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Patent Searching and Data


Title:
INFLOW SENSOR FOR A DRAWING EQUIPMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/018985
Kind Code:
A1
Abstract:
This invention concerns a process and a device for detecting a parameter on several bands (11) fed into a controlled drawing equipment. To produce a more precise measured value with minimum interference to the bands, several measuring elements (9) are associated individually with the bands, the measured values of which can be converted into a single measured value for purposes of regulation.

Inventors:
BAECHLER FRANCOIS (CH)
Application Number:
PCT/CH1997/000394
Publication Date:
May 07, 1998
Filing Date:
October 21, 1997
Export Citation:
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Assignee:
LUWA AG ZELLWEGER (CH)
BAECHLER FRANCOIS (CH)
International Classes:
D01G23/06; D01G31/00; D01H5/38; D01H13/26; (IPC1-7): D01H5/38; D01G23/06
Foreign References:
DE3212891A11983-10-06
FR2204717A11974-05-24
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 237 (C - 305) 24 September 1985 (1985-09-24)
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Claims:
Patentansprüche:
1. Verfahren zum Erfassen eines Parameters an mehreren, einem Streckwerk (1) zuge führten Bändem (11), dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter (47a bis 47h) an jedem Band (11 a bis 11 h) getrennt und in verschiedenen Abständen zum Streckwerk gemessen und anschliessend zu einem gemeinsamen Messwert (58) für mehrere Bän der umgerechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter an einem Messort (48) In einem Abstand (A) zum Streckwerk gemessen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet. dass der Messwert für die Rege lung des Streckwerkes verwendet wird und dass der Parameter nach dessen Erfas sung proportional zum Abstand (A) und zur Geschwindigkeit des Bandes verzögert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet. dass der Abstand zu einer vor gegebenen Referenzstelle (39) vor dem Streckwerk gemessen und dass der Parameter für jedes Band einzeln entsprechend dem Abstand zur vorgegebenen Referenzstelle und zur Geschwindigkeit des Bandes verzögert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Abstand (B) von der Referenzstelle (39) zum Streckwerk (1) für alle Bänder (11) gleich ist und für alle Parameter oder den Messwert zusammen durch eine gemeinsame Verzögerung berücksichtigt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einlaufmessvomchtung die mehrere, den Bändern zugeordnete Messelemente (9) sowie einen mit den Messelementen verbundenen Rechner (13) aufweist.
7. Vomchtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem zugeführten Band (11a 11h) ein Messelement (9a 9h) zugeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Messelement (9) einzeln mit dem Rechner (13) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner mit einem Servoantneb (19) für ein Streckwerk (1) zum Übermitteln der Messwerte an den Servo antneb verbunden ist.
Description:
EINLAUFMESSORGAN FÜR EIN STRECKWERK Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vomchtung zum Erfassen eines Parameters an mehreren, einem Streckwerk zugeführten Bändern.

Aus der US 4,974,296 ist beispielsweise ein Streckwerk bekannt, mit dem mehrere einlaufen- de Bänder aus textilen Fasern, die aus mehreren Kannen entnommen werden, zu einem ein- zigen vergleichmässigten Band zusammengefasst und gestreckt werden. Dieses Streckwerk weist am Einlauf eine Messvorichtung auf, die Querschnitts- oder Masseschwankungen an mehreren Bändem erfassen soll. Diese Messvomchtung erstreckt sich über alle einlaufenden Bänder. erfasst alle Bänder gemeinsam und gibt für alle Bänder zusammen einen einzigen Messwert ab.

Solche bekannten Vomchtungen können eine Vielzahl Bänder gemeinsam kapazitiv erfassen oder mechanisch beispielsweise über Druckrollen abtasten. Sind Druckrollen vorgesehen, so ist der Druck, der auf die Bänder ausgeübt wird meist recht hoch um genaue Messwerte zu erhalten. Dabei werden die Bänder bereits so in ihren Eigenschaften verändert und miteinan- der verbunden, dass der nachfolgende Streckprozess beeinträchtigt ist. Bei kapazitiver Erfas- sung von Parametern, wird die Messung beispielsweise durch Feuchtigkeit beeinflusst. Diese kann von aussen auf alle Bänder gemeinsam wirken, oder sie kann nur einzelne Bänder tref- fen, beispielsweise weil diese in ihren Kannen vor dem Strecken mehr der Feuchtigkeit ausge- setzt waren als die anderen Bänder. Die bekannten Verfahren und Vomchtungen arbeiten somit mit nicht sehr genauen Messwerten oder mit bereits ungünstig vorbehandelten Bänder.

Die Erfindung wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist, löst demnach die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, die einen genaueren Messwert abgeben und dabei die Bänder möglichst wenig beeinflussen.

Die Erfindung wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist, löst demnach die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, die einen genaueren Messwert abgeben und dabei die Bänder möglichst wenig beeinflussen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass Parameter an jedem Band getrennt gemessen und anschliessend zu einem gemeinsamen Messwert für mehrere Bänder umgerechnet werden.

Dazu weist die Einlaufmessvorrichtung mehrere, den Bändem einzeln zugeordnete Mess- elemente auf, die alle mit einem Rechner verbunden sind. Dieser kann für den Regelvorgang in der Strecke ein einziges Messsignal bereitstellen. das aus den einzelnen und durch die Messorgane ausgegebenen Messwerten zusammengesetzt ist. Die Messelemente sind am Ausgang der Kannen vorgesehen und sind vorzugsweise Teil einer Vomchtung zum Entneh- men des Bandes aus der Kanne. Dabei ergeben sich Abstände unterschiedlicher Länge zwi- schen den Messorganen und dem Eingang des Streckwerkes, wenn die Kannen in einer Reihe angeordnet sind.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass die einzel- nen Bänder sich bei der Messung gegenseitig nicht beeinflussen können und damit genauere Werte über gemessene Parameter an den einlaufenden Bändem zur Verfügung stehen. Die einzelnen Messelemente können dabei leichter so ausgebildet werden, dass sie sehr rasch auf Veränderungen des Parameters ansprechen und diese Veränderungen auch rasch und genau als Messwert abgeben. Dazu können hier auch Messelemente verwendet werden, die das Band mechanisch abtasten und für die das Band im Bereiche des Messelementes angetrieben sein muss. Doch dafür kann der ohnehin am Ausgang einer Kanne vorhandene Antrieb die- nen. Die so erhaltenen genaueren Werte können in der Regeleinrichtung der Strecke dazu benutzt werden, eine genauere, besser auf Schwankungen des Parameters ansprechende Regelung durchzuführen, was letztlich zu einem gleichmässigeren, mit dem Sollwert für den Parameter genauer übereinstimmenden Band am Ausgang des Streckwerkes führt. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass die Messelemente weitere Funktionen ausüben können, bei- spielsweise indem diese jedes einzelne Band überwachen und bei besonders schiechten Bändern eine Anzeige, einen Alarm oder eine andere Funktion auslösen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figuren 1 und 4 je eine schematische Darstellung des Aufbaus eines geregelten Streckwerkes mit einer Einlaufmessvorrichtung, Figur 2 ein Messelement für die Einlaufmessvomchtung, Figuren 3 und 5 je eine schematische Darstellung eines Aufbaus eines Rechners für die Bear- beitung der Signale der einzelnen Messelemente und Figur 6 eine schematische Darstellung der Verarbeitung von Messwerten für die Regelung des Streckwerkes.

Fig. 1 zeigt ein Streckwerk 1, das in an sich bekannter Weise aus mehreren Walzenpaaren 2, 3, 4 besteht, von denen hier nur je eine Walze sichtbar ist. Dem Streckwerk 1 stromabwärts nachgeschaltet ist ein Bandtrichter 5, eine Kalanderwalze 6 und eine Kanne 7 zur Aufnahme geregelten Bandes. Dies sind ebenfalls bekannte Elemente. Vom Streckwerk 1 stromaufwärts gesehen, sind Umlenkrollen 8 sowie acht Messelemente 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f, 9g, 9h und acht Kannen 1 0a - 10h für acht Bänder 11 a - 11 h vorgesehen. Leitungen 1 2a - 12h verbinden alle Messelemente 9 parallel mit einem Rechner 13. Dieser ist auch mit einer Bedienungseinheit 14 und einem Tachogenerator 15 verbunden, der beispielsweise auf einem Antriebsstrang 16 für die Messelemente 9 angeordnet ist. Dabei können die Messelemente 9 Teil einer Vorrich- tung zum Entnehmen des Bandes 11 aus einer Kanne 10 sein. Für das Streckwerk 1 ist ein Regelmotor 17 und ein Hauptmotor 18 vorgesehen, die einerseits mit einem Servoantrieb 19 und andererseits mit den Walzenpaaren 2, 3, 4 und der Kalanderwalze 6 verbunden sind.

Fig. 2 zeigt ein Messelement 9 für ein Band 11. Es besteht beispielsweise aus einer an- getnebenen Walze 20 und einer mitlaufenden Rolle 21, die um eine Drehachse 22 auslenkbar an einem Hebel 23 gelagert ist. Die Walze 20 weist beispielsweise eine Nut für das Band 11 auf, in die auch die Rolle 21 zum Abtasten des Bandes 11 eindringen kann.

Fig. 3 zeigt schematisch einen möglichen Aufbau für den Rechner 13. Bei diesem Aufbau ist ein Verzögerungselement 25 mit Bereichen 25a - 25h zum gesonderten Verzögem jedes, ei- nem Messelement 9a - 9h zugeordneten, Signales und ein Summierer 26 vorgesehen. An die- sen schliesst sich eine Lineansienungsstufe 27, eine Verzögerungsstufe 28, ein Digital/Analog- Wandler 29 und ein Anschluss 30 an den Servoantrieb 19 an. Dem Verzögerungselement 25 ist ein Multiplexer 36 mit Eingängen für Signale aus den Messelementen 9, ein Analog/Digital- Wandler 37 und ein Demultiplexer 38 vorgeschaltet. Das Verzögerungselement 25 und die Verzögerungsstufe 28 sind zusätzlich über einen Geschwindigkeitsrechner 31 mit einem Zäh- ler 32 verbunden, der auch Teil des Tachogenerators 15 sein kann und zur Impulszählung vorgesehen ist. Die Linearisierungsstufe 27 hat mindestens einen Eingang 33 für Linearisie- rungsparameter. Das Verzögerungselement 25 weist einen Eingang 34 für eine Geschwindig- keit und Eingänge 40a bis 40h für Abstände auf, über die das Mass der Verzögerung in den einzelnen Bereichen 25a bis 25h bestimmt werden kann. Die Verzögerungsstufe 28 weist ebenfalls einen Eingang 41 für die Bandgeschwindigkeit und einen Eingang 42 zum Eingeben eines Abstandes oder Weges für die Bänder 11 auf.

Fig. 4 zeigt ein Streckwerk 1 mit einer Einlaufmessvorrichtung wie sie im Prinzip bereits in der Fig. 1 dargestellt ist. Deshalb sind für gleiche Elemente auch die gieichen Bezugszeichen ver- wendet. Dies auch dann wenn sie hier nicht eingetragen sind. Allerdings unterscheidet sich die Ausführung gemäss Fig. 4 dadurch, dass die Messelemente 9a - 9h über einen Daten-Bus 35 in Sene mit dem Rechner 13 verbunden sind.

Fig. 5 zeigt einen Aufbau für einen Rechner 13 ähnlich zu Fig. 3. Deshalb sind auch hier glei- che Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Allerdings ist dem Verzögerungselement 25 eine serielle Schnittstelle 24 vorgeschaltet, an die der Daten-Bus 35 mit den Messelemen- ten 9 angeschlossen ist.

Fig. 6 zeigt teilweise und schematisch dargestellt gewisse Aspekte der Funktionsweise der Strecke 1 und der Regelung auf. Deshalb ist hier die Strecke 45 und der Regler 46 mit den hier wichtigen Funktionen der Signalverarbeitung dargestellt. Mit 47a bis 47h sind hier Stör- grössen oder Bandfehler bezeichnet, die an Messorten 48a, 48b, 48h erfasst werden können.

Allerdings sind der besseren Übersicht halber nur Störgrössen 47a, 47b und 47h gezeigt. Ent- sprechende Störgrössen und damit verbundene Elemente sind in Wirklichkeit in gleicher Zahl vorhanden wie die Bänder. Die Störgrössen 47a bis 47h ergeben an den Messorten 48a bis 48h Messsignale 49a, 49b, 49h für den Regler 46. Nach den Messorten 48 werden die Stör- grössen während unterschiedlichen und für jedes Band eigenen Zeiten bewegt, bis sie das eigentliche Streckwerk oder eine Referenzstelle 39 erreichen. Das bedeutet, dass die Störgrö- ssen dabei Verzögerungen erfahren, die in Funktionsblöcken 50a, 50b und 50h erfolgen. Von der Referenzstelle 39 an gerechnet, die vor oder bereits im eigentlichen Streckwerk liegen kann und die hier durch einen Summierer 51 dargestellt ist, haben alle Bänder und somit alle Störgrössen 47 die gleiche Verzögerung welche im Funktionsblock 52 erfolgt. Entsprechende Funktionsblöcke 53a, 53b, 53h, sowie 54 und 55 für die individuelle Verzögerung der Mess- signale, die gemeinsame Verzögerung der Messsignale und für die Summierung der Mess- signale sind im Regler 46 vorgesehen. Mit 56 ist in der Strecke ein Stellort bezeichnet, der aus dem Regler 46 die verzögerte Stellgrösse 57 bezieht und damit den Verzug im Streckwerk verändert. So ergibt sich am Ausgang der Strecke eine geregelte Grösse 58 oder eben ein korrigiertes vergleichmässigtes Band.

Die Wirkungsweise ist dabei wie folgt: Jedes in das Streckwerk 1 einlaufende Band 11 wird vorgehend in einem Messelement 9 zur Erfassung eines Parameters abgetastet. Als Parameter sind vorzugsweise das Gewicht, die Dicke, die Masse usw. als absolute Werte, oder relative Werte wie die Gewichts-, Dicken- oder Masseänderungen denkbar. Solche Parameter werden in einem Messelement 9, wie es Fig. 2 zeigt, erfasst. Dabei wird beispielsweise durch das vom Band 11 auf der Walze 20 bean- spruchte Volumen die Rolle 21 ausgelenkt, was zu einem Ausgangssignal umgesetzt wird, das dieser Auslenkung proportional ist. Die Ausgangssignale aller Messelemente 9 werden seriell über den Daten-Bus 35 oder parallel über die Leitungen 12 dem Rechner 13 zugeführt, der aus allen Ausgangssignalen ein einziges, den Betrag des betreffenden Parameters wiederge- bendes Ausgangssignal errechnet, das dem Servoantneb 19 zugeführt wird. Damit wird das Streckwerk 1 in an sich bekannter und deshalb hier nicht näher dargestellter Weise geregelt.

Treffen die Ausgangssignale über den Bus 35 in der senellen Schnittstelle 24 im Rechner 13 ein, so werden sie im Verzögerungselement 25 individuell so verzögert, dass der unterschied- iiche Abstand A (Fig. 4) der einzelnen Messelemente 9, oder der Umlenkrollen 8 längs der Bänder 11 zum ersten Walzenpaar 2 oder einer anderen wählbaren Referenzstelle 39 im oder vor dem Streckwerk 1 so ausgeglichen wird, wie wenn diese Messelemente 9 sich an der be- treffenden wählbaren Referenzstelle 39 befinden würden. Die so verzögerten Werte werden anschliessend im Summierer 26 zu einem Wert summiert und dieser wird in der Linearisie- rungsstufe 27 linearisiert. In der Verzögerungsstufe 28 wird, wenn nötig, eine allen Signalen gemeinsame Verzögerung zugefügt, was nur notwendig ist, wenn die genannte Referenzsteile 39 vorgesehen ist und in einem Abstand B vor einem Stellort 56 des Streckwerkes 1 liegt. Die Abstände A und B können aber auch zusammen im Verzögerungselement 25 kompensiert werden. Im Digital/Analog-Wandler 29 werden die nun voriiegenden Werte für den Parameter aller Bänder 11 zusammengerechnet in ein analoges Signal umgewandelt und über den Aus- gang 30 an den Servoantrieb 19 abgegeben.

Treffen die Ausgangssignale über die Leitungen 12 ein, so werden die Ausgangssignale im Multiplexer 36 multiplexiert und im Wandler 37 digitalisiert, bevor sie wieder im Demultiplexer 38 demultiplexiert und einzeln wie bekannt im Verzögerungselement 25 verzögert werden.

Wie aus der Fig. 6 hervorgeht, werden die Messsignale denselben Verzögerungen und Ver- knüpfungen unterworfen wie die einzelnen Bänder oder die Störsignale die die Bänder betref- fen. Parameter um solche Verzögerungen zu erreichen, können über die Eingänge 40 und 42 in den Regler 13 eingegeben werden.

Natürlich können für einen Parameter auch andere Messelemente als die in Fig. 2 gezeigten verwendet werden. Andere Messelemente sind aber auch dann notwendig, wenn andere Pa- rameter wie Faserfeinheit oder Farbe für die Regelung des Streckwerkes 1 verwendet werden sollen. Solche weiteren Messelemente bzw. Messpnnzipien sind beispielsweise in der Schwei- zer Patentanmeldung Nr. CH 2128/95 dargestellt.

Die erfindungsgemässen Verfahren und Vorrichtungen können auch in kombinierten offenen und geschlossenen Regelkreisen angewendet werden oder mit einer Überwachung des aus- tretenden Bandes kombiniert sein. In diesem Falle ist der Rechner 13 über eine Leitung 59 mit dem Bandtrichter 5 verbunden, wie das in Fig. 4 dargestellt ist.

Weiter ist es möglich, die Signale, die aus den einzelnen Messelementen 9a bis 9h stammen einzeln einer Auswertung zuzuführen, die nicht direkt in einem Zusammenhang zur Regelung steht. Beispielsweise könnte jedes Band daraufhin überwacht werden, dass gewisse Bedin- gungen erfüllt sind. So könnte jeder Messwert mit einem Schwellwert verglichen werden, um sicherzustellen, dass überhaupt ein Band vorhanden ist oder dass das Band ein minimales Volumen erreicht. Sind solche Bedingungen nicht erfüllt, so könnte die Strecke stillgesetzt werden. Solche zusätzlichen Funktionen könnten auch von der Regelung 13 ausgeübt wer- den. Die Erfindung lässt sich auf Streckwerke anwenden, wie sie Insbesondere in Strecken, Kämmmaschinen usw. vorgesehen sind.