formed by two scanning disks, which have already been described above.
Eine der beiden Abtastscheiben ist mit einem Taktgeber 11 gekoppelt, der eine bestimmte Anzahl von Takten bzw. Impulsen pro Umdrehung dieser Tastscheibe erzeugt. Weiterhin ist die bewegliche Abtastscheibe mit einem Signalwandler 10 verbunden, der ihre Auslenkbewegungen in elektrische Spannungswerte umwandelt. Diese Spannungswerte werden dann an eine Meßwertverzögerungseinheit 12 weitergegeben, die zudem vom Taktgeber 11 eine Anzahl von Takten erhält, die ein Maß für die Geschwindigkeit des durch die Bandquerschnittsmesseinrichtung 8 iaufenden Faserbandes FB darstellen. Entsprechend dieser Takte vom Taktgeber 11 werden die Spannungswerte in der Meßwertverzögerungseinheit 12, die einen elektronischen Speicher in Form eines FIFO (First-In-First-Out) darstellt, entsprechend des von dem Faserband zurückgeleg- ten Weges zwischen der Bandquerschnittsmesseinrichtung 8 und dem Streckwerk zurückgehalten. Wenn das Faserband mit dem auszuregulierenden Bandstück den fiktiven Verzugspunkt im Verzugsfeld des Streckwerks erreicht, wird der entsprechende Meßwert durch die Meßwertverzögerungseinheit 12 freigegeben und eine entsprechen- de Steilhandlung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Meßwert vorgenommen. Der Abstand zwischen Meßort des Abtastwalzenpaares und dem Verzugsort wird Regeleinsatzpunkt genannt. Hierzu gibt die Meßwertverzögerungseinheit 12 die Meßwerte an eine Algorithmuseinheit 13 weiter, die anhand der gewünschten Verzugseinstellung und der eingestellten Maschinenparameter die Drehzahl der betroffenen Streckwerkswalzen berechnet und die entsprechenden Informationen an einen Regelantrieb 22 weitergibt. Dieser Regelantrieb 22 treibt in ein Differentialgetriebe 23, welches die ortsfeste Abtastscheibe der Bandquerschnittsmesseinrichtung 8, die untere Walze 2a des Eingangswalzenpaares sowie die untere Walze 3a des Mittelwalzenpaares antreibt. Das Differentialgetriebe 23 erhält von einem Hauptmotor 14 eine Grunddrehzahl, die über eine zwischen dem Hauptmotor 14 und dem Differentialgetriebe 23 zwischengeschaltete Drehzahleinstelleinheit 15 einstellbar ist.One of the two scanning disks is coupled to a clock generator 11, which generates a certain number of clocks or pulses per revolution of this scanning disk. Furthermore, the movable scanning disk is connected to a signal converter 10, which converts its deflection movements into electrical voltage values. These voltage values are then passed on to a measured value delay unit 12, which also receives a number of clocks from the clock generator 11, which are a measure of the speed of the sliver FB running through the sliver cross-section measuring device 8. In accordance with these clocks from the clock generator 11, the voltage values in the measured value delay unit 12, which represents an electronic memory in the form of a FIFO (First-In-First-Out), are covered in accordance with the ten way between the belt cross-section measuring device 8 and the drafting system. When the sliver with the piece of tape to be regulated reaches the fictitious point of warpage in the draft zone of the drafting system, the corresponding measured value is released by the measured value delay unit 12 and a corresponding steep action is carried out depending on the respective measured value. The distance between the measuring location of the pair of scanning rollers and the location of the delay is called the control starting point. For this purpose, the measured value delay unit 12 forwards the measured values to an algorithm unit 13, which calculates the rotational speed of the drawing frame rollers concerned on the basis of the desired draft setting and the set machine parameters and forwards the corresponding information to a control drive 22. This control drive 22 drives in a differential gear 23, which drives the stationary scanning disk of the belt cross-section measuring device 8, the lower roller 2a of the input roller pair and the lower roller 3a of the central roller pair. The differential gear 23 receives a basic speed from a main motor 14, which can be set via a speed setting unit 15 interposed between the main motor 14 and the differential gear 23.
Der Hauptmotor 14 seinerseits treibt direkt die untere Walze 4a des Ausgangswalzenpaares an, wodurch eine konstante Bandauslaufgeschwindigkeit erhalten wird. Dem- nach werden lediglich das Eingangswalzenpaar und das Mittelwalzenpaar für die Regulierung herangezogen.The main motor 14, in turn, directly drives the lower roller 4a of the pair of output rollers, thereby maintaining a constant tape exit speed. Accordingly, only the input roller pair and the middle roller pair are used for the regulation.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Verfahren bzw. die Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ein präziserer Verzug eines oder meh- rerer Faserbänder erhalten wird.It is an object of the present invention to develop the method and the device of the type mentioned in the introduction in such a way that a more precise warping of one or more fiber slivers is obtained.
Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß auf Grundlage der Meßsignale mindestens eine Walze eines ersten Walzenpaares über einen ersten Regulierkreis und mindestens eine Walze eines zweiten Walzenpaares über einen zweiten Regulierkreis angesteuert werden.This object is achieved in the method of the type mentioned at the outset in that, based on the measurement signals, at least one roller of a first pair of rollers is controlled via a first regulating circuit and at least one roller of a second pair of rollers is controlled via a second regulating circuit.
Diese Aufgabe wird weiterhin bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst durch mindestens zwei Regulierkreise, wobei auf Grundlage der Meßsignale über den ersten Regulierkreis mindestens eine Walze eines ersten Walzenpaares und über den zweiten Regulierkreis mindestens eine Walze eines zweiten Walzenpaares ansteuerbar sind.This object is also achieved in a device of the type mentioned at the beginning by at least two regulating circuits, with at least one roller of a first pair of rollers and via the second regulating circuit, at least one roller of a second pair of rollers can be controlled.
Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, daß die Abtastsignale vor dem Streckwerk in mindestens zwei Regulierkreisen verarbeitet werden, um somit die Flexibilität und die Genauigkeit bei der Ansteuerung der Verzugsorgane bzw. Walzen zu erhöhen. Die mindestens zwei Regulierkreise können hierbei auf verschiedene Signalinhalte reagieren und somit eine Verteilung der Ansteuerungsaufgaben übernehmen. Auf diese Weise lassen sich mindestens eine Walze eines ersten Walzenpaares und mindestens eine Walze eines zweiten Walzenpaares, die zumindest teilweise bezüglich ihrer Massenträgheitsansteuerung entkoppelt sind, antreiben.The advantages of the invention can be seen in particular in the fact that the scanning signals are processed in front of the drafting system in at least two regulating circuits in order to increase the flexibility and the accuracy in the control of the drafting elements or rollers. The at least two regulating circuits can react to different signal contents and thus take over a distribution of the control tasks. In this way, at least one roller of a first pair of rollers and at least one roller of a second pair of rollers, which are at least partially decoupled with respect to their inertia control, can be driven.
Besonders bevorzugt werden die Meßsignalanteile der mindestens einen Bandquer- schnittsmesseinrichtung hinsichtlich ihrer Frequenz in mindestens zwei Frequenzberei- ehe unterteilt. Auf Grundlage der Zugehörigkeit von Meßsignalanteilen zu verschiedenen Frequenzbereichen können dann die Walzen unterschiedlicher Walzenpaare angesteuert werden. Auf diese Weise wird auch die Regulierung im Frequenzbereich geteilt. Somit kann jedes Frequenzband seinem Energiebedarf entsprechend auf angepaßte Maschinenelemente verteilt werden.The frequency of the measurement signal components of the at least one band cross-section measuring device is particularly preferably divided into at least two frequency ranges. The rollers of different roller pairs can then be controlled on the basis of the affiliation of measurement signal components to different frequency ranges. In this way, regulation in the frequency domain is shared. Each frequency band can thus be distributed to adapted machine elements according to its energy requirements.
Es bietet sich an, niederfrequente Meßsignalanteile, d.h. längerwellige Bandquerschnittsschwankungen, zur Steuerung von Maschinenelementen bzw. Antriebselementen mit höherem Massenträgheitsmoment heranzuziehen. Entsprechend können hö- herfrequente Meßsignalanteile zur Steuerung von Antriebselementen mit niedrigem Massenträgheitsmoment verwendet werden. Aufgrund der niedrigen Massenträgheit lassen sich diese Maschinenelemente schneller beschleunigen bzw. abbremsen, so daß diese Maschinenelemente auch den höherfrequenten Meßsignalanteilen folgen können. Insgesamt wird hiermit eine exaktere Regulierung erhalten, wobei sowohl längerwellige als auch kürzerwellige Bandquerschnittsschwankungen optimal ausreguliert werden können.It is advisable to use low-frequency measurement signal components, i.e. longer-wave band cross-section fluctuations, to control machine elements or drive elements with a higher moment of inertia. Correspondingly, higher-frequency measurement signal components can be used to control drive elements with a low moment of inertia. Due to the low mass inertia, these machine elements can be accelerated or braked more quickly, so that these machine elements can also follow the higher-frequency measurement signal components. Overall, a more precise regulation is obtained, whereby both longer-wave and shorter-wave band cross-section fluctuations can be optimally regulated.
Einer definierten Signalverarbeitung kommt es zugute, wenn die Meßsignalanteile der dem Streckwerk vorgeschalteten Bandquerschnittsmesseinrichtung mindestens einem unteren und einem oberen Frequenzbereich zugeteilt werden. Um möglichst alle Fre- quenzanteile der Bandquerschnittsschwankungen verwerten zu können, liegen der untere und der obere Frequenzbereich hierbei vorzugsweise nahe beieinander, besonders bevorzugt im wesentlich lückenlos, oder überlappen sich.Defined signal processing benefits if the measurement signal components of the strip cross-section measuring device upstream of the drafting device are allocated to at least one lower and one upper frequency range. In order to To be able to use the frequency components of the band cross-section fluctuations, the lower and the upper frequency range are preferably close to one another, particularly preferably essentially without gaps, or overlap.
Bevorzugt wird der obere Frequenzbereich derart gewählt, daß eine im wesentlichen verlustlose Verarbeitung von den Maschinenelementen mit höherem Massenträgheitsmoment möglich ist. Ebenso wird bevorzugt der untere Frequenzbereich derart gewählt, daß eine im wesentlichen verlustlose Verarbeitung von den Maschinenelementen mit niedrigerem Massenträgheitsmoment möglich ist.The upper frequency range is preferably selected in such a way that machine elements with a higher moment of inertia can be processed essentially without loss. Likewise, the lower frequency range is preferably selected in such a way that machine elements with a lower mass moment of inertia can be processed essentially without loss.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der untere Frequenzbereich Frequenzen im Bereich von ca. 0 - 3 Hz und der obere Frequenzbereich Frequenzen im Bereich von ca. 3 - 100 Hz umfaßt. Diese Frequenzbereiche sind jedoch nicht als fix zu betrachten, sondern können je nach Regulierstrecke und/oder zu verziehendem Material oder anderen Parametern vorteilhafterweise gewählt bzw. eingestellt werden. Auch ist die ge- nannte Maximalfrequenz von 100 Hz ist keine technisch bedingte Größe. Je nach Ausführung des Streckwerks bzw. der beteiligten zu beschleunigenden Massen sind auch niedrigere oder höhere Grenzwerte möglich.It has proven to be advantageous if the lower frequency range comprises frequencies in the range of approximately 0-3 Hz and the upper frequency range frequencies in the range of approximately 3-100 Hz. However, these frequency ranges are not to be regarded as fixed, but can advantageously be selected or set depending on the regulating path and / or material to be warped or other parameters. The named maximum frequency of 100 Hz is also not a technical variable. Depending on the design of the drafting system or the masses to be accelerated, lower or higher limit values are also possible.
Zur Zuordnung verschiedener Meßsignalanteile zu verschiedenen Frequenzbereichen sind verschiedenen Möglichkeiten gegeben. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen werden hierfür hardware- und/oder softwaremäßig realisierte Frequenzfilter eingesetzt.There are various possibilities for assigning different measurement signal components to different frequency ranges. In preferred exemplary embodiments, frequency filters implemented in hardware and / or software are used for this.
Bevorzugt wird im ersten Regulierkreis jeweils eine Walze des Eingangswalzenpaares und des Mittelwalzenpaares angesteuert, während im zweiten Regulierkreis eine Walze des Lieferwalzenpaares angesteuert wird. Entgegen dem oben beschriebenen Stand der Technik wird demnach hierbei auch das Lieferwalzenpaar zur Regulierung herangezogen. Entsprechend seiner geringen Massenträgheit ist es somit möglich, höherfre- quente Bandquerschnittsschwankungen durch Ansteuerung des Lieferwalzenpaares auszuregulieren. Da diese Auslaufregulierung im Mittel keinen Zusatzverzug produziert, entfallen die bekannten Nachteile von Auslaufregulierungen, die insbesondere darin bestehen, daß die Bandablagegeschwindigkeit variiert und somit bei diesen bekannten Maschinen Probleme hinsichtlich einer sauberen Ablage des verzogenen Faserbandes in einer Spinnkanne auftreten. Die beschriebene bevorzugte Erfindungsvariante bildet hingegen im Prinzip eine Einlaufregulierung mit überlagerter Auslaufreguiierung. Der Grundverzug und die Ausregulierung niederfrequenter Bandschwankungen bis beispielsweise 3 Hz werden mit Hilfe der niederfrequenten Regulierung vorgenommen, die prinzipiell der bekannten Regulierung beispielsweise bei der Rieter-Strecke RSB D30 entspricht. Auf diesen Verzug wird dann das Oberfrequenzband durch die höherfre- quente Regulierung im Streckwerk aufmoduliert. Diese höherfrequente Regulierung entspricht einer präzisen CV%-Regulierung, wobei der CV%-Wert definiert ist als CV% = s/x * 100. Hierbei ist~CV% der Variationskoeffizient (prozentuale Bandungleichmäßigkeit), s die Standardabweichung und x der Mittelwert von allen Proben.Preferably, one roller of the pair of input rollers and of the middle roller pair is actuated in the first regulating circuit, while one roller of the pair of supply rollers is actuated in the second regulating circuit. Contrary to the prior art described above, the pair of delivery rollers is therefore also used for regulation. Due to its low mass inertia, it is possible to regulate higher-frequency strip cross-section fluctuations by controlling the pair of delivery rollers. Since this outlet regulation produces no additional delay on average, the known disadvantages of outlet regulations, which consist in particular in the fact that the sliver deposition speed varies and thus problems with these known machines with regard to a clean deposition of the warped sliver in a spinning can, are eliminated. In contrast, the described preferred variant of the invention in principle forms an inlet regulation with superimposed outlet regulation. The The basic delay and the compensation of low-frequency band fluctuations of up to 3 Hz, for example, are carried out with the help of the low-frequency regulation, which in principle corresponds to the known regulation, for example on the Rieter range RSB D30. The higher frequency band is then modulated onto this delay by the higher-frequency regulation in the drafting system. This higher-frequency regulation corresponds to precise CV% regulation, the CV% value being defined as CV% = s / x * 100. Here ~ CV% is the coefficient of variation (percentage band unevenness), s the standard deviation and x the mean value of all Rehearse.
Die zuvor beschriebene, besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich daher durch die überlagerte Regulierung über das Auslaufstreckwerks- bzw. Lieferwalzenpaar aus.The above-described, particularly preferred embodiment of the invention is therefore distinguished by the superimposed regulation via the pair of outlet drafting or delivery rollers.
Die Ansteuerung im ersten und zweiten Regulierkreis erfolgt bevorzugt derart, daß der Regeleinsatzpunkt bzw. Verzugspunkt in dem vom Mittelwalzenpaar und Lieferwalzenpaar gebildeten Verzugsfeld für beide Regulierkreise identisch ist. Dies bedeutet, daß der Verzugspunkt für beide Regulierkreise identisch ist und keine Meßwertverzögerung der beiden Regulierkreise zueinander - mit Hilfe eines FIFO-Speichers o.a. - benötigt wird. Mit anderen Worten werden die verschiedenen Frequenzbereiche am Verzugs- punkt bzw. Regeleinsatzpunkt zusammengeführt.The control in the first and second regulating circuits is preferably carried out in such a way that the control starting point or delay point in the warping zone formed by the pair of central rollers and the pair of delivery rollers is identical for both regulating circuits. This means that the delay point is identical for both control loops and there is no measurement delay between the two control loops - with the help of a FIFO memory or the like. - is needed. In other words, the different frequency ranges are brought together at the delay point or control point of application.
Alternativ oder zusätzlich zur Ansteuerung einer Walze des Lieferwalzenpaares ist im zweiten Regulierkreis oder auch in einem dritten Regulierkreis mindestens eine Walze eines stromabwärts des Streckwerks angeordneten Kalanderwalzenpaares vorsehbar. Es ist beispielsweise hierdurch möglich, die Umlaufgeschwindigkeiten des Lieferwalzenpaares und des Kalanderwalzenpaares zur Schaffung eines Synchron lautes derart aufeinander abzustimmen, daß kein Verzug zwischen diesen beiden Walzenpaaren auftritt. Es ist mittels einer solchen Konstruktion daher nicht unbedingt notwendig, daß das verstreckte Faserband mit einer konstanten Auslaufgeschwindigkeit das Streckwerk verläßt.As an alternative or in addition to controlling a roller of the pair of delivery rollers, at least one roller of a pair of calender rollers arranged downstream of the drafting device can be provided in the second regulating circuit or in a third regulating circuit. It is hereby possible, for example, to coordinate the rotational speeds of the delivery roller pair and the calender roller pair to create a synchronous loudness such that no distortion occurs between these two roller pairs. With such a construction, it is therefore not absolutely necessary for the drawn fiber sliver to leave the drafting device at a constant outlet speed.
Besonders bevorzugt ist in dem ersten Regulierkreis mindestens ein Tiefpaß einer ersten Sollwertstufe vorgeschaltet. Die vorzugsweise von der Meßwertverzögerungseinheit freigegebenen Spannungssignale durchlaufen demnach zunächst diesen minde- stens einen Tiefpaß, bevor sie auf eine Sollwertstufe im ersten Regulierkreis aufgeschaltet werden (Istwerte). Diese Sollwertstufe erhält zudem vorzugsweise die über einen Tachogenerator ermittelte Drehzahl eines Hauptmotors (Sollwerte), um aus diesen aufgeschalteten Signalen einen Sollwert für einen ersten Regelantrieb zu ermitteln. Die- ser erste Regelantrieb treibt dann - wie im Stand der Technik - in ein Differentialgetriebe, das in bekannter Weise das mechanische Abtastgefriebe sowie die Unterwalzen des Eingangs- und Mittelwalzenpaares antreibt.Particularly preferably, at least one low-pass filter is connected upstream of a first setpoint stage in the first regulating circuit. The voltage signals preferably released by the measured value delay unit therefore first pass through this minimum At least a low pass before they are switched to a setpoint level in the first control loop (actual values). This setpoint stage also preferably receives the speed of a main motor (setpoints) determined via a tachogenerator in order to determine a setpoint for a first control drive from these signals. This first control drive then drives - as in the prior art - into a differential gear which drives the mechanical scanning gear as well as the lower rollers of the input and middle roller pair in a known manner.
Im zweiten Regulierkreis ist besonders bevorzugt mindestens ein Hochpaß einer zwei- ten Sollwertstufe vorgeschaltet. Neben den hochfrequenten Spannungssignalen von der Bandquerschnittsmesseinrichtung (Istwerte) werden der zweiten Sollwertstufe bevorzugt ebenfalls die den Drehzahlen des Hauptmotors entsprechenden Spannungssignale aufgeschaltet (Sollwerte). Dem Ausgang der zweiten Sollwertstufe nachgeschaltet ist bevorzugt ein zweiter Regelantrieb, der zum Antreiben von Maschinenelementen mit geringer Trägheitsmasse dient. Ein solches Maschinenelement ist bevorzugt eine Walze des Lieferwalzenpaares.In the second regulating circuit, at least one high-pass filter is particularly preferably connected upstream of a second setpoint stage. In addition to the high-frequency voltage signals from the strip cross-section measuring device (actual values), the voltage signals corresponding to the speeds of the main motor are also preferably applied to the second setpoint stage (setpoints). A second control drive, which is used to drive machine elements with a low inertial mass, is preferably connected downstream of the output of the second setpoint stage. Such a machine element is preferably a roller of the pair of delivery rollers.
Vorteilhafterweise treibt der zweite Regelantrieb in ein zweites Differentialgetriebe, das seine Grunddrehzahl vorteilhafterweise ebenfalls von dem Hauptmotor erhält. Der zweite Regelantrieb pendelt damit symmetrisch, entsprechend den Dick- und Dünnstellen des mindestens einen Faserbandes, um die Drehzahl 0.The second control drive advantageously drives into a second differential gear, which advantageously also receives its basic speed from the main motor. The second control drive thus swings symmetrically, corresponding to the thick and thin places of the at least one sliver, around the speed 0.
Alternativ kann der zweite Regelantrieb, der in dem zweiten Regulierkreis zur Ausregulierung der hochfrequenten Meßsignalanteile vorgesehen ist, zur direkten Ansteuerung mindestens einer Walze des entsprechenden Walzenpaares - bevorzugt Lieferwalzenpaar und/oder Kalanderwalzenpaar - ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform ist demnach kein Differentialgetriebe im zweiten Regulierkreis notwendig. Selbstverständlich ist hierbei eine präzise Ansteuerung des Regelantriebs notwendig, der in diesem Fall nicht um die Drehzahl 0 pendelt.Alternatively, the second control drive, which is provided in the second regulating circuit for regulating out the high-frequency measurement signal components, can be designed for direct control of at least one roller of the corresponding pair of rollers - preferably a pair of delivery rollers and / or a pair of calender rollers. In this embodiment, no differential gear is therefore necessary in the second regulating circuit. Of course, this requires precise control of the control drive, which in this case does not oscillate around the speed 0.
Bei einer vorteilhaften alternativen Ausführungsform der Erfindung ist der untere Frequenzbereich im ersten Regulierkreis durch einen Tiefpaß mindestens erster Ordnung begrenzt, wobei die Signale im oberen Frequenzbereich durch Subtraktion des Tiefpaßsignalausgangs vom Ursprungsmeßsignal gebildet werden. Bevorzugt werden hierbei im oberen Frequenzbereich bzw. im zweiten Regulierkreis Amplituden- und Phasenfehler der ursprünglichen Meßsignale berücksichtigt, die vom Tiefpaßfilter gesperrt bzw. nur fehlerhaft durchgelassen wurden.In an advantageous alternative embodiment of the invention, the lower frequency range in the first regulating circuit is limited by a low-pass filter of at least first order, the signals in the upper frequency range being formed by subtracting the low-pass signal output from the original measurement signal. Are preferred here In the upper frequency range or in the second regulating circuit, amplitude and phase errors of the original measurement signals are taken into account, which were blocked by the low-pass filter or only passed through incorrectly.
In einer alternativen Ausführungsform wird der obere Frequenzbereich durch einen Hochpaß mindestens erster Ordnung nach unten hin begrenzt, wobei die Signale im unteren Frequenzbereich durch Subtraktion des Hochpaßsignalausgangs vom Ursprungsmeßsignal gebildet werden. Dadurch werden automatisch mögliche Amplituden- und Phasenfehler kompensiert, d.h. es treten keine Amplituden- bzw. Phasensprünge auf.In an alternative embodiment, the upper frequency range is limited downwards by a high-pass filter of at least first order, the signals in the lower frequency range being formed by subtracting the high-pass signal output from the original measurement signal. This automatically compensates for possible amplitude and phase errors, i.e. there are no jumps in amplitude or phase.
In einer vorteilhaften Erfindungsvariante werden Maschinenelemente, die Streckwerks- walzen umfassen und ein insgesamt höheres Massenträgheitsmoment aufweisen als Maschinenelemente mit einem insgesamt niedrigeren Massenträgheitsmoment, als Tiefpaß eingesetzt. Teile der Maschine mit relativ hohem Massenträgheitsmoment werden somit selbst als frequenztrennender Tiefpaß genutzt. Die Meßsignale durchlaufen hierbei den ersten Regulierkreis und werden zudem in den zweiten Regulierkreis abgezweigt. Zur Kontrolle der Tiefpaßfilterwirkung kann zweckmäßigerweise ein Tachogenerator vorgesehen sein, der die Drehzahlen mindestens einer der Antriebselemente, ins- besondere einer der Walzen, misst, wobei diese Walze Teil der Maschinenelemente mit hohem Massenträgheitsmoment ist.In an advantageous variant of the invention, machine elements which comprise drafting system rollers and which have an overall higher moment of inertia than machine elements with an overall lower moment of inertia are used as a low pass. Parts of the machine with a relatively high moment of inertia are thus used as a frequency-separating low-pass filter. The measurement signals pass through the first regulating circuit and are also branched off into the second regulating circuit. To check the low-pass filter effect, a tachometer generator can expediently be provided, which measures the rotational speeds of at least one of the drive elements, in particular one of the rollers, this roller being part of the machine elements with a high moment of inertia.
In einer speziellen Ausführungsform gemäß der zuvor beschrieben Variante ist der Ausgang einer ersten Sollwertstufe im ersten Regulierkreis mit dem Eingang einer Soll- wertstufe im zweiten Regulierkreis verbunden. Bei dieser Ausführungsform wird nicht notwendigerweise eine Aufspaltung des Meßsignals im Anschluß an die Meßverzöge- rungseinheit mittels eines Tief- und Hochpasses vorgenommen. Vielmehr kann das Meßsignal der Bandquerschnittsmesseinrichtung nach Umwandlung im Signalwandler direkt auf die Sollwertstufe im ersten Regulierkreis aufgeschaltet werden. Das Aus- gangssignal dieser Sollwertstufe dient dann einerseits zur Erzeugung eines Steuersignals für die Antriebselemente im ersten Regulierkreis - insbesondere bevorzugt mit Hilfe eines ersten Regelantriebs und einem Differentialgetriebe - und andererseits in Form eines Sollwerts als Eingangssignal für eine Sollwertstufe im zweiten Regulierkreis. Der Istwert für die zweite Sollwertstufe wird hierbei bevorzugt durch Messung der von der Maschine im ersten Regulierkreis in Amplitude und Phase umgesetzten Frequenzanteile bereitgestellt, indem beispielsweise an einer der Mittelwalzen ein Tachogenerator angeschlossen wird, der die genannten Istwerte für die zweite Sollwertstufe produziert. Der Hochpaß für den zweiten Regulierkreis wird somit prinzipiell von der Maschine selbst realisiert, ohne daß sonstige Filter vonnöten wären, wobei die von der Maschine im ersten Regulierkreis verwertbaren Frequenzanteile niedrigerer Frequenzen gemessen und von dem alle Frequenzen umfassenden, insgesamt zu verarbeitenden Meßsignal in der zweiten Sollwertstufe subtrahiert werden.In a special embodiment according to the variant described above, the output of a first setpoint stage in the first regulating circuit is connected to the input of a setpoint stage in the second regulating circuit. In this embodiment, the measurement signal is not necessarily split up following the measurement delay unit by means of a low and high pass. Rather, the measurement signal of the strip cross-section measuring device can be applied directly to the setpoint stage in the first regulating circuit after conversion in the signal converter. The output signal of this setpoint stage then serves on the one hand to generate a control signal for the drive elements in the first regulating circuit - particularly preferably with the aid of a first regulating drive and a differential gear - and on the other hand in the form of a setpoint as an input signal for a setpoint stage in the second regulating circuit. The actual value for the second setpoint stage is preferred here by measuring the of frequency components converted in amplitude and phase are provided to the machine in the first regulating circuit, for example by connecting a tachometer generator to one of the center rollers, which produces the actual values mentioned for the second setpoint stage. The high-pass filter for the second regulating circuit is thus realized in principle by the machine itself, without any other filters being required, the frequency components of lower frequencies that can be used by the machine in the first regulating circuit and measured by the measuring signal, which includes all frequencies, to be processed in total in the second setpoint stage be subtracted.
Auf den Eingang der Sollwertstufe des zweiten Regulierkreises können vorteilhafterweise die durch einen Tachogenerator erzeugten Spannungssignale entsprechend der Drehzahlen beispielsweise einer Mittelwalze oder einer Eingangswalze aufgeschaltet werden. Diese Spannungswerte des Tachogenerators können mit einem Taktgeber, der mit der Bandquerschnittsmesseinrichtung verbunden ist, synchronisiert werden, bevor sie auf den Eingang der Sollwertstufe des zweiten Regulierkreises geschaltet werden.The voltage signals generated by a tachogenerator can advantageously be applied to the input of the setpoint stage of the second regulating circuit in accordance with the rotational speeds, for example of a central roller or an input roller. These voltage values of the tachometer generator can be synchronized with a clock generator, which is connected to the strip cross-section measuring device, before they are switched to the input of the setpoint stage of the second regulating circuit.
Statt lediglich einer Bandquerschnittsmeßeinrichtung können auch mehrere derartige Meßeinrichtungen vor dem Streckwerk eingesetzt werden.Instead of just one belt cross-section measuring device, several such measuring devices can also be used in front of the drafting system.
Die mindestens eine Bandquerschnittsmeßeinrichtung kann beispielsweise als mechanische Abtastvorrichtung ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein Mikrowellensensor mit einem Resonator verwendet werden.The at least one strip cross-section measuring device can be designed, for example, as a mechanical scanning device. Alternatively or additionally, a microwave sensor with a resonator can be used.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprü- ehe gekennzeichnet.Advantageous developments of the invention are characterized by the features of the subclaims.
Im folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:Various exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures. Show it:
Figur 1 eine schematische Schaltungsanordnung gemäß dem Stand der Technik;Figure 1 is a schematic circuit arrangement according to the prior art;
Figur 2 eine schematische Schaltungsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; Figur 3 eine schematische Schaltungsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;Figure 2 shows a schematic circuit arrangement according to a first embodiment of the invention; Figure 3 shows a schematic circuit arrangement according to a second embodiment of the invention;
Figur 4 eine schematische Schaltungsanordnung gemäß einer dritten Ausfüh- rungsförm, undFIG. 4 shows a schematic circuit arrangement according to a third embodiment, and
Figur 5 eine schematische Schaltungsanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform.Figure 5 shows a schematic circuit arrangement according to a fourth embodiment.
Die im folgenden zu besprechenden verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung gehen von dem in Figur 1 dargestellten Stand der Technik aus. Andere Antriebskonzepte sowie Schaltungsanordnungen sind jedoch auch vom Erfindungsgedanken umfaßt.The various embodiments of the invention to be discussed below are based on the prior art shown in FIG. 1. Other drive concepts and circuit arrangements are, however, also encompassed by the inventive concept.
Gemäß der Figur 2 werden über eine Bandquerschnittsmesseinrichtung 8 die Bandquerschnittsschwankungen mechanisch ermittelt. Unter den Begriff „Bandquerschnittsschwankungen" sind im Rahmen dieser Erfindung auch Bandmasseschwankungen, Banddickenschwankungen, Bandvolumenschwankungen oder ähnliche Begriffe zu fassen. Die Meßwerte zu den Bandquerschnittsschwankungen werden in einem Signal- wandler 10 in digitale Spannungssignale umgewandelt und an eine Meßwertverzögerungseinheit 12 gegeben, die beispielsweise als Hardware- oder Software-realisierter FIFO-Speicher (First-In-First-Out) ausgebildet ist. An die Bandquerschnittsmessein- richtung 8 ist weiterhin ein Taktgeber 11 angeschlossen, der entsprechend einer bestimmten Faserbandabschnittslänge, beispielsweise 1,5 mm, einen Impuls erzeugt und die Impulszahl ebenfalls an die Meßwertverzögerungseinheit 12 weitergibt. Entsprechend der Laufzeit des Faserbandes FB von der Bandquerschnittsmesseinrichtung 8 zum gewünschten Verzugspunkt bzw. Regeleinsatzpunkt im von den Streckwerkswal- zenpaaren 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b gebildeten Streckwerk werden die verzögerten Spannungssignale von der Meßwertverzögerungseinheit 12 an einen Tiefpaß 20 in einem ersten Regulierkreis weitergegeben. Nach Durchlaufen des Tiefpasses, der beispielsweise Frequenzen in einem Frequenzbereich von ca. 0 - ca. 3 Hz durchläßt, werden die entsprechend gefilterten Spannungssignale an eine erste Sollwertstufe 21 im ersten Regulierkreis weitergegeben (Istwerte). Zudem wird ein Spannungswert von einem Tachogenerator 16 aufgeschaltet, der die Drehzahl eines Hauptmotors 14 ermittelt und in ein entsprechendes Spannungssignal umwandelt (Sollwerte). Der Ausgang der Sollwertstufe 21 ist auf einen ersten Regelantrieb 22 aufgeschaltet, der in ein erstes Differentialgetriebe 23 treibt. Die Grunddrehzahl erhält das erste Differentialgetriebe 23 von dem Hauptmotor 14, dessen Drehzahl durch eine Drehzahleinstelleinheit 15 einstellbar ist.According to FIG. 2, the strip cross-section fluctuations are mechanically determined using a strip cross-section measuring device 8. In the context of this invention, the term “strip cross-section fluctuations” also includes strip-mass fluctuations, strip thickness fluctuations, strip volume fluctuations or similar terms. The measured values for the strip cross-section fluctuations are converted into digital voltage signals in a signal converter 10 and sent to a measured value delay unit 12, which is used, for example, as hardware - or software-implemented FIFO memory (first-in-first-out) is also connected to the band cross-section measuring device 8, which generates a pulse corresponding to a specific sliver section length, for example 1.5 mm, and which The number of impulses is also passed on to the measured value delay unit 12. Depending on the running time of the fiber sliver FB from the sliver cross-section measuring device 8 to the desired delay point or control point of application in the drafting unit formed by the drafting roller pairs 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b, the decelerations become voltage signals from the measured value delay unit 12 to a low-pass filter 20 in a first regulating circuit. After passing through the low pass, which for example allows frequencies in a frequency range of approximately 0 to approximately 3 Hz, the correspondingly filtered voltage signals are passed on to a first setpoint stage 21 in the first regulating circuit (actual values). In addition, a voltage value is applied by a tachometer generator 16, which determines the speed of a main motor 14 and in converts a corresponding voltage signal (setpoints). The output of the setpoint stage 21 is connected to a first control drive 22, which drives in a first differential gear 23. The first differential gear 23 receives the basic speed from the main motor 14, the speed of which can be set by a speed setting unit 15.
Der erste Regelantrieb 22 ist vorzugsweise als Servoantrieb ausgebildet, der eine Steuerdrehzahl für das Differentialgetriebe 23, das vorzugsweise als Planetengetriebe ausgebildet ist, erzeugt. Mit dieser gesteuerten Ausgangsdrehzahl des Differentialge- triebes 23 werden sowohl eine Abtastrolle der Bandquerschnittsmesseinrichtung 8, die untere Walze 2a des Eingangswalzenpaares als auch die untere Walze 3a des Mittelwalzenpaares angetrieben. Die Drehzahlen der Walzen 2a und 3a sind nicht notwendigerweise gleich. Es ist beispielsweise möglich, sie in einem festen Drehzahlverhältnis anzutreiben.The first control drive 22 is preferably designed as a servo drive, which generates a control speed for the differential gear 23, which is preferably designed as a planetary gear. With this controlled output speed of the differential gear 23, both a scanning roller of the belt cross-section measuring device 8, the lower roller 2a of the input roller pair and the lower roller 3a of the middle roller pair are driven. The speeds of the rollers 2a and 3a are not necessarily the same. For example, it is possible to drive them at a fixed speed ratio.
Der erfindungsgemäße zweite Regulierkreis schließt einen Hochpaß 30 ein, an dessen Eingang die Spannungswerte der Meßwertverzögerungseinheit 12 gegeben werden. Der Hochpaß 30 filtert die Spannungssignale und läßt beispielsweise Frequenzen von ca. 3 Hz - ca. 100 Hz durch. Die derart gefilterten Spannungssignale werden auf eine zweite Sollwertstufe 31 des zweiten Regulierkreises geschaltet (Istwerte). Die zweite Sollwertstufe 31 erhält zudem die vom Tachogenerator 16 in Spannungswerte umgewandelten Drehzahl des Hauptmotors 14 (Sollwerte). Die zweite Sollwertstufe 31 ermittelt aus diesen Signalen eine Steuerdrehzahl für einen zweiten Regelantrieb, vorteilhafterweise wiederum ein Servoantrieb. Der zweite Regelantrieb 32 treibt in ein zweites Differentialgetriebe 33 des zweiten Regulierkreises, wobei dieses zweite Differentialgetriebe 33 seine Grunddrehzahl ebenfalls vom Hauptmotor 14 erhält. Mit dieser gesteuerten Ausgangsdrehzahl des zweiten Differentialgetriebes 33 wird die untere Walze 4a des Lieferwalzenpaares angetrieben. Die beiden Regulierkreise realisieren somit eine Einlaufregulierung mit einer überlagerten Auslaufregulierung, wobei der zweite Rege- lantrieb symmetrisch um die Drehzahl 0 pendelt. Ein Zusatzverzug wird durch die Auslaufregulierung im Mittel nicht produziert.The second regulating circuit according to the invention includes a high-pass filter 30, at the input of which the voltage values of the measured value delay unit 12 are given. The high-pass filter 30 filters the voltage signals and allows, for example, frequencies of approximately 3 Hz to approximately 100 Hz. The voltage signals filtered in this way are switched to a second setpoint stage 31 of the second regulating circuit (actual values). The second setpoint stage 31 also receives the speed of the main motor 14 (setpoints) converted into voltage values by the tachometer generator 16. The second setpoint stage 31 determines from these signals a control speed for a second variable speed drive, advantageously a servo drive. The second control drive 32 drives in a second differential gear 33 of the second regulating circuit, this second differential gear 33 likewise receiving its basic speed from the main motor 14. With this controlled output speed of the second differential gear 33, the lower roller 4a of the pair of delivery rollers is driven. The two control loops thus implement an inlet regulation with a superimposed outlet regulation, the second regulating drive oscillating symmetrically around the speed 0. An additional delay is not produced on average by the phasing out regulation.
Entsprechend der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform können die längerwelligen Bandquerschnittsschwankungen durch die masseträgeren Maschinenelemente - me- chanisches Abtästgetriebe der Bandquerschnittsmesseinrichtung 8, erstes Differentialgetriebe 23, Walzen 2a, 3a - in genügendem Maße ausgeglichen werden. Die höher- frequenten Bandquerschnittsschwankungen sind mittels der Auslaufregulierung durch Ansteuerung der Walze 4a des Lieferwalzenpaares ausregulierbar. Am Regeleinsatz- punkt werden die Frequenzbereiche wieder zusammengeführt, so daß ein Verschleiß von beispielsweise Motorantriebsriemen, hervorgerufen durch die große Bandbreite der Signale, reduziert werden kann. Auch der Verschleiß durch die Beschleunigung großer Massen sowie ein erhöhter Energieverbrauch zum Antreiben dieser Massen, der im Stand der Technik aufgrund der Unmöglichkeit der Ausregulierung von höherfrequenten Bandquerschnittsschwankungen zum Teil wirkungslos ist, können reduziert werden.According to the embodiment shown in FIG. 2, the longer-wave band cross-section fluctuations can be caused by the lower-mass machine elements. mechanical scanning gear of the belt cross-section measuring device 8, first differential gear 23, rollers 2a, 3a - can be compensated to a sufficient extent. The higher-frequency fluctuations in the cross-section of the strip can be regulated by means of the outlet regulation by controlling the roller 4a of the pair of delivery rollers. At the control point of application, the frequency ranges are brought together again, so that wear on, for example, motor drive belts, caused by the large bandwidth of the signals, can be reduced. Wear due to the acceleration of large masses and increased energy consumption for driving these masses, which in the prior art is partly ineffective due to the impossibility of regulating higher-frequency band cross-section fluctuations, can be reduced.
Der Regulierprozessor umfaßt bei der Ausführungsform der Figur 2 (sowie analog derjenigen der Figuren 3 - 5) die Meßwertverzögerungseinheit 12, den Tiefpaß 20, den Hochpaß 30, die erste Sollwertstufe 21 und die zweite Sollwertstufe 31. Diese Elemente sind in dem Regulierprozessor in Software abgebildet.In the embodiment of FIG. 2 (and analogously to that of FIGS. 3-5), the regulating processor comprises the measured value delay unit 12, the low pass 20, the high pass 30, the first setpoint stage 21 and the second setpoint stage 31. These elements are mapped in software in the regulating processor ,
Die Ausführungsform gemäß der Figur 3 unterscheidet sich von derjenigen der Figur 2 darin, daß kein eigener Hochpaß zum Herausfiltern der Spannungen entsprechend den niederfrequenten Bandquerschnittsschwankungen vorgesehen ist. Vielmehr werden einerseits die ungefilterten Spannungssignale von der Meßwertverzögerungseinheit 12 sowie die von einem Tiefpaßfilter 20 (entsprechend der Figur 2) gefilterten Spannungssignale andererseits auf ein Subtrahierglied 135 geschaltet. Das Subtrahierglied 135 liefert Ausgangswerte, welche nur noch die hochfrequenten Signalanteile der Banddik- kenschwankungen enthalten und gibt diese als Sollwerte auf eine zweite, multiplizie- rende Sollwertstufe 131 des zweiten Regulierkreises gibt. Der zweiten Sollwertstufe 131 ist somit ein Subtrahierglied 135 vorgeschaltet, in dem vom alle Frequenzen enthaltenden Meßsignal die niederfrequenten Meßsignale des ersten Regulierkreises subtrahiert werden. Die Istwerte für diese zweite Sollwertstufe 131 werden - ähnlich der Ausführungsform gemäß der Figur 2 - von einem Tachogenerator 16 erhalten, der die Dreh- zahl des Hauptmotors 14 in ein entsprechendes Spannungssignal umwandelt. Ansonsten ist die Funktionsweise bei der Ausführungsform gemäß der Figur 3 analog zu derjenigen der Figur 2. In der Figur 4 ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der erste Regulierkreis mit einer ersten Sollwertstufe 221, einem ersten Regelantrieb 22 und einem ersten Differentialgetriebe 23 sind gegenüber der Ausführungsform gemäß der Figur 2 unverändert (es fehlt lediglich der Tiefpaß 20). Eine erfindungsgemäße überlagerte Auslaufregulierung wird bei diesem Ausführungsbeispiel dadurch realisiert, daß der Ausgang der ersten Sollwertstufe 221 nicht nur auf den ersten Regelantrieb 22 gegeben wird, sondern auch als Sollwerte auf eine zweite, subtrahierende Sollwertstufe 231 eines zweiten Regulierkreises. Die Istwerte für diese zweite Sollwertstufe 231 werden aus Spannungswerten ermittelt, die von einem Tachogenerator 116 erzeugt werden, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Drehzahl der oberen Walze 3b des mittleren Walzenpaares ermittelt. Es könnte beispielsweise auch die Drehzahl auch von einem der Walzen 2a, 2b, 3a abgegriffen werden.The embodiment according to FIG. 3 differs from that of FIG. 2 in that there is no separate high-pass filter for filtering out the voltages in accordance with the low-frequency band cross-section fluctuations. Rather, on the one hand, the unfiltered voltage signals from the measured value delay unit 12 and the voltage signals filtered by a low-pass filter 20 (corresponding to FIG. 2) are connected to a subtractor 135. The subtractor 135 supplies output values which only contain the high-frequency signal components of the band thickness fluctuations and outputs these as setpoints to a second, multiplying setpoint stage 131 of the second regulating circuit. The second setpoint stage 131 is therefore preceded by a subtractor 135 in which the low-frequency measurement signals of the first regulating circuit are subtracted from the measurement signal containing all frequencies. The actual values for this second setpoint stage 131 are - similar to the embodiment according to FIG. 2 - obtained from a tachometer generator 16, which converts the speed of the main motor 14 into a corresponding voltage signal. Otherwise, the mode of operation in the embodiment according to FIG. 3 is analogous to that in FIG. 2. FIG. 4 shows a third embodiment of the invention. The first regulating circuit with a first setpoint stage 221, a first regulating drive 22 and a first differential gear 23 are unchanged from the embodiment according to FIG. 2 (only the low-pass filter 20 is missing). A superimposed outlet regulation according to the invention is realized in this embodiment in that the output of the first setpoint stage 221 is not only given to the first control drive 22, but also as setpoints to a second, subtracting setpoint stage 231 of a second regulating circuit. The actual values for this second setpoint stage 231 are determined from voltage values which are generated by a tachometer generator 116 which, in the exemplary embodiment shown, determines the rotational speed of the upper roller 3b of the middle roller pair. For example, the speed could also be tapped from one of the rollers 2a, 2b, 3a.
Mit anderen Worten wird in dem zweiten Regulierkreis ein Hochpaß durch die Maschine selbst realisiert, wobei der Tachogenerator 116 die von der Maschine im ersten Regulierkreis in Amplitude und Phase umgesetzten Frequenzanteile, d.h. Meßsignalanteile relativ niedriger Frequenz, mißt, um diese von dem alle Frequenzanteile enthaltenden Gesamtsignal in der zweiten Sollwertstufe 231 abzuziehen.In other words, the machine itself realizes a high-pass filter in the second regulating circuit, the tachometer generator 116 converting the frequency components, i.e. the amplitude and phase, of the machine in the first regulating circuit. Measured signal components of relatively low frequency, measures in order to subtract them from the total signal containing all frequency components in the second setpoint stage 231.
Als Ergebnis des Vergleiches bzw. der Subtraktion der Soll- und Istwerte ermittelt die zweite Sollwertstufe 231 den hochfrequenten Meßsignalanteilen entsprechende Sollwerte für einen zweiten Regelantrieb 32, der aus diesem Sollwert eine Steuerdrehzahl für ein zweites Differential 33 erzeugt. Mit dieser gesteuerten Ausgangsdrehzahl des zweiten Differentialgetriebes 33 wird die untere Walze 4a des Lieferwalzenpaares an- getrieben. Hierdurch wird im Hauptverzugsfeld, gebildet vom Mittelwalzenpaar und Lieferwalzenpaar, die gewünschte Verzugsäriderung erzielt, so daß die Bandquerschnittsschwankungen des oder der einlaufenden Bänder FB ausreguliert werden können.As a result of the comparison or subtraction of the target and actual values, the second target value stage 231 determines target values corresponding to the high-frequency measurement signal components for a second control drive 32, which generates a control speed for a second differential 33 from this target value. With this controlled output speed of the second differential gear 33, the lower roller 4a of the pair of delivery rollers is driven. As a result, the desired distortion is achieved in the main drafting zone, formed by the pair of center rollers and the pair of delivery rollers, so that the strip cross-section fluctuations of the incoming strip or strips FB can be regulated.
Bei der Ausführungsform gemäß der Figur 5 sind - ähnlich derjenigen der Figur 2 - wiederum ein Tiefpaß 20 und ein Hochpaß 30 vorgesehen, welche die Meßsignalanteile der Bandquerschnittsmesseinrichtung 8 in niederfrequente Signalanteile und hochfrequente Signalanteile aufspalten. Selbstverständlich können auch - wie gleichfalls bei den entsprechenden, zuvor beschriebenen Ausführungsformen - mehrere Filter für den jeweiligen Frequenzbereich vorgesehen sein. Der wesentliche Unterschied der Ausfüh- rungsform gemäß der Figur 5 gegenüber derjenigen der Figur 2 besteht darin, daß die von dem zweiten Regelantrieb 32 erzeugte Steuerdrehzahl nicht in ein Differentialgetriebe gegeben, sondern direkt auf die untere Walze 4a des Lieferwalzenpaares geschaltet wird. Es sei bemerkt, daß selbstverständlich bei dieser als auch bei den vor- hergehenden Ausführungsformen auch ein Antrieb der oberen Walzen der verschiedenen Walzenpaare möglich ist. Durch die direkte Ansteuerung der Walze 4a kann das zweite Differentialgetriebe eingespart werden. Allerdings wird bei dieser Ausführungsform auf die Kopplung der Einlaufregulierung und der Auslaufregulierung verzichtet. Vielmehr kann durch die Auslaufregulierung mittels des zweiten Regeiantriebs ein zu- sätzlicher Verzug produziert werden, so daß die Liefergeschwindigkeit nicht unbedingt konstant ist. In diesem Fall bietet es sich an, wenn der zweite Regelantrieb 32 zusätzlich ein dem Streckwerk nachgeschaltetes Kalanderwalzenpaar bzw. eine Abzugseinrichtung zum Abziehen des verstreckten Faserbandes antreibt, damit das Lieferwalzenpaar und das Kalanderwalzenpaar das Faserband synchron fördern.In the embodiment according to FIG. 5, a low-pass filter 20 and a high-pass filter 30 are again provided, similar to that of FIG. 2, which split the measurement signal components of the band cross-section measuring device 8 into low-frequency signal components and high-frequency signal components. Of course, a plurality of filters can also be provided for the respective frequency range, as is also the case with the corresponding embodiments described above. The main difference in the execution 5 compared to that of Figure 2 is that the control speed generated by the second control drive 32 is not given in a differential gear, but is switched directly to the lower roller 4a of the pair of delivery rollers. It should be noted that it is of course also possible to drive the upper rollers of the different roller pairs in this and in the preceding embodiments. By directly controlling the roller 4a, the second differential gear can be saved. However, the coupling of the inlet regulation and the outlet regulation is dispensed with in this embodiment. Rather, the outlet regulation by means of the second control drive can produce an additional delay, so that the delivery speed is not necessarily constant. In this case, it is advisable for the second control drive 32 to additionally drive a pair of calender rolls connected downstream of the drafting device or a take-off device for pulling off the drawn sliver, so that the pair of delivery rolls and the pair of calender rolls feed the sliver synchronously.
Die Erfindung läßt sich auch bei Spinnereimaschinen mit Einzelantrieben einsetzen. Wesentlich ist, daß aus vor dem Streckwerk erhaltenen Signalen Bandquerschnittsschwankungen in mindestens zwei Regulierkreisen ausreguliert werden, um insbesondere die unterschiedlichen Trägheitsmomente von verschiedenen Maschinenteilen in diesen Regulierkreisen berücksichtigen zu können. Es kann damit eine Frequenz- Bandbreitenvergrößerung bei der Regulierung der Verstreckung des mindestens einen Faserbandes erhalten werden. The invention can also be used in spinning machines with individual drives. It is essential that band cross-section fluctuations are regulated in at least two control loops from signals received in front of the drafting system, in order in particular to be able to take into account the different moments of inertia of different machine parts in these control loops. A frequency-bandwidth increase can thus be obtained when regulating the stretching of the at least one fiber band.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zum Verstrecken von mindestens einem Faserband (FB) mittels einer regulierten Spinnereimaschine, insbesondere Karde oder Strecke, welche hinterein- ander angeordnete Walzenpaare (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b) aufweist, wobei der Massenquerschnitt des mindestens einen Faserbandes stromaufwärts der Walzenpaare (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf Grundlage der Meßsignale mindestens eine Walze (2a, 3a) eines ersten Walzenpaares (2a, 2b, 3a, 3b) über einen ersten Regulierkreis und mindestens eine Walze (4a) eines zweiten Walzenpaares (4a, 4b) über einen zweiten Regulierkreis angesteuert werden.1. Method for drawing at least one fiber sliver (FB) by means of a regulated spinning machine, in particular a card or draw frame, which has roller pairs (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b) arranged one behind the other, the mass cross section of the at least one fiber sliver upstream of the roller pairs (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b), characterized in that on the basis of the measurement signals at least one roller (2a, 3a) of a first roller pair (2a, 2b, 3a, 3b) over a first Regulation circuit and at least one roller (4a) of a second pair of rollers (4a, 4b) can be controlled via a second regulation circuit.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf Grundlage der Zugehörigkeit von Meßsignalanteilen zu verschiedenen Frequenzbereichen die Walzen (2a, 4a, 4a) unterschiedlicher Walzenpaare (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b) angesteuert werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the rollers (2a, 4a, 4a) of different roller pairs (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b) are driven on the basis of the belonging of measurement signal components to different frequency ranges.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß niederfrequente Meßsignalanteile zur Steuerung von Maschinenelementen, einschließlich Walzen (2a, 3a), mit höherem Massenträgheitsmoment und höherfrequente Meßsignalanteile zur3. The method according to claim 2, characterized in that low-frequency measurement signal components for controlling machine elements, including rollers (2a, 3a), with higher mass moment of inertia and higher-frequency measurement signal components for
Steuerung von Maschinenelementen, einschließlich Walzen (4a), mit niedrigerem Massenträgheitsmoment herangezogen werden.Control of machine elements, including rollers (4a), with a lower moment of inertia.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsignalanteile mindestens einem unteren und einem oberen Frequenzbereich zugeteilt werden.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the measurement signal components are assigned to at least a lower and an upper frequency range.
5. Vorrichtung zum Verstrecken von mindestens einem Faserband (FB), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens einem stromaufwärtigen und einem stromabwärtigen Walzenpaar (2a,5. Device for drawing at least one sliver (FB), in particular for carrying out the method according to one of the preceding claims, with at least one upstream and one downstream pair of rollers (2a,
2b, 3a, 3b, 4a, 4b), mit mindestens einer stromaufwärts dieser Walzenpaare (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b) angeordneten Bandquerschnittmeßeinrichtung (8) zum Erfassen des Massenquerschnitts des mindestens einen Faserbandes (FB), gekennzeichnet durch mindestens zwei Regulierkreise, wobei auf Grundlage der Meßsignale über den ersten Regulierkreis mindestens eine Walze (2a, 3a) eines ersten Walzenpaa- res (2a, 2b, 3a, 3b) und über den zweiten Regulierkreis mindestens eine Walze (4a) eines zweiten Walzenpaares (4a, 4b) ansteuerbar sind.2b, 3a, 3b, 4a, 4b), with at least one upstream of these roller pairs (2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b) arranged belt cross-section measuring device (8) for detecting the mass cross-section of the at least one sliver (FB), characterized by at least two regulating circuits, with at least one roller (2a, 3a) of a first being based on the measurement signals via the first regulating circuit Roller pairs (2a, 2b, 3a, 3b) and at least one roller (4a) of a second roller pair (4a, 4b) can be controlled via the second regulating circuit.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Regulierkreis Maschinenelemente, einschließlich Walzen (2a, 3a), mit höherem Massenträg- heitsmoment anhand von niederfrequenten Meßsignalanteilen und im zweiten Regulierkreis Maschinenelemente, einschließlich Walzen (4a), mit niedrigerem Massenträgheitsmoment anhand von höherfrequenten Meßsignalanteilen steuerbar sind.6. The device according to claim 5, characterized in that in the first control circuit machine elements, including rollers (2a, 3a), with a higher moment of inertia based on low-frequency measurement signal components and in the second control circuit machine elements, including rollers (4a), with a lower moment of inertia can be controlled by higher-frequency measurement signal components.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Re- gulierkreis ein unterer Frequenzbereich und dem zweiten Regulierkreis ein oberer7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the first regulating circuit has a lower frequency range and the second regulating circuit has an upper one
Frequenzbereich zugeordnet sind.Frequency range are assigned.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch hardware- und/oder softwaremäßig realisierte Frequenzfilter zur Begrenzung der Frequenzbe- reiche.8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized by hardware and / or software implemented frequency filters for limiting the frequency ranges.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß untere und der obere Frequenzbereich im wesentlichen lückenlos beieinander liegen oder sich überlappen.9. Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that the lower and the upper frequency range are substantially without gap or overlap.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Frequenzbereich Frequenzen im Bereich von ca. 0 - 3 Hz und der obere Frequenzbereich Frequenzen im Bereich von ca. 3 - 100 Hz umfaßt.10. Device according to one of claims 5 to 9, characterized in that the lower frequency range comprises frequencies in the range of about 0 - 3 Hz and the upper frequency range frequencies in the range of about 3 - 100 Hz.
11.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der untere und der obere Frequenzbereich derart gewählt sind, daß die Maschinenelemente mit höherem bzw. niedrigerem Massenträgheitsmoment im wesentlichen verlustlos antreibbar sind. 11. Device according to one of claims 5 to 10, characterized in that the lower and the upper frequency range are selected such that the machine elements with higher or lower moment of inertia can be driven essentially lossless.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Regulierkreis jeweils eine Walze (2a) eines Eingangswalzenpaares (2a, 2b) und eines Mittelwalzenpaares (3a, 3b) und im zweiten Regulierkreis eine Walze (4a) eines Lieferwalzenpaares (4a, 4b) ansteuerbar sind.12. Device according to one of claims 5 to 11, characterized in that in the first regulating circuit in each case one roller (2a) of a pair of input rollers (2a, 2b) and a pair of central rollers (3a, 3b) and in the second regulating circuit a roller (4a) of a pair of delivery rollers (4a, 4b) can be controlled.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung derart erfolgt, daß der Regeleinsatzpunkt in dem vom Mittelwalzenpaar (3a, 3b) und Lieferwalzenpaar (4a, 4b) gebildeten Verzugsfeld (6) für den ersten und den zweiten Regulierkreis identisch ist.13. The device according to one of claims 5 to 12, characterized in that the control takes place in such a way that the control starting point in the delay field (6) formed by the pair of central rollers (3a, 3b) and pair of delivery rollers (4a, 4b) for the first and the second Regulation loop is identical.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Reguiierkreis mindestens eine Walze eines Kalanderwalzenpaares ansteuerbar ist.14. Device according to one of claims 5 to 13, characterized in that in the second control circuit at least one roller of a pair of calender rollers can be controlled.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Regulierkreis mindestens ein Tiefpaß (20) einer ersten Sollwertstufe (21) vorgeschaltet ist.15. The device according to one of claims 5 to 14, characterized in that at least one low-pass filter (20) is connected upstream of a first setpoint stage (21) in the first regulating circuit.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der ersten Sollwertstufe (21) auf den Eingang eines ersten Regelantriebs (22) geschaltet sind.16. The device according to one of claims 5 to 15, characterized in that the output signals of the first setpoint stage (21) are connected to the input of a first control drive (22).
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Regulierkreis mindestens ein Hochpaß (30) einer zweiten Sollwertstufe (31 ; 131 ; 231) vorgeschaltet ist.17. Device according to one of claims 5 to 16, characterized in that in the second regulating circuit, at least one high-pass filter (30) is connected upstream of a second setpoint stage (31; 131; 231).
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der zweiten Sollwertstufe (31; 131 ; 231) auf den Eingang eines zweiten Regelantriebs (32) geschaltet sind.18. Device according to one of claims 5 to 17, characterized in that the output signals of the second setpoint stage (31; 131; 231) are connected to the input of a second control drive (32).
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Regelantrieb (22) und/oder der zweite Regeiantrieb (32) in ein erstes bzw. zweites Differentialgetriebe (23; 33) treiben. 19. Device according to one of claims 5 to 18, characterized in that the first control drive (22) and / or the second control drive (32) drive in a first or second differential gear (23; 33).
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelantrieb (32) des die hochfrequenten Meßsignalanteile ausregulierenden, zweiten Regelkreises zur direkten Ansteuerung mindestens einer Walze (4a) des zugeordneten Walzenpaares (4a, 4b) ausgebildet ist.20. Device according to one of claims 5 to 19, characterized in that the control drive (32) of the high-frequency measurement signal components regulating the second control circuit is designed for direct control of at least one roller (4a) of the associated roller pair (4a, 4b).
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Frequenzbereich durch einen Tiefpaß mindestens erster Ordnung begrenzt ist und die Signale im oberen Frequenzbereich durch Subtraktion des Tiefpaßsignalausgangs vom Ursprungssignal gebildet werden.21. Device according to one of claims 5 to 20, characterized in that the lower frequency range is limited by a low-pass filter of at least first order and the signals in the upper frequency range are formed by subtracting the low-pass signal output from the original signal.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, daß im höheren Frequenzbereich Amplituden und Phasenfehler berücksichtigbar sind, die im unteren Frequenzbereich durch Signale im Sperrbereich des Tiefpaßfilters auftreten.22. Device according to one of claims 5 to 21, characterized in that in the higher frequency range, amplitudes and phase errors can be taken into account, which occur in the lower frequency range by signals in the blocking range of the low-pass filter.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Frequenzbereich durch einen Hochpaß mindestens erster Ordnung nach unten hin begrenzt wird und die Signale im unteren Frequenzbereich durch Subtraktion des Hochpaßausgangssignals vom Ursprungssignal gebildet werden.23. Device according to one of claims 5 to 20, characterized in that the upper frequency range is limited downwards by a high-pass filter of at least first order and the signals in the lower frequency range are formed by subtracting the high-pass output signal from the original signal.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß Maschinenelemente einschließlich Walzen (2a, 2b, 3a, 3b), die ein insgesamt höheres Massenträgheitsmoment als Maschinenelemente mit einschließlich Walzen (4a, 4b) mit einem insgesamt niedrigeren Massenträgheitsmoment aufweisen, als Tiefpaß verwendet werden.24. Device according to one of claims 5 to 23, characterized in that machine elements including rollers (2a, 2b, 3a, 3b), which have an overall higher moment of inertia than machine elements including rollers (4a, 4b) with an overall lower moment of inertia, can be used as a low pass.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tachogenerator (116) zur Ermittlung der Tiefpaßfilterwirkung an mindestens einem Antriebselement, insbesondere einer der Walzen (2a, 2b, 3a, 3b), vorgesehen ist.25. The device according to claim 24, characterized in that a tachometer generator (116) for determining the low-pass filter effect on at least one drive element, in particular one of the rollers (2a, 2b, 3a, 3b), is provided.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Regulierkreis eine erste Sollwertstufe (221) umfaßt, an deren Eingang die Meßsignale der mindestens einen Bandquerschnittmeßeinrichtung (8) anlegbar sind und dessen Ausgangssignale als Eingangssignale auf eine zweite Sollwertstufe (231) im zweiten Regulierkreis gebbar sind.26. Device according to one of claims 5 to 25, characterized in that the first regulating circuit comprises a first setpoint stage (221), at the input of which the measurement signals of the at least one strip cross-section measuring device (8) can be applied and whose output signals can be given as input signals to a second setpoint stage (231) in the second regulating circuit.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertstufe (221) des zweiten Regelkreises die in Spannungssignale umgewandelten Geschwindigkeits-Istwerte eines Walzenpaars (3a, 3b) aufschaltbar sind.27. The device according to one of claims 5 to 26, characterized in that the setpoint stage (221) of the second control circuit, the actual speed values of a roller pair (3a, 3b) converted into voltage signals can be connected.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß den Sollwertstufen (21 , 31 ; 121, 131 ; 221 , 231) des ersten und/oder des zweiten Regel- kreises die in Spannungssignale umgewandelten Geschwindigkeits-Istwerte eines28. Device according to one of claims 5 to 27, characterized in that the setpoint stages (21, 31; 121, 131; 221, 231) of the first and / or of the second control circuit include the actual speed values converted into voltage signals
Antriebsmotors (14), insbesondere des Hauptmotors der Spinnereimaschine aufschaltbar sind.Drive motor (14), in particular the main motor of the spinning machine can be connected.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Bandquerschnittmeßeinrichtung (8) als mechanische Abtastvorrichtung oder auf Mikrowellen basierende Abtastvorrichtung für mindestens ein Faserband (FB) ausgebildet ist. 29. Device according to one of claims 5 to 28, characterized in that the at least one tape cross-section measuring device (8) is designed as a mechanical scanning device or microwave-based scanning device for at least one sliver (FB).
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