Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Betrieb eines Schneidzeugs mit einem um eine Längsachse rotierenden Scherzylinder und auf dem Scherzylinder angebrachten Scherspiralen, mit einem Untermesserträger, der ein parallel zu der Längsachse verlaufendes Untermesser trägt, wobei ein Zustand des

Schneidzeugs gemessen wird, und wobei an jeder Scherspirale ein Scherpunkt, in dem ein zwischen Scherspirale und Untermesser geführtes Schnittgut tangential zu dem Scherzylinder abgeschert wird, kontinuierlich von einem Einlaufende zu einem Auslaufende des Untermessers wandert. Weiterhin betrifft die Erfindung ein solches Schneidzeug.

Solche Verfahren und Schneidzeuge werden zum Scheren der Oberfläche von Flächenware wie Textilien, Teppichen, Fellen und Pelzen verwendet, um

insbesondere eine gleichmäßige Florhöhe bzw. Faserlänge zu erzeugen. Das Schneidzeug mit den auf den Scherzylinder aufgezogenen helixförmigen

Scherspiralen wird als Einheit in eine Schermaschine eingebaut. Im Betrieb der Schermaschine rotiert der Scherzylinder mit den Scherspiralen tangential gegen das Untermesser. Die Scherspiralen laufen über die Schneidkante des

Untermessers und bilden entlang der Schneidbahn an der Unterkante einen fortlaufenden Scherenschnitt. Die Flächenware wird über einen Schertisch der Schermaschine derart an die Schneidkante herangeführt, dass über die

gewünschte Florhöhe überstehende Faseranteile zwischen Scherspirale und Untermesser geführt und abgetrennt werden.

Der Betriebszustand des Schneidzeugs wird in den bekannten Verfahren im Wesentlichen durch das Bedienpersonal anhand von Schnittproben, der durch das Zusammenwirken von Scherzylinder und Untermesser entstandenen Laufbahn und von anhand von charakteristischen Laufgeräuschen der Schermaschine beurteilt. Korrekturen nimmt das Bedienpersonal zumeist manuell vor,

insbesondere wird die Position des Untermessers zum Scherzylinder durch Spannbügel, Stellschrauben oder andere mechanische Versteileinrichtungen eingestellt. WO 95/31596 A1 , US 5,379,497 A und US 3,941 ,986 A schlagen vor, am

Schneidzeug die Höhe des Schneidspalts zwischen Untermesser und

Scherzylinder zu messen und abhängig von den Messergebnissen einzustellen.

Im Hintergrund der Erfindung schlägt EP 1 798 01 1 A1 vor, in einer

Rotationsschneidmaschine die zwischen Schneid- und Gegenwalze wirkenden Andruckkräfte, Abstände oder Temperaturen sowie Positionsänderungen zu messen. EP 1 442 652 B1 und EP 1 080 629 B1 schlagen vor, an einem Häcksler eine Schwingung des Untermessers bzw. einen durch Funkenschlag über den Schneidspalt fließenden Strom zu messen, daraus die Höhe des Schneidspalts zu ermitteln und diesen ggf. nachzustellen. EP 0 172 467 A2 schlägt vor, an einer Erntemaschine die Höhe des Schneidspalts durch Näherungssensoren zu messen.

Wissenschaftliche Untersuchungen betreffen die Temperatur des Untermessers und die Schallemissionen der Schneidmaschine.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Betriebszustand des Schneidzeugs zu messen.

Lösung

Ausgehend von den bekannten Verfahren wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass der Zustand zwischen Untermesser und Untermesserträger gemessen wird. Zwischen Untermesser und Untermesserträger sind die Messelemente einerseits sehr nah am Scherpunkt zwischen Untermesser und Scherzylinder - also an der zur Beurteilung des Betriebszustands wichtigsten und sensibelsten Stelle des Schneidzeugs, andererseits aber von allen beweglichen Teilen und von der Flächenware getrennt und vor Einflüssen im Betrieb der Schermaschine

geschützt.

Vorzugsweise umfasst in einem erfindungsgemäßen Verfahren die Messung eine Schwingungsmessung. Das mechanische Abgleiten der Scherspiralen auf dem Untermesser erzeugt während des Scherbetriebes Schwingungen die sich in den Bauteilen des Schneidzeuges fortsetzen. Diese Schwingungen sind die Ursache der charakteristischen Geräusche, anhand derer im Stand der Technik das

Bedienpersonal den Betriebszustand beurteilt.

Anhand der Schwingungsmuster lässt sich die Wuchtgüte des Scherzylinders, die Anzahl der Spiralen und deren Hiebausprägung auf dem Scherzylinder

bestimmen. Zudem können anhand charakteristischer Schwingungsbilder betriebskritische Zustände wie gelockerte Scherspiralen frühzeitig erkannt werden, bevor weitere Schäden am Schneidzeug entstehen.

Weiter vorzugsweise wird in einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren die Schwingung an dem Einlaufende gemessen. Als Einlaufende wird das Ende des Untermessers in Längsrichtung des Scherzylinders bezeichnet, an dem die

Scherspiralen im Betrieb erstmalig mit dem Untermesser zusammenwirken. Durch Kontakte zum Untermesser sind an dieser Stelle die Scherspiralen besonders bruchgefährdet.

Vorzugsweise umfasst in einem erfindungsgemäßen Verfahren die Messung eine Temperaturmessung. Das Untermesser wird im Betrieb der Schermaschine durch die Reibung im Scherpunkt zwischen Untermesser und den Scherspiralen, erwärmt. Hier können Temperaturen weit über 100 °C entstehen, die zur

Beeinträchtigung der Flächenware und zur Zerstörung des Untermessers führen. Die Temperatur ist also ein wesentliches Merkmal eines optimal wirkenden

Schneidzeuges. Zu hohe Temperaturen am Untermesser können insbesondere entstehen durch zu hohe Anpresskräfte zwischen Untermesser und Scherspirale, eine zu breite Laufbahn der Scherspiralen auf dem Untermesser, mangelnde oder fehlende Schmierung der Berührungslinie auf dem Untermesser und durch zu hohe Schnittgeschwindigkeiten am Scherzylinder.

Weiter vorzugsweise wird in einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren die Temperatur an dem Auslaufende gemessen. An dieser Stelle wirkt sich

mangelnde Schmierung zuerst aus. Vorzugsweise umfasst in einem erfindungsgemäßen Verfahren die Messung eine Kraftmessung. Über die Druckkraft zwischen Untermesser und Untermesserträger werden statische Fehleinstellungen in der Lage des Scherzylinders zum

Untermesser und Abweichungen der Längsachse des Scherzylinders horizontal oder vertikal von der parallelen Lage zur Schneidbahn identifiziert. Die Messung der Druckkräfte vereinfacht Einstellarbeiten bei Erstinbetriebnahme, Wartung, Instandhaltung und Wiederinbetriebnahme nach Reparaturen und

Maschinenstillstandzeiten.

Die dynamische Messung der Druckkräfte ermöglicht eine Beurteilung des

Zustands des Schneidzeugs im laufenden Betrieb. In Kombination mit den gemessenen Werten aus Temperaturveränderung, Körperschall und Drehmoment lassen sich präzise Daten zum Schneidverhalten bis hin zum Servicebedarf ermitteln.

Weiter vorzugsweise wird in einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren die Kraft am Einlaufende, am Auslaufende sowie zwischen Einlaufende und

Auslaufende gemessen. Die Kombination dieser drei Messwerte ermöglicht Aussagen zur Parallelität von Scherzylinder und Untermesser sowie zur

Krümmung der Schneidbahn. Durch Messungen der Kraft an weiteren Stellen kann der Zustand des Schneidzeugs genauer beschrieben werden.

Vorzugsweise wird in einem erfindungsgemäßen Verfahren der gemessene Zustand an eine Auswerteeinrichtung übermittelt. Die Übermittlung in eine gemeinsame Auswerteeinrichtung ermöglicht die Korrelation verschiedener Messwerte, die Speicherung von Messwerten und damit die Analyse von zeitlichen Entwicklungen sowie die Erstellung von Prognosen.

Weiter vorzugsweise wird in einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren der Zustand analog oder digital drahtlos übermittelt. Die drahtlose Übermittlung insbesondere über ein Mobilfunknetz an einen zentralen Server erlaubt die

Nutzung einer in Industriestaaten flächendeckend vorhandenen Infrastruktur. Vorzugsweise wertet weiterhin in einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren die Auswerteeinrichtung den Zustand aus und erstellt eine Anweisung zum Ändern einer geometrischen Position des Scherzylinders und/oder des Untermessers. Die vorliegenden Messdaten und die daraus gewonnenen Handlungsanweisungen für das Bedienpersonal können zur Ausgabe am Bildschirm einer

Maschinensteuerung aufbereitet werden. Anhand der Messdaten können statische und dynamische Betriebszustände beschrieben und visualisiert werden.

Weiter vorzugsweise wird in einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren die Position automatisch geändert. Die Maschinensteuerung kann mit diesen

Messdaten auf definierte Sollzustände regeln und den Betrieb der Maschine in festgelegten Grenzen halten.

Vorzugsweise wird in einem erfindungsgemäßen Verfahren ein Antriebsmoment zum Rotieren des Scherzylinders gemessen und in die Auswertung einbezogen. Der Scherzylinder wird in üblichen Schermaschinen durch einen Elektromotor angetrieben. Die Antriebsleistung wird durch einen Umrichter gesteuert bzw.

geregelt, der häufig Abweichungen oder Schwankungen im Leistungsbedarf erfasst, dokumentiert und zur weiteren Verarbeitung bereitstellt. Diese Daten lassen sich über Hard- und Softwareschnittstellen schnell und einfach auslesen und erlauben - insbesondere in Kombination mit den zuvor beschriebenen

Messungen von Schwingungszuständen, Temperatur und Druckkraft zwischen Untermesser und Untermesserträger - umfangreiche Rückschlüsse auf den Betriebszustand.

Ausgehend von dem bekannten Schneidzeug wird nach der Erfindung

vorgeschlagen, dass die Messelemente zwischen Untermesser und

Untermesserträger angeordnet sind. Das erfindungsgemäße Schneidzeug ermöglicht die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zeichnet sich gleichermaßen durch dessen vorstehend erläuterte Vorteile aus.

Vorzugsweise sind in einem erfindungsgemäße Schneidzeug die Messelemente an dem Untermesserträger angebracht. Soweit der Untermesserträger aus einem Maschinenstahl besteht, ist die Anbringung der Messelemente dort mit einem deutlich geringeren Aufwand verbunden, als an dem gehärteten Untermesser.

Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Schneidzeug vereinfachen die Erstinbetriebnahme, den Maschinenanlauf nach

Instandhaltungen, Instandsetzungen, Reparaturen und Servicemaßnahmen, ermöglichen eine statische und dynamische Zustandsüberwachung, die

Optimierung der Schneidparameter und der Schnittleistung sowie eine statische und dynamische Schadensprävention und Kollisions- bzw. Havarieüberwachung.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Schneidzeug und

Fig. 2 ein Detail desselben.

Das in Figur 1 gezeigte erfindungsgemäße Schneidzeug 1 weist eine

Längsachse 2, einen Scherzylinder 3, einen Untermesserträger 4 mit einem Untermesser 5 auf. Der Scherzylinder 3 ist am Einlaufende 6 und am

Auslaufende 7 jeweils mittels eines Changierlagers 8 in einem nicht dargestellten Lagersitz um die Längsachse 2 rotierbar gelagert.

Der Untermesserträger 4 weist zwölf Bohrungen 9 auf, in denen jeweils ein Drucksensor 10 eingesetzt ist. Die Drucksensoren 10 liegen an dem

Untermesser 5 an und messen jeweils die zwischen Untermesser 5 und

Untermesserträger 4 wirkende Druckkraft.

Am Einlaufende 6 weist der Untermesser 5 einen Beschleunigungssensor 11 und am Auslaufende 7 einen Temperatursensor 12 auf. Der Beschleunigungssensorl 1 misst die Schwingung und der Temperatursensor 12 die Temperatur des

Schneidzeugs 1. Vierundzwanzig helixförmige Scherspiralen 13 sind auf dem Scherzylinder 3 jeweils am Einlaufende 6 und am Auslaufende 7 mittels einer Plette 14 fixiert, die mittels einer Seitenplatte 5 gesichert ist.

Im Betrieb des Schneidzeugs 1 rotiert der Scherzylinder 3 mit den

Scherspiralen 13 derart um die Längsachse 2, dass ein Scherpunkt 16, in dem die Scherspirale 13 das Untermesser 5 berührt, kontinuierlich von dem Einlaufende 6 zu dem Auslaufende 7 wandert.

Anhand der von den Drucksensoren 10, dem Beschleunigungssensor 1 1 und dem Temperatursensor 12 gemessenen Werte sowie anhand des Antriebsmoments und der Drehzahl des Scherzylinders 3 wird der Zustand des Schneidzeugs 1 im statischen und dynamischen Betrieb erfasst, in einer Maschinensteuerung gespeichert, von dieser über ein Mobilfunknetz an einen Server übermittelt und dort mittels eines Expertensystems interpretiert. Die Maschinensteuerung, das Mobilfunknetz und der Server sind nicht dargestellt.

Basierend auf der Interpretation der Zustandswerte ermittelt das Expertensystem Einstellparameter zur Optimierung der Schneidleistung und des generellen Zustande des Schneidzeugs 1 und übermittelt diese zurück an die

Maschinensteuerung. Die Maschinensteuerung ändert anhand der

Einstellparameter automatisch die Drehzahl des Scherzylinders 3, die

geometrische Position des Scherzylinders 3 und/oder des Untermessers 5.

In den Figuren sind

1 Schneidzeug

2 Längsachse

3 Scherzylinder

4 Untermesserträger

5 Untermesser

6 Einlaufende

7 Auslaufende

8 Changierlager

9 Bohrung

10 Drucksensor

1 1 Beschleunigungssensor

12 Temperatursensor

13 Scherspirale

14 Plette

15 Seitenplatte

16 Scherpunkt