EP0799915B2 - Method and apparatus for the sliver regulation in a carding machine - Google Patents
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- EP0799915B2 EP0799915B2 EP97810174A EP97810174A EP0799915B2 EP 0799915 B2 EP0799915 B2 EP 0799915B2 EP 97810174 A EP97810174 A EP 97810174A EP 97810174 A EP97810174 A EP 97810174A EP 0799915 B2 EP0799915 B2 EP 0799915B2
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
- D01G15/00—Carding machines or accessories; Card clothing; Burr-crushing or removing arrangements associated with carding or other preliminary-treatment machines
- D01G15/02—Carding machines
- D01G15/12—Details
- D01G15/46—Doffing or like arrangements for removing fibres from carding elements; Web-dividing apparatus; Condensers
- D01G15/62—Slubbing-winding apparatus
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
- D01G23/00—Feeding fibres to machines; Conveying fibres between machines
- D01G23/06—Arrangements in which a machine or apparatus is regulated in response to changes in the volume or weight of fibres fed, e.g. piano motions
Definitions
- the invention relates to a method and a device for belt regulation for a card, that is, a machine having a provided with a set drum (also called Tambour), wherein the clothing of the drum with distributed around the circumference of the drum working elements (eg Wanderdekkel ) works together to achieve a carding effect.
- a machine also includes a supply of material, e.g. with a breeze - also called licker-in - and a speed-controllable feed roller and a so-called outlet, which comprises a pick-up, which takes over a fiber fleece from the drum and passes it on.
- the invention relates to a method and apparatus for controlling a card during a so-called "transient" phase, i. during a period where the discharge speed changes.
- transient phase i. during a period where the discharge speed changes.
- Examples of such phases are the run-up phase during start-up, the braking phase when stopping and the corresponding acceleration phases (positive and negative) during can change.
- a general device for controlling, among other things, the speeds of the feed roller and the pickup is described in US-A-4530134.
- the document discloses a device that monitors important operating parameters of a card and continuously controls and regulates speeds, for example of feed roller and pickup, based on a fixed program. Such a possible regulation is described by document FR-A-2515695.
- a PI controller is described in which the control time constant of the controller is set as a function of the take-off speed or the feed speed.
- the basic object of the invention is to improve the controlled process during a transient phase such that tape breaks can be avoided.
- a secondary object (the preferred solution) is to improve the process so that regulation can also be used during the transient phase.
- Fig. 1 is a known Wanderdekkelkarde, eg the card C50 of the Applicant, shown schematically.
- the fiber material is fed in the form of dissolved and purified flakes in the hopper 20, taken from a Briseur 32 (Fig. 3) (also called licker) as Wattenvorlage, a Tambour (or drum) 40 passed and by the cooperation of the drum with one Hiking lid set 52 dissolved and cleaned.
- the covers of the traveling lid set 52 are guided by a suitable drive system of the revolving flat unit via deflection rollers along a closed path (in the same direction or in opposite directions to the direction of rotation of the spool).
- Fibers from the web located on the spool 40 are removed by a pickup 70 and formed into a sliver 90 in a run-out section 80 consisting of different rolls.
- This card sliver 90 is deposited by a sliver tray (not shown) in a transport can in cycloid turns.
- Figure 2 shows schematically a computer 4 with input and output signals. Signals are input from two sensors B5 and B6, which will be explained in more detail below, as well as signals which include, among other things, the speed of the card sliver at the exit (Va) and various data, e.g. Set targets for tape weight.
- the basic principle of conventional belt regulation is based on two measures, namely a "long-term” regulation and a regulation with "short-term addition" at the inlet, where disturbances at the time of feeding are to be compensated. According to this invention, a third measure is taken, but will be explained in more detail after an explanation of the conventional system.
- a sensor B5 which is arranged on a feed trough 6B detects the unevenness of the weight of the incoming wadding pattern. These correspond to the deflections of the pivotally mounted feed trough with respect to the feed roller 6A (see also FIG. 3).
- the sensor B5, as shown in Fig. 1, the computer 4 provides a cross-sectional signal dependent 6.
- the electronics influenced by the signal 7 via a control unit 8, the drive motor (not shown) of the feed roller 6A and thus the speed of the feed roller.
- the further sensor B6 shown in FIG. 1 scans the outgoing card sliver and delivers an electrical signal 2 dependent on the band weight to the regulation (the computer) 4.
- the card sliver leaving the sliver draws off the clamping point of two step rollers 11, 12 out.
- the lower roller 12 is driven, the upper roller 11 is vertically movable via a spring-loaded lever.
- This roller is driven by the outgoing card sliver and the stroke of the roller 11 (shown from the distance L between the axes of the two rollers in Fig. 4), corresponds to the thickness of the card sliver.
- the new band must be threaded through the funnel 13 between the rollers 11, 12 and forwarded to the tape tray again. This is done at a relatively low, constant delivery speed (in the "crawl").
- An actual value is read in as input signal 2 to the computer 4 independently of the exit speed and compared with the previously entered the electronics band weight target value, cf. also Fig.2.
- the speed of the feed roller is influenced accordingly by the control in order to keep the weight of the strip in the outlet constant.
- the sensor B5 provides readings used by the computer 4 for the "short term addition", while the sensor B6 provides readings used by the computer 4 to realize “long term regulation”.
- the "dead time” of the controlled system must be taken into account, i. the time that elapses after a change is made to the feed roller until the corresponding effect appears at the measuring point (at sensor B6). This dead time is so long in the card that the long-term regulation is used only for "number keeping" (to avoid drift).
- the dead time from the feed roller 6A to the measuring point B6 is only of secondary importance in connection with this invention. However, there is a corresponding (somewhat shorter but nevertheless significant) dead time from the feed roller 6A to the transition point from the drum 40 to the pickup 70. The latter dead time is of central importance in connection with the invention. It will be described in the description of FIGS. 8 and 9 used.
- the outward speed is controlled by a control loop as the setpoint changes (i.e., during a transient phase, e.g., during run-up). This serves to adjust the speed of the discharge motor 50 in Fig. 6 accordingly.
- the initiator ( Figure 1) on the step rollers 11,12 provides the computer 4 pulses. These are converted into the speed at the outlet (Vauslauf). This speed is compared with a predetermined discharge speed, see Fig. 2.
- the resulting control value 60 is given to the frequency converter 30 in Figure 6.
- the known belt regulation works only after the operating state has been reached, provided that this state requires a discharge speed greater than 50 m / min. Below 50 m / min, as well as during startup and deceleration, is automatically switched to the unregulated operation, i. the short-term supplement and the long-term regulation are inactive. At this point, the invention begins. It relates to a belt regulation for use during the run-up and down-stroke phases of the exit speed. The invention will be explained below with reference to the diagrams of FIGS. 7, 8 and 9.
- the first two sections of the plot are the same in all diagrams (i), (ii) and (iii), i. at the first acceleration (section a) to the end of the creep phase (section b), where threading takes place at constant (low) exit speed.
- a constant ratio between the speed of the feed roller and that of the pickup has been chosen.
- the same ratio is maintained during further acceleration from the crawl to the operating speed (Section c).
- the said ratio is the same when operating speed is reached, since it represents an important technology parameter (the basic distortion of the machine).
- the sections (c) can not be linear, because after the decrease at the beginning of this section the final target Z can only be achieved by a bent or a curved course.
- Fig. 8 is a timing chart for the process of increasing the speeds of a card in the so-called pass-through phase, e.g. in the phase where the different rollers have not yet reached their operating speed after switching on the machine.
- the curves S and A show the increasing speed of the feed roller 6A and the pickup 70, curves T and V the increasing speed of the drum 40 and the licker-in 32.
- the above-mentioned passage phase is e.g. on the abscissa between the time values T2 and T3 for the feed roller and the customer can be seen.
- a braking process represents a passage phase, such.
- abscissa between time values T4 and Te for the drum and the licker-in is e.g. on the abscissa between time values T4 and Te for the drum and the licker-in.
- Fig. 8 shows the order in which the individual rolls of a card are usually turned on.
- the drum 40 drum
- the pickup 70 and the feed roller 6A see curves A and S.
- the drum 40 drum
- Asynchromotor for the feed roller 6A another for the drum 40 (from this also Briseur and revolving lid are driven) and a separate Asynchromotor for the outlet 80 (inclusive customer 70) to provide.
- Fig. 9 shows schematically and simplified the effect of the dead time in the formation of a card sliver from a template during a transient phase.
- the sections of fiber flow are shown on the feed roller (6A), the licker-in and the drum (32, 40) and the spout (80).
- warpage i.e., roll-to-roll speed differences
- Fig. 9 has been neglected. The effects shown are only those of the speed changes during the run-up.
- the feed roller applies to the licker-in and spool a non-woven fabric (from a cotton pad) having a thickness D at any time during start-up, eg, at time Tw (FIG. 8).
- 9 now represents a "snapshot" of the fiber flow through the card at the same time Tw.
- Tw dead time
- the pickup (as shown in Figure 8) ran at such a speed that it could pick up and pass a layer of fiber corresponding to the thickness D1 from the drum.
- Tw he is already running at a higher speed.
- the already fast turning Buyer "tries” to take more material than it is provided. This forms at the outlet of a thin band whose weight is below the intended weight, see the course of the curve K2 in Fig. 10.
- a similar (but reversed) problem arises in the deceleration phase, see. right side of the diagram in Fig.10, where a too thick card sliver is produced, as will be explained in more detail below.
- a significant reason for the weakening of the band is therefore in the delay time (called control technology "dead time”), which (on average) needs a fiber to get from the feed roller to the customer.
- FIG. 10 shows a ramp-up and -brake curve K1 for the speed of the belt and a curve K2 for the belt thickness.
- the left-hand ordinate indicates the speed VA of the belt, on the right-hand ordinate the belt weight in ktex, on the abscissa the time of the belt Start-up procedure or the braking operation.
- the setpoint or set value for the strip thickness is entered. As can be seen, this results for the run-up, i. from an outfeed speed of the belt in the range of 15 m / s up to the operating speed, an undesired band formation, where a below-target band is produced.
- the right-hand side of the diagram shows that an undesired (too thick) belt is also produced during the braking process.
- the first embodiment provides a mutual adjustment of the speeds of the rollers at the inlet and outlet.
- the ramp-up of the speed of the pickup 70 in the outlet is shifted from the run-up of the speed of the feed roller 6A in the inlet such that the pickup 70 starts to run up at a later time.
- the feed roller 6A will be able to deliver more material to the drum 40 in the critical period of run-up. It is thereby prevented that at any time when removing a web from the Trommeloberf kaue thereon is a layer of material with a smaller thickness than that which corresponds to the effective effective speed of the pickup at the same time. Rather, there will be a layer of material of sufficient thickness so that no thinned web is transferred to the customer.
- Curve VE shows the increase in speed at the inlet
- curve VA the increase in speed at the outlet.
- the speed VE begins to increase at the time TI until it reaches its intended size (during normal operation of the machine) at the time TIII.
- the velocity VA begins to increase at a later time TII and thus attains its intended size at a later time TIV. This results in a delay Tl, Tll on the abscissa t.
- the adjustment of the speeds of the two rolls starts first at time TI (not at time T0), since the time period T0-TI is required for threading the flock in the hopper area.
- a further embodiment (FIG. 12) of the invention is based on the fact that in the critical phase the speed (VE) of the feed roller 6A is accelerated more strongly than the VA of the pickup 70.
- VE speed of the feed roller 6A
- the influence of the speed of the two rollers at the inlet and outlet begins at the same time TG. While the speed of the feed roller is rising sharply at this time, on the other hand, the acceleration of the pickup in the time interval TG-TG1 becomes relatively slow, i.e., slower. It only starts to rise sharply at time TG1.
- the regulation of the feed roller is carried out at an outfeed speed of the belt of about 0.15 m / min and that of the pickup at a speed in the range of about 15 m / min.
- This process is carried out in such a way that go from the computer 4 at the same time TG signals 7 and 60 to the drive motors of the two rolls.
- the slopes of the two driving curves are preprogrammed.
- the processes according to FIGS. 11 and 12 can also be adapted to the deceleration phase.
- the deceleration of the feed roll speed required for the deceleration is triggered at an earlier point in time than the corresponding step for the outlet 80 takes place.
- the computer 4 triggers the deceleration of the pickup 70 (the spout 80) at the time when the deceleration of the feed roller begins, the slope of the "braking curve" for the feed roller is higher than the slope of the brake curve for the Spout is selected.
- the rollers of the outlet 80 are coordinated so that the at the transition from the Drum 40 to 70 formed fiber fleece at the transition to the subsequent roll (take-off roll) practically completely removed from the customer and then forwarded as a nonwoven until this web is folded into a ribbon 90.
- the rollers of the inlet are matched to one another in a corresponding manner, so that the fiber fleece drawn from the feed roll 6A from the original wadding is passed on as a fleece at each transition until the fibers reach the drum 40.
- the thicker the fiber coating on the drum, the thicker the fiber coating on the pickup (given otherwise operating parameters).
- a predetermined tape weight requires a corresponding web thickness on the picker.
- the two mentioned parameters must be matched to one another, as was explained with reference to FIGS. 9 and 10 for the case of run-up. In that case, the over-fast taker has distorted and "thinned” the "few” fibers provided to him, which can lead to a tear. A “too slow” turning down causes a congestion in the fiber flow, which can lead to a blockage.
- the coasting speed must first be lowered from the value for the normal operation to a lower value at a predetermined time Tk, and then increased again to the operation speed, e.g. to carry out a can change.
- the setpoint for the exit velocity is reduced according to a predetermined "deceleration ramp", causing an immediate deceleration of the doffer 70.
- the drum 40 continues to run at an undiminished speed (peripheral speed).
- the drum 40 still supplies a fiber layer to the pickup 70 fed from the feeding roller 6A at a timing (Tk-Tz, see Fig. 8).
- the speed of the feed roller is of course also discontinued at the time Tk. However, this change can cause nothing at the transition to the customer at the time because of the dead time.
- the long-term regulation remains switched on and the change in the weight of the band is detected, it will further slow down the speed of the feed roller to reduce the supply of fiber to the drum (causing a dilution of the fiber coating on the drum). Because of the already mentioned dead time, the influence of the reduced supply only appears with a delay on the drum surface - meanwhile, however, the speed of the pickup according to the braking ramp has decreased even further. The weight of the band is still too high (despite the use of regulation).
- the discharge speed is increased again, to bring the card back to the target production (operating state) again.
- the ratio of the peripheral speed of the pickup as compared to the peripheral speed of the drum is increased, the pickup takes a lower proportion of the fiber web from the drum, which pulp is thinned from the mentioned reasons to the operating condition.
- the thickness of the fiber coating on the customer decreases again.
- the long-term control can not effectively counteract this effect because of the dead time.
- the control algorithm of the long-term controller (realized in the software or programming of the computer 4) normally contains an integral part. So far, fiber flow changes during a transient phase have interacted with this integral part of the algorithm in such a way that the occurring error is increased for the time being before it can subsequently be corrected.
- the long-term control has thus far been switched off during run-up and slow-down phases (i.e., during transient phases), since it does not correct the variations in the band weight, but rather makes compensation more difficult.
- the thickness of the fiber layer on the drum is changed in time so that the subsequent influence of a (transient) change of the discharge speed on the band weight (on the removal of fibers from the drum) is at least partially compensated.
- the exact feedforward characteristic must be determined (empirically) depending on the details of the card design, i. depending on the effective dead time feed roller ⁇ delivery point as well as on the effective change of the "collective power" of the pickup at a given change in its speed.
- the invention makes possible a further improvement - the fiber flow can be stabilized in such a way that the long-term regulation no longer causes a disturbing effect even in the case of a transient phase, but rather improves the band uniformity.
- the computer 4 can therefore be programmed so that the long-term regulation is already switched on during startup (after completion of the creeper) and remains switched on when braking to a corresponding discharge speed. The long-term regulation remains active during the can change.
- An improvement in band uniformity may e.g. be achieved by the fact that the long-term regulation can be switched on from a discharge speed of about 35 m / min.
- the present invention is by no means limited to the embodiments mentioned above only by way of example. In particular, it is not limited to the run-up from the crawlspace, the deceleration to a standstill or the can change.
- the controller (computer) 41 may be programmed to detect an imminent transient phase (e.g., via a change in the ramp rate setpoint) and initiate a corresponding feedforward control of the fiber flow by controlling the feed roll speed.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bandregulierung für eine Karde, das heisst, eine Maschine, die eine mit einer Garnitur versehene Trommel (auch Tambour genannt) aufweist, wobei die Garnitur der Trommel mit um den Umfang der Trommel verteilten Arbeitselemente (z.B. Wanderdekkel) zusammenarbeitet, um eine Kardierwirkung zu erzielen. Eine solche Maschine umfasst ebenfalls eine Materialzufuhr z.B. mit einem Briseur - auch Vorreisser genannt - und einer drehzahlsteuerbaren Speisewalze und einem sogenannten Auslauf, der einen Abnehmer umfasst, welcher von der Trommel ein Faservlies übernimmt und weitergibt.The invention relates to a method and a device for belt regulation for a card, that is, a machine having a provided with a set drum (also called Tambour), wherein the clothing of the drum with distributed around the circumference of the drum working elements (eg Wanderdekkel ) works together to achieve a carding effect. Such a machine also includes a supply of material, e.g. with a breeze - also called licker-in - and a speed-controllable feed roller and a so-called outlet, which comprises a pick-up, which takes over a fiber fleece from the drum and passes it on.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Karde während einer sogenannten "transienten" Phase, d.h. während einer Periode, wo sich die Auslaufgeschwindigkeit verändert. Beispiele solcher Phasen sind die Hochlaufphase beim Anlaufen, die Bremsphase beim Abstellen und die entsprechenden Beschleunigungsphasen (positive und negative) beim Kannenwechseln.The invention relates to a method and apparatus for controlling a card during a so-called "transient" phase, i. during a period where the discharge speed changes. Examples of such phases are the run-up phase during start-up, the braking phase when stopping and the corresponding acceleration phases (positive and negative) during can change.
Eine allgemeine Vorrichtung, um unter anderem die Drehzahlen der Speisewalze sowie des Abnehmers zu steuern, beschreibt die US-A-4530134. Die Schrift offenbart eine Vorrichtung, die wichtige Betriebsparameter einer Karde überwacht und Drehzahlen, beispielsweise von Speisewalze und Abnehmer, anhand eines fixen Programmes kontinuierlich steuert und regelt. Eine solche mögliche Regelung beschreibt die Schrift FR-A-2515695. Hier wird ein PI-Regler beschrieben, bei welchem die Regelzeitkonstante des Reglers in Abhängigkeit der Abzugsgeschwindigkeit oder der Zufuhrgeschwindigkeit eingestellt wird.A general device for controlling, among other things, the speeds of the feed roller and the pickup is described in US-A-4530134. The document discloses a device that monitors important operating parameters of a card and continuously controls and regulates speeds, for example of feed roller and pickup, based on a fixed program. Such a possible regulation is described by document FR-A-2515695. Here a PI controller is described in which the control time constant of the controller is set as a function of the take-off speed or the feed speed.
Der konventionelle Ablauf beim Anlaufen bzw. Bremsen wird nachfolgend anhand der Figuren beschrieben. Dieser Ablauf dient als Beispiel einer "transienten" Phase, die anderen transienten Phasen laufen entsprechend ab.The conventional procedure when starting or braking will be described below with reference to the figures. This procedure serves as an example of a "transient" phase, the other transient phases proceed accordingly.
Dieser heute noch konventionelle Ablauf führt aber bekannterweise zu einem "instabilen" Faserfluss insbesondere in der Auslaufpartie der Karde. Dies führte bisher zu zwei ungünstigen Wirkungen:
- 1. Es war nicht möglich, diesen instabilen Faserfluss einer Regulierung zu unterwerfen, und
- 2. die zeitlichen Veränderungen im Faserfluss könnten zu einem Bandbruch führen, was das erneute Einfädeln (mit anschliessender transienter Phase) erforderte.
- 1. It was not possible to subject this unstable fiber flow to regulation, and
- 2. The temporal changes in the fiber flow could lead to a band break, which required the re-threading (with subsequent transient phase).
Die Grundaufgabe der Erfindung besteht darin, der gesteuerte Ablauf während einer transienten Phase derart zu verbessern, dass Bandbrüche vermieden werden können.The basic object of the invention is to improve the controlled process during a transient phase such that tape breaks can be avoided.
Eine sekundäre Aufgabe (der bevorzugten Lösung) besteht darin, den Ablauf derart zu verbessern, dass eine Regulierung auch während der transienten Phase eingesetzt werden kann.A secondary object (the preferred solution) is to improve the process so that regulation can also be used during the transient phase.
Die Lösung der Grundaufgabe ist in Anspruch 1 angegeben.The solution of the basic task is specified in
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt:
- Fig. 1
- schematisch eine bekannte Karde mit Sensoren für die Bandregulierung
- Fig. 2
- schematisch eine Bandregulierung
- Fig. 3
- schematisch ein Messorgan am Einlauf (an der Speisewalze)
- Fig. 4
- eine seitliche Ansicht des aus Stufenwalzen gebildeten Messorgans am Auslauf
- Fig. 5
- Querschnitt eines Messorgans am Auslauf
- Fig. 6
- schematisch den Auslauf der Karde nach Fig. 1 mit einem Sensor für die Auslaufgeschwindigkeit des Kardenbandes
- Fig. 7
- drei Diagramme, wobei das Diagramm (i) den Stand der Technik und die Diagramme (ii) und (iii) zwei Ausführungen der Erfindung darstellen.
- Fig. 8
- ein Zeit/Geschwindigkeitsdiagramm für den Anlaufvorgang verschiedener Walzen der Karde nach Fig. 1
- Fig. 9
- eine schematische Darstellung der Wirkung der Totzeit in einer Karde nach Fig. 1
- Fig.10
- ein Zeitdiagramm zur Erklärung des Verlaufes vom Bandgewicht beim Hochlaufen aus dem bzw. beim Tieflaufen in den Kriechgang
- Fig.11
- ein erstes Arbeitsprinzip nach der Erfindung
- Fig.12
- ein weiteres Arbeitsprinzip nach der Erfindung
- Fig. 1
- schematically a known card with sensors for belt regulation
- Fig. 2
- schematically a belt regulation
- Fig. 3
- schematically a measuring element at the inlet (at the feed roller)
- Fig. 4
- a lateral view of the measuring element formed by step rollers at the outlet
- Fig. 5
- Cross section of a measuring device at the outlet
- Fig. 6
- schematically the outlet of the card of FIG. 1 with a sensor for the discharge speed of the card sliver
- Fig. 7
- three diagrams, wherein the diagram (i) represent the prior art and the diagrams (ii) and (iii) represent two embodiments of the invention.
- Fig. 8
- a time / speed diagram for the starting operation of various rollers of the card of FIG. 1
- Fig. 9
- a schematic representation of the effect of dead time in a card according to Fig. 1st
- Figure 10
- a time chart to explain the course of the band weight when running up from the or during deep running in the crawlspace
- Figure 11
- a first working principle of the invention
- Figure 12
- another working principle of the invention
In Fig. 1 ist eine an sich bekannte Wanderdekkelkarde, z.B. die Karde C50 der Anmelderin, schematisch dargestellt. Das Fasermaterial wird in der Form von aufgelösten und gereinigten Flocken in den Füllschacht 20 eingespeist, von einem Briseur 32 (Fig. 3) (auch Vorreisser genannt) als Wattenvorlage übernommen, einem Tambour (oder Trommel) 40 übergeben und durch die Zusammenarbeit des Tambours mit einem Wanderdeckelsatz 52 aufgelöst und gereinigt. Die Dekkel des Wanderdeckelsatzes 52 werden durch einen geeigneten Antriebssystem des Wanderdeckelaggregates über Umlenkrollen einem geschlossenen Pfad entlang (gleichläufig oder gegenläufig zur Drehrichtung des Tambours) geführt. Fasern aus dem auf dem Tambour 40 befindlichen Vlies werden von einem Abnehmer 70 abgenommen und in einer aus verschiedenen Walzen bestehenden Auslaufpartie 80 zu einem Faserband 90 gebildet. Dieses Kardenband 90 wird von einer Bandablage (nicht gezeigt) in eine Transportkanne in zykloidischen Windungen abgelegt.In Fig. 1 is a known Wanderdekkelkarde, eg the card C50 of the Applicant, shown schematically. The fiber material is fed in the form of dissolved and purified flakes in the hopper 20, taken from a Briseur 32 (Fig. 3) (also called licker) as Wattenvorlage, a Tambour (or drum) 40 passed and by the cooperation of the drum with one Hiking lid set 52 dissolved and cleaned. The covers of the traveling lid set 52 are guided by a suitable drive system of the revolving flat unit via deflection rollers along a closed path (in the same direction or in opposite directions to the direction of rotation of the spool). Fibers from the web located on the
Das von der Karde an die nächstfolgende Verarbeitungsstufe z.B. eine Strecke gelieferte Band soll möglich gleichmässig sein. Daher ist eine Bandregulierung erforderlich. Diese wird folgend anhand der Figuren 2 bis 6 erläutert.That from the card to the next processing stage, e.g. a band supplied should be possible evenly. Therefore, a band regulation is required. This will be explained below with reference to Figures 2 to 6.
Figur 2 zeigt schematisch einen Computer 4 mit Eingangs- und Ausgangssignalen. Eingegeben werden Signale von zwei Sensoren B5 und B6, die nachfolgend näher erläutert werden, sowie Signale, welche unter anderem die Geschwindigkeit des Kardenbandes am Auslauf (Va) und verschiedene Daten wie z.B. Sollwerte für Bandgewicht darstellen. Das Grundprinzip der konventionellen Bandregulierung beruht auf zwei Massnahmen, nämlich einer "Langzeit"-Regulierung und einer Regulierung mit "Kurzzeitzusatz" am Einlauf, wo Störgrössen zum Zeitpunkt der Speisung ausgeglichen werden sollen. Nach dieser Erfindung wird eine dritte Massnahme getroffen, die aber erst nach einer Erklärung des konventionellen Systems näher erläutert wird.Figure 2 shows schematically a
Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, erfasst ein Sensor B5, welcher an einer Speisemulde 6B angeordnet ist, die Ungleichmässigkeiten des Gewichts der einlaufenden Wattenvorlage. Diese entsprechen den Auslenkungen der schwenkbar gelagerten Speisemulde gegenüber der Speisewalze 6A (siehe auch Fig. 3). Der Sensor B5, wie in Fig. 1 gezeigt, liefert dem Computer 4 ein querschnittsabhängiges Signal 6. Die Elektronik beeinflusst mit dem Signal 7 über einen Steuergerät 8 den Antriebsmotor (nicht gezeigt) der Speisewalze 6A und damit die Drehzahl der Speisewalze.As can be seen from FIG. 1, a sensor B5 which is arranged on a feed trough 6B detects the unevenness of the weight of the incoming wadding pattern. These correspond to the deflections of the pivotally mounted feed trough with respect to the
Der weitere in Fig. 1 gezeigte Sensor B6 tastet das auslaufende Kardenband ab und liefert ein vom Bandgewicht abhängiges, elektrisches Signal 2 an die Regulierung (den Computer) 4. Durch einen Trichter 13, siehe Fig. 5, wird das den Bandabzug verlassende Kardenband an den Klemmpunkt von zwei Stufenwalzen 11, 12 geführt. Die untere Walze 12 ist angetrieben, die obere Walze 11 ist über einen federbelasteten Hebel vertikal beweglich. Diese Walze wird vom auslaufenden Kardenband angetrieben und der Hub der Walze 11 (abgebildet aus der Distanz L zwischen den Achsen der beiden Walzen in Fig. 4), entspricht der Dicke des Kardenbandes. Nach einem Bandbruch muss das neue Band wieder durch den Trichter 13 zwischen den Walzen 11, 12 eingefädelt und an die Bandablage weitergeleitet werden. Dies erfolgt bei einer relativ niedrigen, konstanten Liefergeschwindigkeit (im "Kriechgang").The further sensor B6 shown in FIG. 1 scans the outgoing card sliver and delivers an
Ein Ist-Wert wird als Eingangssignal 2 dem Computer 4 unabhängig von der Auslaufgeschwindigkeit eingelesen und mit dem vorher der Elektronik eingegebenen Bandgewicht-Sollwert verglichen, vgl. auch Fig.2. Die Drehzahl der Speisewalze wird durch die Steuerung entsprechend beeinflusst, um das Bandgewicht im Auslauf konstant zu halten.An actual value is read in as
Der Sensor B5 liefert Messwerte, welche durch den Computer 4 für den "Kurzzeitzusatz" verwendet werden, während der Sensor B6 Messwerte liefert, die vom Computer 4 zur Realisierung einer "Langzeitregulierung" verwendet werden. In Zusammenhang mit der Langzeitregulierung muss die "Totzeit" der Regelstrecke berücksichtigt werden, d.h. die Zeit, die Vergeht, nachdem eine Änderung an der Speisewalze durchgeführt wird bis die entsprechende Wirkung an der Messstelle (am Sensor B6) erscheint. Diese Totzeit ist in der Karde derart lang, dass die Langzeitregulierung nur zur "Nummerhaltung" (zur Vermeidung von Drift) verwendet wird.The sensor B5 provides readings used by the
Die Totzeit ab der Speisewalze 6A bis zur Messstelle B6 ist in Zusammenhang mit dieser Erfindung von nur untergeordneter Bedeutung. Es gibt aber eine entsprechende (etwas kürzere aber immerhin erhebliche) Totzeit ab der Speisewalze 6A bis zur Übergangsstelle von der Trommel 40 zum Abnehmer 70. Die letztgenannte Totzeit ist von zentraler Bedeutung in Zusammenhang mit der Erfindung, darauf wird in der Beschreibung der Figuren 7, 8 und 9 zurückgegriffen.The dead time from the
Die Auslaufgeschwindigkeit wird bei der Veränderung eines Sollwertes (d.h. während einer transienten Phase, z.B. beim Hochlauf, bzw. beim Tieflauf) von einem Regelkreis kontrolliert. Dieser dient dazu die Drehzahl des Auslaufmotors 50 in Fig. 6 entsprechend einzustellen. Der Initiator (Fig. 1) an den Stufenwalzen 11,12 liefert dem Computer 4 Impulse. Diese werden umgerechnet in die Geschwindigkeit am Auslauf (Vauslauf). Diese Geschwindigkeit wird mit einer vorgegebenen Auslaufgeschwindigkeit verglichen, vgl Fig. 2. Der resultierende Stellwert 60 wird an den Frequenzumrichter 30 in Fig.6 gegeben.The outward speed is controlled by a control loop as the setpoint changes (i.e., during a transient phase, e.g., during run-up). This serves to adjust the speed of the discharge motor 50 in Fig. 6 accordingly. The initiator (Figure 1) on the
Die bekannte Bandregulierung arbeitet nur, nachdem der Betriebszustand erreicht worden ist, vorausgesetzt, dieser Zustand eine Auslaufgeschwindigkeit grösser als 50m/min erfordert. Unterhalb 50 m/min, sowie beim Hochlauf und Abbremsen, wird automatisch auf den unregulierten Betrieb geschaltet, d.h. der Kurzzeitzusatz und die Langzeitregulierung sind inaktiv. An dieser Stelle setzt die Erfindung ein. Sie betrifft eine Bandregulierung zur Anwendung während des Hochlauf- und Tieflaufphasen der Auslaufgeschwindigkeit. Die Erfindung wird vorerst nachfolgend anhand der Diagrammen der Figuren 7, 8 und 9 erklärt.The known belt regulation works only after the operating state has been reached, provided that this state requires a discharge speed greater than 50 m / min. Below 50 m / min, as well as during startup and deceleration, is automatically switched to the unregulated operation, i. the short-term supplement and the long-term regulation are inactive. At this point, the invention begins. It relates to a belt regulation for use during the run-up and down-stroke phases of the exit speed. The invention will be explained below with reference to the diagrams of FIGS. 7, 8 and 9.
In allen drei Diagrammen der Fig. 7 ist der Verlauf des Verhältnisses der Drehzahl des Abnehmers 32 gegenüber der Speisewalze 6A dargestellt, und zwar (als Beispiel) beim Anlaufen der Karde aus dem Stillstand.In all three diagrams of Fig. 7, the curve of the ratio of the rotational speed of the pickup 32 relative to the
Die ersten zwei Abschnitte des Verlaufes sind in allen Diagrammen (i), (ii) und (iii) gleich, d.h. beim ersten Beschleunigen (Abschnitt a) bis zum Ende der Kriechgangsphase (Abschnitt b), wo das Einfädeln bei konstanter (niedriger) Auslaufgeschwindigkeit stattfindet. In allen drei Fällen ist dafür ein konstantes Verhältnis zwischen der Drehzahl der Speisewalze und derjenigen des Abnehmers gewählt worden. Beim Stand der Technik (Diagramm i) wird das gleiche Verhältnis beim weiteren Beschleunigen aus dem Kriechgang bis zur Betriebsgeschwindigkeit (Abschnitt c) aufrechterhalten.The first two sections of the plot are the same in all diagrams (i), (ii) and (iii), i. at the first acceleration (section a) to the end of the creep phase (section b), where threading takes place at constant (low) exit speed. In all three cases, a constant ratio between the speed of the feed roller and that of the pickup has been chosen. In the prior art (Diagram i), the same ratio is maintained during further acceleration from the crawl to the operating speed (Section c).
In der Fig. 7 (ii) gibt es vorerst im Abschnitt c eine "sprungartige" Änderung (mit einem "Knick") im genannten Verhältnis z.B. deswegen, weil der Hochlauf des Abnehmers gegenüber dem Hochlauf der Speisewalze verzögert wird. In der Fig. 7 (iii) findet im Abschnitt c keine sprungartige, sondern eine stetige Veränderung des Verhältnisses statt, die eine vorerst abfallende Neigung aufweist (verlangsamter Anlauf des Abnehmers beim gleichzeitigen Auslösen des Hochlaufes beider Walzen).In Fig. 7 (ii), for the time being, in section c, there is a "jump-like" change (with a "kink") in said ratio, e.g. because the run-up of the pickup is delayed compared to the run-up of the feed roller. In FIG. 7 (iii), in section c, there is no sudden, but a steady change in the ratio, which has a tendency to drop for the time being (slower start-up of the pickup when simultaneously triggering the run-up of both rolls).
Es ist zu bemerken, dass in allen drei Diagrammen das genannte Verhältnis beim Erreichen der Betriebsgeschwindigkeit gleich ist, da es ein wichtiges Technologieparameter (den Grundverzug der Maschine) darstellt. In den Diagrammen (ii) und (iii) können die Abschnitte (c) nicht linear verlaufen, weil nach dem Rückgang am Anfang dieses Abschnittes das Endziel Z nur durch einen geknickten bzw. einen gekrümmten Verlauf erreicht werden kann.It should be noted that in all three diagrams, the said ratio is the same when operating speed is reached, since it represents an important technology parameter (the basic distortion of the machine). In the diagrams (ii) and (iii) the sections (c) can not be linear, because after the decrease at the beginning of this section the final target Z can only be achieved by a bent or a curved course.
Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm für den Anstiegvorgang der Geschwindigkeiten einer Karde in der sogenannten Durchgangsphase, z.B. in der Phase, wo die unterschiedlichen Walzen nach Einschalten der Maschine noch nicht ihre Betriebsgeschwindigkeit erreicht haben. Die Kurven S und A zeigen die ansteigende Geschwindigkeit der Speisewalze 6A und des Abnehmers 70, Kurven T und V die ansteigende Geschwindigkeit der Trommel 40 und des Vorreissers 32.Fig. 8 is a timing chart for the process of increasing the speeds of a card in the so-called pass-through phase, e.g. in the phase where the different rollers have not yet reached their operating speed after switching on the machine. The curves S and A show the increasing speed of the
Die oben erwähnte Durchgangsphase ist z.B. auf der Abszisse zwischen den Zeitwerten T2 und T3 für die Speisewalze und den Abnehmer ersichtlich. Ebenfalls ein Bremsvorgang stellt eine Durchgangsphase dar, wie z. B. auf der oben erwähnten Abszisse zwischen Zeitwerten T4 und Te für die Trommel und den Vorreisser gezeigt ist.The above-mentioned passage phase is e.g. on the abscissa between the time values T2 and T3 for the feed roller and the customer can be seen. Also a braking process represents a passage phase, such. For example, on the above-mentioned abscissa between time values T4 and Te for the drum and the licker-in.
Ferner zeigt Fig. 8 die Reihenfolge, in welcher die einzelnen Walzen einer Karde gewöhnlich eingeschaltet werden. Zuerst wird die Trommel 40 (Tambour) eingeschaltet, siehe Kurve T, danach gleichzeitig der Abnehmer 70 und die Speisewalze 6A, siehe Kurven A und S. Aus der früheren Patentanmeldung der Anmelderin EP-A-701 012 ist es bekannt, in der Karde ein separater Asynchromotor für die Speisewalze 6A, ein anderer für die Trommel 40 (von diesem werden auch Briseur und Wanderdeckel angetrieben) und ein separater Asynchromotor für den Auslauf 80 (inklusiver Abnehmer 70) vorzusehen. Weiterhin ist aus dem Diagramm der Fig. 8 auch ersichtlich, dass im Zeitpunkt T2 auf der Abszisse, in welchem Speisewalze und Abnehmer anlaufen, die Trommel und der Vorreisser sich schon bei (oder zumindest in der Nähe) der Betriebsgeschwindigkeit befinden. Darüberhinaus geht aus dem Vergleich der Kurven A und S hervor, dass die Anstieggeschwindigkeit des Abnehmers grösser ist als die der Speisewalze, bevor die beiden Walzen ihre jeweiligen stabilen Betriebsgeschwindigkeiten erreicht haben. Er herrscht aber ein lineares (proportionales) Verhältnis zwischen der Drehzahl der Speisewalze und derjenigen des Abnehmers. Ferner ist in den Kurven S und A ein kurzes Zeitinterval (die Kriechgangpause) TA,TB ersichtlich, in welchem die Geschwindigkeiten des Abnehmers und der Speisewalze konstant bleiben. Dieses Zeitinterval benötigt man in einer Durchgangsphase für das Einfädeln, d.h. das Einführen des Kardenbandes zwischen dem Abzug und dem Trichter 13 (Fig. 6) nach einem Bandbruch.Further, Fig. 8 shows the order in which the individual rolls of a card are usually turned on. First, the drum 40 (drum) is turned on, see curve T, then simultaneously the
Wie nun anhand der Figuren 9 und 10 erklärt werden soll, hat die Totzeit zwischen der Speisewalze 6A und dem Abnehmer 70 zur Folge, dass in einer Karde nach der Fig. 1 während der Hochlaufphase, auch Beschleunigungsphase genannt, die Bandqualität schlecht ist, insbesondere ist das Band viel dünner als erforderlich, so dass die Gefahr von Bandbrüchen gegeben ist. Fig. 9 zeigt schematisch und vereinfacht die Wirkung der Totzeit in der Bildung eines Kardenbandes aus einer Vorlage während einer transienten Phase. Mit I, II und III sind die Abschnitte des Faserflusses auf der Speisewalze (6A), dem Vorreisser und der Trommel (32,40) und dem Auslauf (80) gezeigt. Um die Darstellung und Erklärung zu vereinfachen, ist die Wirkung des Verzuges (d.h. der Geschwindigkeitsunterschiede von Walze zu Walze) in Fig. 9 vernachlässigt worden. Die dargestellten Wirkungen sind nur diejenigen der Geschwindigkeitsänderungen im Verlaufe des Hochlaufens.As will now be explained with reference to FIGS. 9 and 10, the dead time between the
Die Speisewalze gibt an den Vorreisser und Tambour ein Faservlies (aus einer Wattenvorlage) mit einer Dicke D, an einen beliebigen Zeitpunkt während des Anlaufens, z.B. am Zeitpunkt Tw (Fig. 8). Fig. 9 stellt nun ein "Schnappschuss" des Faserflusses durch die Karde zum gleichen Zeitpunkt Tw dar. Wegen der schon erwähnten Totzeit Tz ab der Speisewalze 6A bis zum Übergang zwischen der Trommel 40 und dem Abnehmer 70 entspricht am Zeitpunkt Tw die Dicke der Faserschicht an der Übergangstelle zum Abnehmer nicht D sondern D1 (D1<D). Diese niedrigere Dicke entspricht dem Vlies, welche von der Speisewalze zu einem früheren Zeitpunkt Tw-Tz an den Vorreisser 32 abgegeben wurde, das aber erst am Zeitpunkt Tw an der Übergangstelle zum Abnehmer 70 wirksam wird. Am Zeitpunkt Tw-Tz lief der Abnehmer (nach Fig. 8) mit einer derartigen Drehzahl, dass er eine Faserschicht entsprechend der Dicke D1 von der Trommel übernehmen und weiterleiten könnte. Am Zeitpunkt Tw läuft er aber schon mit einer höheren Drehzahl. Der sich schon schnell drehende Abnehmer "versucht", mehr Material abzunehmen, als ihm zur Verfügung gestellt wird. Damit bildet sich am Auslauf ein dünnes Band dessen Gewicht unterhalb des vorgesehenen Gewichtes liegt, siehe Verlauf der Kurve K2 in Fig. 10. Ein ähnliches (aber umgekehrtes) Problem entsteht in der Abbremsphase, vgl. rechte Seite des Diagramms in Fig.10, wo ein zu dickes Kardenband produziert wird, wie nachfolgend näher erklärt wird.The feed roller applies to the licker-in and spool a non-woven fabric (from a cotton pad) having a thickness D at any time during start-up, eg, at time Tw (FIG. 8). 9 now represents a "snapshot" of the fiber flow through the card at the same time Tw. Because of the already mentioned dead time Tz from the
Ein wesentlicher Grund für die Schwächung des Bandes besteht daher in der Verzögerungszeit (regelungstechnisch "Totzeit" genannt), welche (im Durchschnitt) eine Faser braucht, um von der Speisewalze zum Abnehmer zu gelangen.A significant reason for the weakening of the band is therefore in the delay time (called control technology "dead time"), which (on average) needs a fiber to get from the feed roller to the customer.
Fig 10 stellt eine Hochlauf und -Bremskurve K1 für die Geschwindigkeit des Bandes und eine Kurve K2 für die Banddicke dar. Auf der linken Ordinate ist die Geschwindigkeit VA des Bandes angegeben, auf der rechten Ordinate das Bandgewicht in ktex, auf der Abszisse die Zeit des Hochlaufvorgangs, bzw. des Bremslaufvorgangs. Ferner ist das Sollwert, bzw. Einstellwert für die Banddicke eingetragen. Wie ersichtlich, ergibt sich hier für den Hochlauf, d.h. ab einer Auslaufgeschwindigkeit des Bandes im Bereich 15m/s bis zur Betriebsgeschwindigkeit eine unerwünschte Bandbildung, wo ein unterhalb des Sollwertes liegendes Band produziert wird. Aus der rechten Seite des Diagramms geht hervor, dass im Bremsvorgang ebenfalls ein unerwünschtes (zu dickes) Band produziert wird. Diese Probleme sollen u. a. mit der vorliegenden Erfindung beseitigt werden.FIG. 10 shows a ramp-up and -brake curve K1 for the speed of the belt and a curve K2 for the belt thickness. The left-hand ordinate indicates the speed VA of the belt, on the right-hand ordinate the belt weight in ktex, on the abscissa the time of the belt Start-up procedure or the braking operation. Furthermore, the setpoint or set value for the strip thickness is entered. As can be seen, this results for the run-up, i. from an outfeed speed of the belt in the range of 15 m / s up to the operating speed, an undesired band formation, where a below-target band is produced. The right-hand side of the diagram shows that an undesired (too thick) belt is also produced during the braking process. These problems should u. a. be eliminated with the present invention.
Es werden zwei Lösungsvarianten vorgeschlagen, welche anhand der Figuren 11 und 12 erklärt werden. In diesen Figuren werden nur die Lösungen für den Hochlauf dargestellt, wobei diese Lösungen auf den Tieflauf angepasst werden können.Two variants of the solution are proposed, which are explained with reference to FIGS. 11 and 12. In these figures, only the solutions for the run-up are shown, and these solutions can be adapted to the low-speed.
Die erste Ausführungsform sieht eine gegenseitige Verstellung der Geschwindigkeiten der Walzen am Einlauf und Auslauf vor. Mit anderen Worten der Hochlauf der Geschwindigkeit des Abnehmers 70 im Auslauf wird gegenüber dem Hochlauf der Geschwindigkeit der Speisewalze 6A im Einlauf derart verschoben, dass der Abnehmer 70 zu einem späteren Zeitpunkt hochzulaufen beginnt. Damit wird die Speisewalze 6A in der kritischen Periode des Hochlaufes mehr Material an die Trommel 40 liefern können. Es wird dadurch verhindert, dass zu einem beliebigen Zeitpunkt beim Abnehmen eines Vlieses von der Trommeloberfäche sich darauf eine Materialschicht mit einer geringeren Dicke befindet, als diejenige, die der zum gleichen Zeitpunkt effektiven Drehzahl des Abnehmers entspricht. Es wird vielmehr eine Materialschicht mit einer genügenden Dicke vorhanden sein, so dass kein verdünntes Vlies an den Abnehmer übergeben wird. In Fig 10 ist die Verzögerung mit Kurven VE und VA gezeigt. Kurve VE zeigt den Anstieg der Geschwindigkeit am Einlauf, Kurve VA den Anstieg der Geschwindigkeit am Auslauf. Die Geschwindigkeit VE beginnt zum Zeitpunkt TI anzusteigen bis sie zum Zeitpunt TIII ihre vorgesehene Grösse (im Normalbetrieb der Maschine) erlangt. Die Geschwindigkeit VA beginnt dagegen zu einem späteren Zeitpunkt TII anzusteigen und erlangt damit auch zu einem späteren Zeitpunkt TIV ihre vorgesehene Grösse. Damit ergibt sich eine Verzögerung Tl,Tll auf derAbszisse t. Wie vorher in Erläuterungen zur Fig. 8 gesagt, beginnt die Verstellung der Geschwindigkeiten der beiden Walzen zuerst im Zeitpunkt TI ( nicht zum Zeitpunkt T0), da die Zeitperiode T0-TI für das Einfädeln der Lunte im Bereich des Trichters benötigt wird.The first embodiment provides a mutual adjustment of the speeds of the rollers at the inlet and outlet. In other words, the ramp-up of the speed of the
Der oben beschriebene Vorgang wird dadurch durchgeführt, dass aus dem Computer 4, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, zum Zeitpunkt TI ein Signal 7 an den Antriebsmotor der Speisewalze geht und zu einem späteren Zeitpunkt TII ein Signal 60 an den Antriebsmotor 50 des Abnehmers geht. Um Wiederholungen zu vermeiden wird auf die in der Beschreibung der Figuren 1 bis 5 näher geschilderten Bandregulierungen verwiesen. Dieses bereits dargestellte Vorgehen wird im Computer 4 im voraus programmiert und an den Benutzer mit einem Softwarepaket geliefert.The process described above is carried out by the
Eine weitere Ausführungsform (Fig. 12) der Erfindung liegt daran, dass in der kritischen Phase die Geschwindgigkeit (VE) der Speisewalze 6A gegenüber derjenigen VA des Abnehmers 70 stärker beschleunigt wird. Dieser Vorgang sei anhand der Fig. 12 näher erläutert. Unterschiedlich zu dem in Fig. 11 dargestellten Vorgang beginnt die Beeinflussung der Geschwindigkeit der beiden Walzen am Ein-und Auslauf zum gleichen Zeitpunkt TG. Während die Geschwindigkeit der Speisewalze zu diesem Zeitpunkt stark ansteigt, wird dagegen die Beschleunigung des Abnehmers im Zeitinterval TG-TG1 relativ langsam, d.h. sie beginnt erst im Zeitpunkt TG1 stark anzusteigen. Ferner ist aus diesem Diagramm auch ersichtlich, dass die Regulierung der Speisewalze bei einer Auslaufgeschwindigkeit des Bandes von ca 0,15m/min vorgenommen wird und die des Abnehmers bei einer Geschwindigkeit im Bereich ca 15 m/min. Dieser Vorgang wird in der Weise durchgeführt, dass aus dem Computer 4 zum demselben Zeitpunkt TG Signale 7 und 60 an die Antriebsmotoren der beiden Walzen gehen. Die Steigungen der beiden Fahrkurven sind vorprogrammiert.A further embodiment (FIG. 12) of the invention is based on the fact that in the critical phase the speed (VE) of the
Wie schon angedeutet, sind die Vorgänge nach den Figuren 11 und 12 auch für die Tieflaufphase anpassbar. Gemäss einer Lösung nach der Figur 11 wird die für den Tieflauf erforderliche Verlangsamung der Speisewalzendrehzahl zu einem früheren Zeitpunkt ausgelöst, als den entsprechenden Schritt für den Auslauf 80 erfolgt. Gemäss einer Lösung nach der Figur 12 löst der Computer 4 die Verlangsamung des Abnehmers 70 (des Auslaufes 80) zum Zeitpunkt aus, wo die Verlangsamung der Speisewalze beginnt, wobei die Steilheit der "Bremskurve" für die Speisewalze höher als die Steilheit der Bremskurve für den Auslauf gewählt wird.As already indicated, the processes according to FIGS. 11 and 12 can also be adapted to the deceleration phase. According to a solution according to FIG. 11, the deceleration of the feed roll speed required for the deceleration is triggered at an earlier point in time than the corresponding step for the
Eine weitere Anwendung der Erfindung soll nun erklärt werden.Another application of the invention will now be explained.
Die Walzen des Auslaufes 80 sind derart aufeinander abgestimmt, dass das am Übergang von der Trommel 40 zum Abnehmer 70 gebildete Faservlies am Übergang zur nachfolgenden Walze (Abnahmewalze) praktisch vollständig vom Abnehmer entfernt und danach als Vlies weitergeleitet wird, bis dieses Vlies zu einem Band 90 zusammengelegt wird. Die Walzen des Einlaufes sind auf entsprechende Weise aufeinander abgestimmt, so dass das von der Speisewalze 6A aus der Vorlagewatte abgezogene Faservlies an jedem Übergang als Vlies weitergeleitet wird, bis die Fasern auf die Trommel 40 gelangen.The rollers of the
Der Vorgang an der Übergangstelle Trommel/Abnehmer läuft aber anders ab. An dieser Stelle geht nur ein Anteil der Fasern an den Abnehmer 70 über, die anderen fahren mit der Trommel weiter (vgl. EP Patentanmeldung Nr. 97810074.1 vom 12.2.97). Der für das Bandgewicht massgebende Faserbelag auf dem Abnehmer hängt von vielen Faktoren ab, wovon hier nur zwei von Bedeutung sind, nämlich von
- der Dicke des Faserbelages auf der Trommel 40, und
- der Umfangsgeschwindigkeit des Abnehmers 70 im Verhältnis zur Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 40.
- the thickness of the fiber layer on the
drum 40, and - the peripheral speed of the
pickup 70 in relation to the peripheral speed of the drum 40th
Je dicker der Faserbelag auf der Trommel, desto dicker der Faserbelag auf dem Abnehmer (bei sonst gegebenen Betriebsparameter). Je niedriger das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit des Abnehmers gegenüber der Umfangsgeschwindigkeit der Trommel (bei sonst gegebenen Betriebsparameter), desto dicker der Faserbelag auf dem Abnehmer.The thicker the fiber coating on the drum, the thicker the fiber coating on the pickup (given otherwise operating parameters). The lower the ratio of the peripheral speed of the pickup to the peripheral speed of the drum (given otherwise operating parameters), the thicker the fiber coating on the pickup.
Ein vorbestimmtes Bandgewicht erfordert eine entsprechende Vliesdicke auf dem Abnehmer. Um dies zu gewährleisten, müssen die beiden genannten Parameter aufeinander abgestimmt werden, wie anhand der Figuren 9 und 10 für den Fall des Hochlaufes erläutert wurde. In dem Fall hat der überschneller Abnehmer die "wenigen" ihm zur Verfügung gestellten Fasern zu viel verzogen und damit verdünnt, was zu einem Riss führen kann. Ein "zu langsam" drehender Abneher bewirkt ein Stau im Faserfluss, was zu einer Verstopfung führen kann.A predetermined tape weight requires a corresponding web thickness on the picker. In order to ensure this, the two mentioned parameters must be matched to one another, as was explained with reference to FIGS. 9 and 10 for the case of run-up. In that case, the over-fast taker has distorted and "thinned" the "few" fibers provided to him, which can lead to a tear. A "too slow" turning down causes a congestion in the fiber flow, which can lead to a blockage.
Es sei nun angenommen, die Auslaufgeschwindigkeit muss zu einem vorbestimmten Zeitpunkt Tk zuerst vom Wert für den Normalbetrieb auf ein niedrigeres Wert herabgesetzt werden und dann wieder auf die Betriebsgeschwindigkeit erhöht werden, z.B. um ein Kannenwechsel durchführen zu können. Ab einem bestimmten Zeitpunkt wird das Sollwert für die Auslaufgeschwindigkeit gemäss einer vorgegebenen "Bremsrampe" reduziert, was eine sofortige Verlangsamung des Abnehmers 70 bewirkt. Die Trommel 40 läuft aber mit einer unverminderten Drehzahl (Umfangsgeschwindigkeit) weiter. Ausserdem führt die Trommel 40 noch eine Faserschicht dem Abnehmer 70 zu, die von der Speisewalze 6A zu einem Zeitpunkt (Tk-Tz, vgl. Fig. 8) eingespeist wurde. Die Drehzahl der Speisewalze wird natürlich auch zum Zeitpunkt Tk abgesetzt. Diese Änderung kann aber zu dem Zeitpunkt wegen der Totzeit nichts am Übergang zum Abnehmer bewirken.Assuming now, the coasting speed must first be lowered from the value for the normal operation to a lower value at a predetermined time Tk, and then increased again to the operation speed, e.g. to carry out a can change. At a certain point in time, the setpoint for the exit velocity is reduced according to a predetermined "deceleration ramp", causing an immediate deceleration of the
Das Ergebnis ist eine deutliche Verdickung des Faserbelages auf dem Abnehmer, was einer merkbaren Erhöhung des Bandgewichts ergibt.The result is a significant thickening of the fiber layer on the pickup, resulting in a noticeable increase in belt weight.
Wenn die Langzeitregulierung noch zugeschaltet bleibt und die Veränderung des Bandgewichtes festgestellt, wird sie die Drehzahl der Speisewalze weiter verlangsamen, um die Faserzufuhr an die Trommel zu reduzieren (eine Verdünnung des Faserbelages auf der Trommel bewirken). Wegen der schon erwähnten Totzeit, erscheint der Einfluss der reduzierten Zufuhr erst mit einer Verzögerung auf der Trommeloberfläche - mittlerweile hat aber die Drehzahl des Abnehmers gemäss der Bremsrampe noch weiter abgenommen. Das Bandgewicht ist (trotz Einsatz der Regulierung) immer noch zu hoch.If the long-term regulation remains switched on and the change in the weight of the band is detected, it will further slow down the speed of the feed roller to reduce the supply of fiber to the drum (causing a dilution of the fiber coating on the drum). Because of the already mentioned dead time, the influence of the reduced supply only appears with a delay on the drum surface - meanwhile, however, the speed of the pickup according to the braking ramp has decreased even further. The weight of the band is still too high (despite the use of regulation).
Am Abschluss des Kannenwechselverfahrens wird die Auslaufgeschwindigkeit wieder erhöht, um die Karde auf die Sollproduktion (Betriebszustand) wieder hochzufahren. Das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit des Abnehmers im Vergleich zur Umfangsgeschwindigkeit der Trommel wird erhöht, der Abnehmer nimmt einen niedrigeren Anteil des Faserbelages von der Trommel ab, wobei dieser Faserbelag aus den erwähnten Gründen gegenüber dem Betriebszustand ausgedünnt ist. Die Dicke des Faserbelags auf dem Abnehmer nimmt wieder ab. Die Langzeitregelung kann diese Wirkung wegen der Totzeit nicht effektiv entgegenwirken. Ausserdem enthält der Regelalgorithmus des Langzeitreglers (in der Software bzw. Programmierung des Computers 4 realisiert) normalerweise einen Integralanteil. Bisher haben Faserflussveränderungen während einer transienten Phase derart mit diesem Integralanteil des Algorithmus zusammengewirkt, dass der auftretende Fehler vorerst eher vergrössert wird, bevor er anschliessend korrigiert werden kann. Die Langzeitregelung ist daher bisher während Hochlauf- und Tieflaufphasen (d.h. während transienten Phasen) abgeschaltet worden, da sie die Schwankungen des Bandgewichtes nicht korrigiert, sondern eher einen Ausgleich erschwert.At the end of the can change process, the discharge speed is increased again, to bring the card back to the target production (operating state) again. The ratio of the peripheral speed of the pickup as compared to the peripheral speed of the drum is increased, the pickup takes a lower proportion of the fiber web from the drum, which pulp is thinned from the mentioned reasons to the operating condition. The thickness of the fiber coating on the customer decreases again. The long-term control can not effectively counteract this effect because of the dead time. In addition, the control algorithm of the long-term controller (realized in the software or programming of the computer 4) normally contains an integral part. So far, fiber flow changes during a transient phase have interacted with this integral part of the algorithm in such a way that the occurring error is increased for the time being before it can subsequently be corrected. The long-term control has thus far been switched off during run-up and slow-down phases (i.e., during transient phases), since it does not correct the variations in the band weight, but rather makes compensation more difficult.
Die nachteiligen Wirkungen entstehen bei einer konventionellen Änderung der Auslaufgeschwindigkeit, weil eine solche Änderung sofort zu einer Änderung des Verhältnisses zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der Trommel und des Abnehmers führt, was bei sonst gegebenen Betriebsparameter eine Änderung im Bandgewicht ergibt. Es ist aber nicht möglich, die anderen einschlägigen Parameter "sofort" zu ändern. Nach dieser Erfindung soll nun die Faserzufuhr an die Trommel "vorgesteuert" werden, um die unerwünschten Wirkungen zu vermindern. Dies kann bewerkstelligt werden, weil:
- die Faserzufuhr durch die Drehzahl der Speisewalze beeinflusst werden kann,
- die "Totzeit" (die Zeitverzögerung zwischen einer Drehzahländerung und der Speisewalze und dem entsprechenden Einfluss an der Übergabestelle Tambour/Abnehmer) feststellbar ist, und
- der Zeitpunkt einer Sollwertänderung für den Abnehmer in der Computersteuerung "vorbekannt" (vorprogrammiert) ist.
- the fiber supply by the speed of the feed roller can be influenced
- the "dead time" (the time delay between a change in speed and the feed roller and the corresponding influence at the transfer point Tambour / customer) is detectable, and
- the time of a setpoint change for the customer in the computer control is "known" (preprogrammed).
Durch die Vorsteuerung der Faserzufuhr wird die Dicke des Faserbelages auf der Trommel derart zeitlich geändert, dass der nachfolgende Einfluss einer (transienten) Änderung der Auslaufgeschwindigkeit auf dem Bandgewicht (auf dem Abnehmen von Fasern ab der Trommel) zumindest teilweise ausgeglichen wird. Die genaue Vorsteuerungscharakteristik muss in Abhängigkeit von den Einzelheiten der Kardenkonstruktion (empirisch) festgelegt werden d.h. in Abhängigkeit von der effektiven Totzeit Speisewalze ⇒ Abnahmestelle sowie von der effektiven Änderung der "Sammelleistung" des Abnehmers bei einer vorgegebenen Änderung seiner Drehzahl. Da diese Faktoren selber von anderen Betriebsparameter (z.B. von der effektiven Betriebszahl der Trommel) abhängen können (siehe z.B. DE-C-3143285), muss allenfalls zusätzliche Wirkungen in der Programmierung berücksichtigt werden, wobei die Komplexität des Systems vorzugsweise nicht unnötigerweise erhöht werden soll (nur diejenigen Parameter sollten berücksichtigt werden, die einen merkbaren Einfluss ausüben).By the precontrol of the fiber supply, the thickness of the fiber layer on the drum is changed in time so that the subsequent influence of a (transient) change of the discharge speed on the band weight (on the removal of fibers from the drum) is at least partially compensated. The exact feedforward characteristic must be determined (empirically) depending on the details of the card design, i. depending on the effective dead time feed roller ⇒ delivery point as well as on the effective change of the "collective power" of the pickup at a given change in its speed. Since these factors themselves may depend on other operating parameters (eg on the effective number of operations of the drum) (see for example DE-C-3143285), at most additional effects in the programming must be taken into account, whereby the complexity of the system should preferably not be unnecessarily increased ( only those parameters should be taken into account which exert a noticeable influence).
Mittels dieser Vorsteuerung ist es ohne weiteres möglich, den Faserfluss während den transienten Phasen derart zu verbessern, dass Bandbrüche vermieden werden können. Die Erfindung ermöglicht aber auch eine weitere Verbesserung - der Faserfluss kann derart stabilisiert werden, dass die Langzeitregulierung auch bei einer transienten Phase keine störende Wirkung mehr sondern eine Verbesserung der Bandgleichmässigkeit bewirkt. Der Computer 4 kann daher derart programmiert werden, dass die Langzeitregulierung schon während des Hochlaufes (nach dem Abschluss des Kriechganges) zugeschaltet wird und beim Abbremsen bis zu einer entsprechenden Auslaufgeschwindigkeit zugeschaltet bleibt. Die Langzeitregulierung bleibt auch während dem Kannenwechsel aktiv.By means of this precontrol, it is readily possible to improve the fiber flow during the transient phases in such a way that strip breaks can be avoided. However, the invention also makes possible a further improvement - the fiber flow can be stabilized in such a way that the long-term regulation no longer causes a disturbing effect even in the case of a transient phase, but rather improves the band uniformity. The
Eine Verbesserung der Bandgleichmässigkeit kann z.B. dadurch erreicht werden, dass die Langzeitregulierung ab einer Auslaufgeschwindigkeit von ca. 35 m/min zugeschaltet werden kann.An improvement in band uniformity may e.g. be achieved by the fact that the long-term regulation can be switched on from a discharge speed of about 35 m / min.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich keinesweges auf die oben nur beispielsweise genannten Ausführungsformen. Insbesondere ist sie nicht auf den Hochlauf aus dem Kriechgang, den Tieflauf in den Stillstand bzw. den Kannenwechsel eingeschränkt. Grundsätzlich kann die Steuerung (der Computer) 41 derart programmiert sein, dass sie eine bevorstehende transiente Phase erkennt (z.B. über eine Änderung des Sollwertes für die Auslaufgeschwindigkeit) und eine entsprechende Vorsteuerung des Faserflusses durch das Steuern der Speisewalzendrehzahl einleitet.The present invention is by no means limited to the embodiments mentioned above only by way of example. In particular, it is not limited to the run-up from the crawlspace, the deceleration to a standstill or the can change. Basically, the controller (computer) 41 may be programmed to detect an imminent transient phase (e.g., via a change in the ramp rate setpoint) and initiate a corresponding feedforward control of the fiber flow by controlling the feed roll speed.
Claims (12)
- A method for controlling a card comprising a doffer and a feed roll each having a controlled drive, characterised in that the speeds of the feed roll and the doffer are controlled by means of a pre-programmed procedure on a computer, whereby a nonlinear profile of the relationship between the speed of the feed roll and that of the doffer is effected during at least one transient phase (c) and in this way, the dead time, i.e., the time delay between a change in speed of the feed roll and the corresponding influence on the transfer point from the cylinder to the doffer is taken into account with regard to the avoidance of sliver breaks, wherein the transient phase (c) comprises:a. a run-up phase from a creep feed after threading in the slubbing during start-up of the card orb. low running and the subsequent run-up, in particular during a can change.
- A card comprising a doffer (70), a feed roll (6A), a drive each for the doffer and the feed roll and a controller (4) for the two drives which controls the speeds of the feed roll and the doffer by means of a pre-programmed procedure on a computer in such a manner that said controller brings about a nonlinear profile of the relationship between the speed of the feed roll (6A) and that of the doffer (70) during at least one transient phase (c) and in this way, the dead time, i.e., the time delay between a change in speed of the feed roll and the corresponding influence on the transfer point from the cylinder to the doffer is taken into account with regard to the avoidance of sliver breaks, wherein the transient phase (c) comprises:a. a run-up phase from a creep feed after threading in the slubbing during start-up of the card orb. low running and the subsequent run-up, in particular during a can change.
- The card according to claim 2, characterised in that the nonlinear profile effects a pre-control of the fibre flow with regard to a preceding change in the delivery speed during the transient phase.
- The card according to one of claims 2 to 3, characterised in that a sensor (B6) is provided for the sliver weight and the fibre supply is controlled by a regulator depending on the measured values of this sensor.
- The card according to claim 4, characterised in that the regulator operates according to a regulating algorithm which comprises an integral fraction.
- The card according to claim 4 or 5, characterised in that the regulator is inactivated by the controller (4) at delivery speeds below a predefined limit.
- The card according to claim 6, characterised in that the regulator is activated during a transient phase.
- The method according to claim 1, characterised in that the increase in the speed of the doffer is delayed with respect to the feed roller.
- The method according to claim 8, characterised in that the delay is effected from the creep speed, e.g. at a sliver delivery speed in the range of 15 m/min.
- The card according to claim 4, characterised in that tuned signals are issued to the drive motor of the feed roller (6A) and the doffer (AU) from the computer (4).
- The card according to claim 10, characterised in that a signal for changing the speed of the feed roll (6A) is only issued to the feed roll drive at time TI and a signal is then issued to the doffer (AU) at time TII.
- The card according to claim 10, characterised in that a signal for influencing the speed of the feed roll (6A) and the doffer (AU) is issued at the same time, wherein the speed of the feed roll (6A) is varied substantially at this time and the strong acceleration or deceleration of the doffer is delayed by the time interval TG-TG1.
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