Überwachungstechnik für Vliesfabrikationsanlagen

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Überwachungstechnik für

Vliesfabrikationsanlagen . Vliesstoffe aus verschiedenen Faserarten und

Fasermischungen werden in unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt (z.B. Hygieneartikeln, Automobilverkleidungen, Verpackungen oder Baumaterialien) .

Als Ausgangsmaterial werden bevorzugt synthetische Fasern eingesetzt. Auch recycelte Fasern, z.B. aus Kunststoff oder Karbonwerkstoffen, werden heute zu Vliesstoffen verarbeitet .

Die Herstellung von Vliesstoffen, also fertigen

Vliesprodukten, findet im Allgemeinen in mehreren

Schritten statt. Zuerst werden Fasern in

Faseraufbereitungseinrichtungen meist aus gepressten Ballen gelöst und aufbereitet. Gegebenenfalls werden verschiedene Faserarten zu einer Fasermischung vermengt. Aus den aufbereiteten Fasern wird ein noch recht loser Faserflor, ein sogenanntes Vliesvorprodukt, gebildet. Hierfür kommen Florbildungseinrichtungen, insbesondere mechanische oder aerodynamische Karden oder Krempeln, zum Einsatz. Dieses Vliesvorprodukt verfügt noch nicht über die gewünschte Struktur, insbesondere Dicke oder

Festigkeit, des fertigen Vliesstoffs. Für die Herstellung des fertigen Vliesstoffs wird das Vliesvorprodukt in weiteren Schritten verarbeitet. Bei der

Weiterverarbeitung z.B. in einem Vliesleger oder einer Vernadelungsmaschine wird die Struktur des zuvor

gebildeten Faserflors verändert. Je nach Anwendung wird das Vliesvorprodukt in unterschiedlich vielen

Verarbeitungsschritten und -verfahren zum fertigen

Vliesstoff verarbeitet.

Aus der Praxis sind Vliesfabrikationsanlagen bekannt, bei denen Messungen am fertigen Vliesstoff am Ende der

Produktionsanlage oder hinter einer Verfestigungsmaschine durchgeführt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine

verbesserte Überwachungstechnik für

Vliesfabrikationsanlagen aufzuzeigen. Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen der eigenständigen

Ansprüche .

Die Offenbarung umfasst eine Überwachungstechnik, die sowohl ein Überwachungsverfahren als auch geeignete

Vorrichtungen umfasst. Die Offenbarung umfasst

insbesondere eine Vliesvorproduktionsanlage sowie eine Überwachungseinrichtung .

Die Kombinationen an bekannten Verarbeitungsschritten und -maschinen sind sehr vielfältig. Die offenbarte

Überwachungstechnik ist besonders geeignet für den

Einsatz in unterschiedlichen Anlagenkonfigurationen. Je nach Anwendungsfall werden bestimmte Anforderungen an die Qualität des fertigen Vliesproduktes gestellt. Diese Anforderungen können die Dicke, Zusammensetzung, Struktur, Haptik, Farbe oder Belastbarkeit des

Vliesproduktes betreffen.

Entlang des mehrstufigen Fertigungsprozesses eines

Vliesproduktes besteht eine Vielzahl an

Einstellmöglichkeiten und Prozessparametern, die die

Qualität des Endproduktes beeinflussen. Es ist besonders vorteilhaft die Maschineneinstellungen, besonders in den frühen Fertigungsschritten, automatisiert vorzunehmen.

Die Einstellungen können beim Anlauf eines

Produktionsdurchlaufs (Rüstzeit) einmalig und/oder laufend während der Produktion vorgenommen werden.

Die Vliesvorproduktionsanlage kann Teil einer größeren Vliesfabrikationsanlage sein. Die

Vliesvorproduktionsanlage verarbeitet Fasern zu einem Vliesvorprodukt. Sie stellt eine erste Prozessphase innerhalb der größeren Vliesfabrikationsanlage dar. Eine Vliesvorproduktionsanlage kann insbesondere eine oder mehrere Faseraufbereitungseinrichtungen und eine oder mehrere Florbildungseinrichtungen, z.B. eine Karde, umfassen. Die gesamte Vliesfabrikationsanlage verarbeitet Fasern bis zum fertigen Vliesstoff. Es handelt sich beim Vliesvorprodukt um ein Zwischenerzeugnis des gesamten Vliesherstellungsprozesses .

Die Überwachungseinrichtung kann Teil einer

Vliesvorproduktionsanlage sein. In anschließenden

Weiterverarbeitungsmaschinen wird das Vliesvorprodukt zu einem Vliesstoff weiterverarbeitet. Ein erster wesentlicher Aspekt der Erfindung betrifft die Erfassung von Eigenschaften eines unverarbeiteten

Vliesvorprodukts .

In der Vliesvorproduktionsanlage wird ein unverarbeiteter Faserflor, das Vliesvorprodukt, hergestellt. Dieser erste Prozessabschnitt wird auch Florbildung oder „web

formation" genannt. Die Herstellung des Vliesvorprodukts, also des unverarbeiteten Flors, kann ebenfalls in

mehreren Schritten geschehen. Das Vliesvorprodukt kann zum Beispiel in mehreren Karden hintereinander produziert werden, um eine notwendige Flordicke für die

Weiterverarbeitung zu erreichen.

Der unverarbeitete Flor des Vliesvorprodukts weist noch wenig Zusammenhalt zwischen den Fasern auf. Das

Vliesvorprodukt ist insbesondere nach der Florbildung (z.B. seit Austritt aus einer Karde) unverarbeitet. Der in der Florbildungseinrichtung gebildete Faserflor

(Vliesvorprodukt) ist im Erfassungsbereich unverändert. Eine Veränderung der Struktur des Vliesvorprodukts (z.B. durch Bündeln, Verfestigen oder Legen) findet erst hinter dem Erfassungsbereich statt.

Das Vliesvorprodukt wird normalerweise im Anschluss an eine Vliesvorproduktionsanlage in einer

Weiterverarbeitungsanlage in seiner Struktur verändert. Die Weiterverarbeitung umfasst z.B. eine Verfestigung des Flors, auch „bonding" genannt. In der Praxis sind

verschiedene mechanische, thermische und chemische

Verfestigungstechniken bekannt. Beispielsweise wird der Flor bei der Weiterverarbeitung kalandriert, vernadelt oder mit Wasserstrahlen verfestigt. Die Struktur des Flors wird so verändert (z.B. verfestigt), dass die gewünschten Produkteigenschaften des Vliesprodukts erreicht werden.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass bereits die Eigenschaften eines Vliesvorprodukts automatisiert erfasst werden, um den Produktionsprozess zu überwachen. Die erfassten Eigenschaften des Vliesvorprodukts können z.B. das Flächengewicht, die Feuchte, die

Faserausrichtung, der Öffnungsgrad der Fasern, das

Fasermischverhältnis, die Temperatur, die Dichte und/oder die elektrische oder elektrostatische Ladung des

Faserflors umfassen. Es können sowohl mehrere oder nur eine bestimmte Auswahl an Eigenschaften durch Messungen erfasst werden.

Die Erfassung der Eigenschaften des Vliesvorprodukts hat verschiedene Vorteile. Die Eigenschaften des

Vliesvorprodukts beeinflussen maßgeblich die Verarbeitung in den Weiterverarbeitungseinrichtungen der

Vliesfabrikationsanlage. Zum Beispiel kann der

Öffnungsgrad der Fasern im Vliesvorprodukt eine

nachfolgende Verfestigung beeinflussen. Die

Faserausrichtung im Vliesvorprodukt beeinflusst die mechanische Belastbarkeit des Vliesprodukts. Es ist daher vorteilhaft bereits die Eigenschaften des

Vliesvorprodukts zu erfassen. Insbesondere zur

Optimierung der Qualität des fertigen Vliesstoffs ist es vorteilhaft die Eigenschaften des Vliesvorprodukts zu erfassen. Die Erfassung der Eigenschaften am

Vliesvorprodukt ist auch vorteilhaft, um die Weiterverarbeitungseinrichtungen der

Vliesfabrikationsanlage zu optimieren.

Es ist weiterhin vorteilhaft die Eigenschaften des

Vliesvorprodukts zu erfassen, bevor es weiterverarbeitet wird. Bestimmte Eigenschaften sind nach einer

Weiterverarbeitung schlechter messbar. Insbesondere können bestimmte Messverfahren, z.B. Messungen mit

Infrarot-Strahlung oder radioaktiver Strahlung, am dünnen Faserflor des Vliesvorprodukts besonders gut eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Durchstrahlung an einem dünnen Faserflor besser gemessen werden als an einem weiterverarbeiteten Vlies. Besonders vorteilhaft sind Messungen mittels Infrarotstrahlung und/oder radioaktiver Strahlung am Vliesvorprodukt.

Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Offenbarung ist die Erfassung einer Eigenschaft des Vliesvorprodukts über dessen Breite. Das Vliesvorprodukt wird als bahnförmiger Faserflor in Produktionsrichtung gefördert. Die räumliche bzw. flächige Verteilung der Eigenschaften längs und/oder quer zur Produktionsrichtung hat besondere Bedeutung für die Qualität des Produkts. Eigenschaften wie das

Flächengewicht, der Faseröffnungsgrad, oder die

Faserausrichtung können lokale Unterschiede aufweisen. Lokale Fehler, Materialhäufungen, Klumpen oder ähnliche Effekte sind in der räumlichen bzw. flächigen Verteilung der Eigenschaften erfassbar.

Die Eigenschaften werden bevorzugt über die gesamte

Breite des Vliesvorprodukts erfasst. Breite im Sinne dieser Offenbarung meint die Ausdehnung eines Faserstroms oder eines Vliesvorprodukts (d.h. einer Florbahn) quer zur Produktionsrichtung (d.h. Förderrichtung). Bevorzugt erstreckt sich der Erfassungsbereich über die gesamte Arbeitsbreite einer Florbildungseinrichtung (z.B. einer Karde) .

Die Erfassung kann mittels eines stationären oder bewegbaren Sensors erfolgen. Die Erfassung erfolgt bevorzugt mit konstanter Genauigkeit über die gesamte Breite des Vliesvorprodukts. Vorteilhafterweise wird eine (näherungsweise) kontinuierliche Verteilung der

Eigenschaften erfasst. Es kann so ein Querschnittsprofil und/oder ein Längsverlauf der Eigenschaften ermittelt werden .

Es können insbesondere aufeinanderfolgende Messungen an mehreren lokalen Erfassungsorten erfolgen. Die lokalen Erfassungsorte können in Längs- und/oder Querrichtung zueinander versetzt sein. Bevorzugt überlappen sich die lokalen Erfassungsorte. Ein kontinuierliches

Eigenschaftsprofil kann insbesondere aus einer

Kombination überlappender Erfassungsorte konstanter Messgenauigkeit erzeugt werden. Bevorzugt wird zu jeder erfassten Eigenschaft eine Ortsinformation und/oder eine Zeitinformation erfasst.

Bevorzugt wird die zweidimensionale Verteilung einer Eigenschaft erfasst. Bevorzugt wird das Gewicht als Flächengewichtsverteilung erfasst. Die räumliche

Verteilung einer Eigenschaft bezieht sich bevorzugt auf die Fläche der Florbahn. Mit der räumlichen Verteilung ist bevorzugt die flächige Verteilung einer Eigenschaft parallel zur Florbahn gemeint. Es ist besonders

Vorteilhaft für eine wirtschaftliche Messtechnik, eine dritte Dimension einer Eigenschaftsverteilung,

insbesondere senkrecht zur Florbahn, nicht zu erfassen. Messungenauigkeiten in der Verteilung senkrecht zur

Fläche der Florbahn können zu starken Verzerrungen oder Rauschen im Erfassungsergebnis führen.

Für die Herstellung eines hochwertigen Vliesstoffes sind bereits die Eigenschaften des Vliesvorprodukts von

Bedeutung. Weichen die Eigenschaften des gebildeten

Faserflors von den gewünschten Eigenschaften ab, kann dies zu Produktionsproblemen bei der Weiterverarbeitung des Vliesvorprodukts oder zu Qualitätseinbußen im

Endprodukt führen. Beispielsweise kann die Feuchtigkeit im Vliesvorprodukt Auswirkungen auf die weitere

Verarbeitung in bestimmten Maschinen haben. Es ist daher vorteilhaft die Eigenschaften des Faserflors vor einer ersten Weiterverarbeitung, insbesondere wenn dabei die Florstruktur verändert wird, zu erfassen.

Strukturveränderungen finden insbesondere beim

Verfestigen eines Flors statt.

Durch automatisierte Stelleingriffe zur Regelung oder Steuerung von Eigenschaften des Vliesvorprodukts können höhere Qualitätsanforderungen eingehalten werden.

In der Praxis werden die Eigenschaften des

Vliesproduktes, wenn überhaupt, nur am Ende des

Produktionsprozesses überprüft. Einstellungen zur

Optimierung der Qualität des Vliesproduktes werden in der Regel manuell durch den Betreiber der Maschinen vorgenommen und hängen stark von der Erfahrung und

Qualifikation des einzelnen Menschen ab. Einstellungen werden zudem oft nur zum Anlauf eines Produktionslaufes vorgenommen. Durch die automatisierte Überwachung kann die Qualität des Produkts unabhängig vom Bedienpersonal sichergestellt werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfassung von Eigenschaften des Vliesvorprodukts besteht in der Verwendung der

Erfassungsergebnisse für eine automatisierte Einstellung der Vliesvorproduktionsanlage . Die erfassten

Eigenschaften können für eine einmalige Einstellung während einer Umrüstung oder eines Produktionsanlaufs verwendet werden. Außerdem können die Eigenschaften anhand der Erfassungsergebnisse während des

Produktionsbetriebs durch Einstellung der

Vliesvorproduktionsanlage geregelt werden. Besonders vorteilhaft ist die Regelung einer

Faseraufbereitungseinrichtung und/oder einer

Florbildungseinrichtung anhand der erfassten

Eigenschaften des Vliesvorprodukts. Eine Erfassung der Eigenschaften nahe am Austritt des Vliesvorprodukts aus einer Florbildungseinrichtung ist hierfür besonders vorteilhaft .

Je früher im Produktionsprozess die Eigenschaften des Vliesvorprodukts erfasst werden, desto kürzere Totzeiten können bei der Regelung oder Steuerung der Maschinen erreicht werden. Kurze Totzeiten erhöhen die Regelgüte. Durch eine frühe Erkennung von Eigenschaftsabweichungen kann der Ausschuss reduziert werden. Durch eine Erfassung der Eigenschaften des unverarbeiteten Vliesvorprodukts können insbesondere engere Qualitätstoleranzen für das fertige Vliesprodukt erreicht werden.

Für die Erfassung der Eigenschaften des Vliesvorprodukts kann eine berührungslose Messtechnik, z.B. Infrarot-, Röntgen- oder radioaktive Strahlung sowie optische

Messverfahren, verwendet werden. Ein oder mehrere

Sensoren bzw. Strahlungsquellen können über und/oder unter dem Faserflor angeordnet sein. Die Sensoren können stationär oder bewegbar angeordnet sein. Auch eine

Kombination stationärer und bewegbarer Sensoren ist möglich. Insbesondere können Sensoren über die Breite des Vliesvorprodukts quer zur Produktionsrichtung bewegt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, um eine räumliche oder flächige Verteilung der Eigenschaften zu erfassen.

Es kann auch ein Sensorbalken eingesetzt werden, der sich über die Breite des Vliesvorprodukts erstreckt.

Die Messungen finden in einem Erfassungsbereich statt, dessen Anordnung innerhalb der Produktionsanlage

besonders vorteilhaft ist. Messungen können lokal

und/oder global am Vliesvorprodukt durchgeführt werden. Insbesondere können Sensoren, z.B. zur Erfassung der Feuchte, lokale Messungen durchführen. Außerdem können Sensoren Messungen über eine bestimmte Fläche des

Vliesvorprodukts ausführen.

Der Erfassungsbereich für die Erfassung der Eigenschaften des Vliesvorprodukts liegt bevorzugt direkt am oder nahe am Austritt des Vliesvorprodukts aus der

Florbildungseinrichtung. Diese Anordnung ist vorteilhaft, da die Erfassung der Eigenschaften mit einem möglichst kurzen Zeitversatz zum Florbildungsprozess erfolgt.

Besonders für die Regelung eines Faseraufbereitungs- oder Florbildungsprozesses auf Basis der erfassten

Eigenschaften können durch die nahe Anordnung des

Erfassungsbereichs an der Florbildungseinrichtung kürzere Totzeiten erreicht werden. Durch kürzere Florlaufzeiten zwischen Florbildungsprozess und Messung der

Eigenschaften kann im Falle einer Regelung die Regelgüte verbessert werden. Auch der Materialausschuss kann reduziert werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft die Eigenschaften des

Faserflors zu messen, bevor er in einem folgenden

Prozessschritt verarbeitet und dabei die Struktur des Flors verändert wird. Eine Anordnung des

Erfassungsbereichs in Produktionsrichtung vor einer

Weiterverarbeitungseinrichtung, bevorzugt vor einem ersten Vliesleger oder einer ersten

Verfestigungseinrichtung, ist besonders vorteilhaft.

Bestimmte Eigenschaften des Vliesvorprodukts, wie zum Beispiel die Faserausrichtung oder der Öffnungsgrad der Fasern, können im unverarbeiteten Faserflor besser erfasst werden. Auch können die zu erfassenden

Eigenschaften des Vliesvorprodukts während der

Weiterverarbeitung verändert werden. Eine Zuordnung von Eigenschaftsabweichungen auf mögliche Ursachen im

Faseraufbereitungs- oder Florbildungsprozess wird durch diese vorteilhafte Anordnung des Erfassungsbereichs erleichtert .

Das Überwachungsverfahren dient der Überwachung des Produktionsprozesses und der Produktqualität. Je nach Verwendung können hohe Qualitätsanforderungen an den Vliesstoff gestellt werden. Im Rahmen der

Qualitätssicherung haben Hersteller von Vliesstoffen ein Interesse den Produktionsprozess zu überwachen. Es ist insbesondere vorteilhaft die erfassten Eigenschaften des Vliesvorprodukts zu speichern bzw. zu dokumentieren.

Ursachen für Qualitätsabweichungen im Vliesstoff können somit besser ermittelt werden.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des

Überwachungsverfahrens für die automatisierte Einstellung der Vliesvorproduktionsanlage .

Die Überwachungseinrichtung kann Teil einer

Vliesvorproduktionsanlage sein, die besonders ausgebildet ist, um das Überwachungsverfahren durchzuführen.

Besonders vorteilhaft ist die Implementierung der

Überwachungseinrichtung in einer Produktionsanlage mit einer zentralen Anlagensteuerung. Die

Überwachungseinrichtung kann für die Einstellung und/oder Regelung der Vliesvorproduktionsanlage speziell

ausgebildete Stelleinrichtungen aufweisen. Diese

Stelleinrichtungen können über Aktoren verfügen, mit denen sich physikalische Einstellungen an einer

Faseraufbereitungseinrichtung oder eine

Florbildungseinrichtung umsetzen lassen.

Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Offenbarung ist die Überwachung der Feuchte und/oder elektrostatischen Ladung der Fasern bzw. des Vliesvorprodukts. Dieser Aspekt der Offenbarung hat eigene erfinderische Bedeutung. Durch die offenbarte Überwachungstechnik wirken sich ändernde Umgebungsbedingungen oder schwankende

Fasereigenschaften nicht negativ auf die Produktqualität aus. Qualitätsabweichungen können verhindert oder

abgemildert werden. Durch die Überwachungstechnik lässt sich Ausschuss reduzieren.

Durch Reibung können sich Materialen oder Bauteile elektrostatisch aufladen. Im Bereich der Vliesindustrie kann Faserflug oder Anhaften von Fasern an Bauteilen aufgrund elektrostatischer Felder unerwünscht sein.

Elektrisch geladene Fasern können leicht an

Maschinenbauteilen, z.B. Förderbändern, anhaften und den Produktionsprozess stören. Besonders bei elektrisch nicht oder nur schwach leitenden Materialien (z.B.

Kunststoffen) kann es zu elektrostatischer Aufladung des Fasermaterials kommen.

Durch die Überwachung der elektrischen Ladung können elektrische Durchschläge mit Funkenbildung verhindert werden .

Die Entstehung von elektrostatischen Feldern hängt eng mit der Feuchtigkeit des Fasermaterials und der

Umgebungsluft zusammen. Oberhalb einer bestimmten

Feuchtigkeit können elektrische Ladungen des

Fasermaterials reduziert oder sogar verhindert werden. Sowohl die Feuchtigkeit der Fasern selbst als auch der Umgebungsluft spielen eine Rolle für die Qualität des Herstellungsprozesses . Neben elektrostatischen Effekten kann sich Feuchtigkeit wiederum negativ auf Maschinenbauteile ausüben.

Beispielsweise kommt es bei zu hoher Feuchtigkeit zu Korrosion an Maschinenbauteilen. Eine zu hohe

Faserfeuchtigkeit kann zu unerwünschten Eigenschaften im Vliesvorprodukt oder fertigen Vliesprodukt führen (z.B. Klumpenbildung) . Eine zu niedrige Feuchtigkeit kann elektrostatische Felder begünstigen.

Es ist daher für die Qualität des Produkts und die

Haltbarkeit der Anlage vorteilhaft, die Feuchtigkeit und/oder die elektrische Ladung der Fasern und/oder des Vliesvorprodukts zu überwachen. Vorteilhafterweise wird die Feuchtigkeit in einem optimalen Bereich gehalten. Bevorzugt wird die relative Luftfeuchtigkeit in

Abhängigkeit der Umgebungstemperatur berücksichtigt.

Die klimatischen Umgebungsbedingungen einer Anlage können sich je nach Einsatzort und Jahreszeit erheblich

unterscheiden. Saisonale, klimatische und wetterbedingte Unterschiede der Umgebungsbedingungen am

Produktionsstandort können durch die Überwachungstechnik abgemildert werden. Luftfeuchtigkeit und

Umgebungstemperatur können unabhängig von den äußeren Umgebungsbedingungen geregelt werden. Unerwünschter

Faserflug oder Anhaften von Fasern kann weltweit

verhindert werden.

Besonders bei Fasermischungen aus unterschiedlichen

Faserarten und -quellen können die Eigenschaften mehrerer Faserströme getrennt überwacht werden. Als

Ausgangsmaterial werden Fasern häufig als gepresste Ballen angeliefert. Je nach Lager- und

Transportbedingungen können die in die Anlage

eingeführten Fasern unterschiedliche Eigenschaften (z.B. Feuchte) aufweisen. Eine automatisierte Überwachung der Eigenschaften der Fasern oder des Vliesvorprodukts kann äußere Einflussfaktoren ausgleichen.

Die Feuchtigkeit und/oder die elektrische Ladung der Fasern oder eines Vliesvorprodukts werden mit einer Erfassungseinrichtung erfasst. Die Erfassungseinrichtung kann einen oder mehrere Sensoren umfassen. Bevorzugt werden Infrarot-Sensoren eingesetzt. Die

Erfassungseinrichtung ist so in der

Vliesfabrikationsanlage angeordnet, dass die

Eigenschaften in einem geeigneten Erfassungsbereich erfasst werden.

Zur automatisierten Überwachung werden die

Erfassungsergebnisse in einer elektronischen

Datenverarbeitungseinrichtung verarbeitet. Die

Erfassungsergebnisse stellen eine wichtige Datenquelle dar. Im Sinne einer digitalisierten Produktion (Industrie 4.0) können die Erfassungsergebnisse zu unterschiedlichen Zwecken analysiert werden. Beispielsweise können die Daten zur Regelung oder Steuerung der Anlage herangezogen werden. Alternativ oder zusätzlich können die

Erfassungsergebnisse zur Prozessdokumentation und

Qualitätssicherung verwendet werden. Die Daten können in Echtzeit verarbeitet und/oder dauerhaft gespeichert werden . Auf Basis der erfassten Feuchte oder elektrischen Ladung können geeignete Stelleingriffe an der Anlage

automatisiert vorgenommen werden. Es wird eine

Stellanweisung für eine Stelleinrichtung der Anlage, einer Maschine oder einer Komponente erzeugt. Die

Stellanweisung ist ein elektronisches Signal. Die

Stellanweisung kann insbesondere über ein Bus-System zwischen Datenverarbeitungseinheiten (z.B. der

Erfassungseinrichtung und einer Anlagensteuerung) ausgetauscht werden.

Vorteilhafterweise können die Umgebungsbedingungen in einem bestimmten Klimatisierungsbereich der

Vliesfabrikationsanlage mit einer Klimaanlage eingestellt werden. Die Klimaanlage ist bevorzugt dazu ausgebildet die Umgebungsluft zu erwärmen oder zu kühlen. Außerdem kann die Luft befeuchtet und/oder getrocknet werden.

Vorteilhafterweise kann Feuchtigkeit direkt auf das Fasermaterial (z.B. durch Sprühen, Aufstreichen oder Benetzen) aufgetragen werden. Alternativ oder zusätzlich kann Feuchtigkeit indirekt über die Umgebungsluft erhöht oder entzogen werden. Vorteilhafterweise kann die

Klimaanlage Fasern oder Luft trocknen.

Die Kombination aus direkter Befeuchtung und indirekter Klimatisierung ist besonders vorteilhaft. Durch eine Befeuchtungseinrichtung kann beispielsweise eine

Flüssigkeit auf Fasern aufgesprüht werden. Die Fasern können durch Erhöhung der Feuchtigkeit ihre

elektrostatische Ladung abbauen. Zusätzlich kann die Feuchtigkeit in einem (z.B. korrosionsanfälligen)

Klimatisierungsbereich durch eine trockene Umgebungsluft auf einem optimalen Maß gehalten werden. Besonders in einem Prozessabschnitt, in dem unerwünschter Faserflug auftreten kann, kann eine gezielte Befeuchtung der Fasern vorteilhaft sein.

Der klimatisierte Bereich der Vliesfabrikationsanlage ist vorteilhafterweise lokal beschränkt. Ein separierter Klimatisierungsbereich erhöht die Energieeffizienz der Anlage, insbesondere im Vergleich mit einer

Klimatisierung einer ganzen Halle.

Die Stellanweisung umfasst bevorzugt einen Stellwert für eine Flüssigkeitsmenge, eine Temperaturvorgabe oder eine Feuchtigkeitsvorgabe. Alternativ oder zusätzlich können Stellanweisungen Stellwerte für mechanische

Stelleinrichtungen (z.B. Drehzahl für einen Antrieb, Winkel für ein Leitmittel, Position eines Stellbereichs, Bewegungsvorgaben) umfassen.

Die Komponenten der Anlage verfügen über geeignete

Schnittstellen zum Empfang und/oder der Übertragung von Stellanweisungen .

Vorteilhafterweise können mehrere Erfassungseinrichtungen oder Stelleinrichtungen für getrennte Faserströme

(Faserquellen) eingesetzt werden. Unterschiede zwischen den Eigenschaften verschiedener Faserströme können erkannt und ausgeglichen werden.

Der Erfassungsbereich kann an unterschiedlichen Stellen in der Vliesfabrikationsanlage angeordnet sein.

Vorteilhaft ist eine Anordnung eines Erfassungsbereichs am Ausgang einer Florbildungseinrichtung (z.B. Karde, Airlay, Spinnvlieseinrichtung) oder einer

Faseraufbereitungseinrichtung (z.B. Ballenbrecher,

Faseröffner, Dosiereinrichtung, Fasermischeinrichtung) .

Es können mehrere Erfassungsbereiche, insbesondere mit mehreren Erfassungseinrichtungen, entlang des

Produktionsprozesses angeordnet sein. Beispielsweise kann ein Erfassungsbereich in einem Ballenbrecher, hinter einer Fasermischeinrichtung und/oder am Ausgang eines Flockenspeisers angeordnet sein.

In einer ersten Ausführungsform kann die

Überwachungstechnik für Qualitätssicherungszwecke

eingesetzt werden. Die erfassten Eigenschaften des

Vliesvorprodukts werden in einer

Datenverarbeitungseinrichtung verarbeitet. Die

Erfassungsergebnisse können rohe Messdaten oder bereits vorverarbeitete Eigenschaftsdaten umfassen. Bei der Verarbeitung der Erfassungsergebnisse können

Datenaufbereitungsalgorithmen eingesetzt werden, mit denen die Messdaten mit Zeit- und Rauminformationen angereichert werden. Weiterhin können Muster im zeit- oder raumbezogenen Verlauf der Erfassungsergebnisse ermittelt werden. Die Erfassungsergebnisse können sowohl in einem Speicher, insbesondere einer geeigneten

Datenbank für Qualitätssicherungszwecke, abgespeichert werden als auch auf einem geeigneten Anzeigemittel, z.B. einem zentralen Anlagenterminal, angezeigt werden. Diese Verarbeitung ist vorteilhaft, da unerwünschte

Eigenschaften in einer frühen Phase des

Produktionsprozesses bereits im Vliesvorprodukt erkannt werden können. Bevorzugt wird aus den Erfassungsergebnissen ein Quer- und/oder Längsprofil der Eigenschaften erzeugt. Das Längsprofil kann insbesondere einen zeitlichen und/oder örtlichen Verlauf der Eigenschaften entlang der

Produktionsrichtung enthalten. Das Querprofil umfasst einen Verlauf der Eigenschaften über die Breite des Vliesvorprodukts und/oder eines Faserstroms. Bevorzugt wird zu einer erfassten Eigenschaft eine Orts- und/oder Zeitinformation gespeichert. Es kann beispielsweise der Ort einer Messung in laufenden Metern in Bezug zu einem Referenzort (z.B. laufende Meter seit Produktionsstart) gespeichert werden. Auch eine Produktionszeit (z.B. Datum und Uhrzeit) kann mit den erfassten Eigenschaften verknüpft sein. Die Verknüpfung der erfassten

Eigenschaften mit dem Erfassungsort ist besonders vorteilhaft für eine präzise Steuerung oder Regelung der Eigenschaften .

In einer weiteren Ausführungsform kann die

Überwachungstechnik für die Einstellung der

Vliesvorproduktionsanlage, insbesondere zu

Regelungszwecken, eingesetzt werden. Die erfassten

Eigenschaften können mit Soll-Eigenschaften vergleichen werden, um Eigenschaftsabweichungen festzustellen.

Mittels geeigneter Entscheidungsregeln werden

Stellanweisungen für die Einstellung der

Vliesvorproduktionsanlage erzeugt. Bei der Erzeugung von Stellanweisungen können sowohl die erfassten

Eigenschaften als auch Soll-Eigenschaften sowie

ermittelte Eigenschaftsabweichungen und/oder sonstige Prozessparameter berücksichtigt werden. Die Stellanweisungen werden insbesondere für die

Einstellung von Faseraufbereitungseinrichtungen und/oder Florbildungseinrichtungen erzeugt. Insbesondere können die Eigenschaften des Vliesvorprodukts durch Einstellung der Vliesvorproduktionsanlage geregelt werden. Bei der Regelung können auch weitere Informationen z.B. von anderen Sensoren der Anlage berücksichtigt werden.

Beispielsweise kann der Faseröffnungsgrad gemessen und durch Einstellung eines oder mehrerer

Faseröffnungseinrichtungen geregelt werden. Geeignete Stellanweisungen werden erzeugt und entweder an eine Anlagensteuerung, direkt an eine Faseraufbereitungs- oder Florbildungseinrichtung oder an eine geeignete

Stelleinrichtung übertragen.

Anhand der Stellanweisungen können Aktoren der

Vliesvorproduktionsanlage den Faseraufbereitungs- oder Florbildungsprozess derart verändern, dass die erfassten Eigenschaften sich in die gewünschte Richtung verändern. Zum Beispiel kann eine Stellanweisung für eine

Stelleinrichtung am Speiseschacht eines Flockenspeisers übertragen werden. Mittels eines Aktors, z.B. eines

Elektromotors, wird die Breite des Speiseschachts

entsprechend der Stellanweisung angepasst.

Für die Regelung der Eigenschaften des Vliesvorprodukts durch Einstellung der Vliesvorproduktionsanlage werden geeignete Regelungsalgorithmen eingesetzt werden. Sowohl einfach lineare als auch komplexe nichtlineare Regler können für die Erzeugung der Stellanweisungen zum Einsatz kommen. Insbesondere können trainierte künstliche

neuronale Netze oder Fuzzy-Regler für die Verarbeitung der Erfassungsergebnisse und die Erzeugung geeigneter Stellanweisungen verwendet werden.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 : eine schematische Darstellung einer

Vliesvorproduktionsanlage (10) mit

Überwachungseinrichtung (40), einer zentralen Anlagensteuerung (11) und einer Klimaanlage (12);

Figur 2 : eine schematische Darstellung einer

Vliesvorproduktionsanlage (10) mit einem Speiser (31), einer Karde (32) und einer Stelleinrichtung (50);

Figur 3: eine schematische Darstellung einer

Vliesfabrikationsanlage (15) mit einer Vliesvorproduktionsanlage (10) sowie einem Vliesleger (91) und einer

Vliesverfestigungseinrichtung (92) ;

Figur 4 : eine schematische Draufsicht auf ein

Vliesvorprodukt (3) zwischen einer

Florbildungseinrichtung (30) und einer Weiterverarbeitungseinrichtung (90) ;

Figur 5: eine schematische Darstellung einer

Vliesvorproduktionsanlage (10) mit einer klimatisierten Karde (30) und mehreren Befeuchtungseinrichtungen (24). Eine Vliesfabrikationsanlage (15) kann je nach

herzustellendem Vliesstoff mit unterschiedlich vielen Maschinen konfiguriert sein. Die Vliesfabrikationsanlage (15) umfasst eine Vliesvorproduktionsanlage (10) für die Herstellung eines Vliesvorprodukts (3) sowie eine oder mehrere Weiterverarbeitungseinrichtungen (90) für die Verarbeitung des Vliesvorprodukts (3) zum fertigen

Vliesstoff (7) . Für den Transport der Fasern bzw. des Faserflors zwischen den einzelnen Maschinen können verschiedene Fördermittel eingesetzt werden.

Figur 1 zeigt eine Vliesfabrikationsanlage (15) mit einer Vliesvorproduktionsanlage (10) und einer

Weiterverarbeitungseinrichtung (90). Die

Vliesvorproduktionsanlage (10) umfasst eine

Faseraufbereitungseinrichtung (20), eine

Florbildungseinrichtung (30) sowie eine

Überwachungseinrichtung (40). Bevorzugt verfügt die

Vliesfabrikationsanlage (15) außerdem über eine

Anlagensteuerung (11).

In der Vliesvorproduktionsanlage (10) werden Fasern (1) in einer oder mehreren Faseraufbereitungseinrichtungen (20) aufbereitet. Aus den aufbereiteten Fasern (2) wird anschließend in einer oder mehreren

Florbildungseinrichtungen (30) ein Vliesvorprodukt (3) gebildet. Das Vliesvorprodukt (3) besteht aus einem noch unverarbeiteten Faserflor.

Die Überwachungseinrichtung (40) verfügt über eine

Erfassungseinrichtung (41) mit einem oder mehreren

Sensoren (410) zur Erfassung der Eigenschaften des

Vliesvorprodukts (3) . Die Eigenschaften des

Vliesvorprodukts (3) , insbesondere dessen Feuchte, elektrische Ladung, Gewichtsverteilung, Faserausrichtung, Fasermischverhältnis und/oder Faseröffnungsgrad, werden in einem Erfassungsbereich (5) erfasst.

Die Anordnung des Erfassungsbereichs (5) nahe am Austritt des Vliesvorprodukts (3) aus der Florbildungseinrichtung (30) ist besonders vorteilhaft. Die Erfassungseinrichtung (41) und/oder der Erfassungsbereich (5) können sowohl innerhalb als auch außerhalb der Florbildungseinrichtung (30) liegen.

In Produktionsrichtung (4) hinter dem Erfassungsbereich (5) schließt sich eine oder mehrere Weiterverarbeitungen (90) an. Mit den Weiterverarbeitungseinrichtungen (90) wird das Vliesvorprodukt (3) in einem oder mehreren

Verarbeitungsschritten zum fertigen Vliesstoff (7) weiterverarbeitet. Bei der Weiterverarbeitung wird die Struktur des Faserflors verändert. Insbesondere kann der Flor in mehreren Lagen in einem Vliesleger (91)

übereinandergelegt werden, um die Dicke des Flors zu erhöhen. Bei der Weiterverarbeitung kann sich

insbesondere die Faserausrichtung verändern. Auch andere Eigenschaften können durch die Weiterverarbeitung hinter dem Erfassungsbereich (5) verändert werden.

Teile der Vliesvorproduktionsanlage (10) sind bevorzugt klimatisiert. Insbesondere in Regionen mit feuchtem Klima ist die Ausführungsform vorteilhaft, um die Feuchte und/oder Temperatur der Fasern bzw. des Vliesvorprodukts (3) zu beeinflussen. Die Vliesfabrikationsanlage (15) kann über eine oder mehrere Klimaanlagen (12) verfügen. Bevorzugt wird die Prozesszone innerhalb der Faseraufbereitungseinrichtung (20) und/oder der

Vliesbildungseinrichtung (30) klimatisiert. Alternativ kann die ganze Produktionshalle von einer Klimaanlage (12) klimatisiert werden. Die Klimaanlage (12) ist in dieser bevorzugten Ausführungsform mit der

Anlagensteuerung (11) einstellbar. Die Klimaanlage (12) kann alternativ auch direkt Stellanweisungen (45) von der Überwachungseinrichtung (40) empfangen.

Die Erfassungseinrichtung (41) führt Messungen am

Vliesvorprodukt im Erfassungsbereich (5) durch. Ein oder mehrere Sensoren (410) können über das Vliesvorprodukt (3) hinwegbewegt werden. Die Bewegung eines Sensors (410) kann entlang oder quer zur Förderrichtung des

Vliesvorprodukts (3) erfolgen. Die Bewegung eines Sensors (410) kann in Abhängigkeit der Fördergeschwindigkeit des Vliesvorprodukts (3) im Erfassungsbereich (5) gesteuert werden. Dies ist besonders vorteilhaft, um eine Zuordnung der Erfassungsergebnisse zum zugehörigen Abschnitt des laufenden Vliesvorprodukts (3) zu erleichtern. Einzelne oder alle Sensoren (410) können auch stationär angeordnet sein. Besonders vorteilhaft ist die stationäre Anordnung für lokale Messungen z.B. der Feuchte des

Vliesvorprodukts (3). Die Sensoren (410) können sowohl über als auch unter dem Vliesvorprodukt angeordnet sein. In einer alternativen Ausführungsform kann der

Erfassungsbereich (5) auch innerhalb der

Florbildungseinrichtung (30), insbesondere einer Karde, liegen .

Die Messungen mittels eines Sensors (410) finden

berührungslos statt. Bevorzugt werden Infrarotsensoren eingesetzt. Auch andere berührungslose Messverfahren mit Kameras oder anderen aktiven Strahlungsquellen z.B. für Röntgenstrahlung sind möglich. Die Erfassungseinrichtung (40) ist dazu ausgebildet, geeignete Sensoren (410) derart am Vliesvorprodukt (3) anzuordnen, dass dessen Eigenschaften zuverlässig erfasst werden können.

Eine Überwachungseinrichtung (40) verfügt außerdem über eine Datenverarbeitungseinheit (42). Die

Datenverarbeitungseinheit (42) kann einen digitalen

Speicher mit einem Datenverarbeitungsprogramm und einen Prozessor umfassen. Das Datenverarbeitungseinheit (42) ist dazu ausgebildet, Erfassungsergebnisse der

Erfassungseinheit (41) zu verarbeiten, insbesondere um Verarbeitungsschritte des beanspruchten

Überwachungsverfahrens auszuführen. Die

Datenverarbeitungseinheit (42) kann auch als

eingebettetes System der Erfassungseinrichtung (410) oder als Teil der Anlagensteuerung (11) ausgebildet sein. Die Überwachungseinrichtung (40) mit der

Datenverarbeitungseinheit (42) ist dazu ausgebildet das beanspruche Überwachungsverfahren durchzuführen.

Die Überwachungseinrichtung (40) ist insbesondere dazu ausgebildet, Stellanweisungen (45) für die Einstellung der Vliesvorproduktionsanlage (10) zu erzeugen. Bevorzugt regelt die Überwachungseinrichtung (40) die Eigenschaften des Vliesvorprodukts (3) . Die Stellanweisungen (45) können nach einem Regelungsalgorithmus erzeugt werden.

Die Stellanweisungen (45) enthalten bevorzugt die

Stellgrößen für einen geschlossenen Regelkreis. Der

Regler ist bevorzugt in der Überwachungseinheit (40), insbesondere in der Datenverarbeitungseinheit (42), implementiert. Anhand der geeigneten Stellanweisungen (45) wird der Herstellungsprozess innerhalb der

Vliesvorproduktionsanlage (10) derart angepasst, dass sich die Eigenschaften des Vliesvorprodukts (3) in gewünschter Art und Weise verändern. Die Stellanweisungen (45) können in einer anderen Ausführungsform auch für eine Steuerung in einem offenen Regelkreis oder für eine Vorsteuerung eingesetzt werden.

Die Stellanweisungen (45) werden in dieser bevorzugten Ausführungsform an die Anlagensteuerung (11) übertragen. Die Anlagensteuerung (11) kann zur allgemeinen Steuerung und Überwachung der gesamten Vliesfabrikationsanlage (15) dienen. Sie ist im Besonderen dazu ausgebildet,

Stellanweisungen (45) für die Überwachung, insbesondere die Regelung, der Eigenschaften des Vliesvorprodukts (3) zu verarbeiten. Die Anlagensteuerung (11) kann

insbesondere Treiberstufen umfassen, um Signalströme der Stellanweisungen (45) in Leistungsströme umzusetzen.

Alternativ können die Treiberstufen auch an einem anderen Teil der Vliesvorproduktionsanlage (10), insbesondere an einer Faseraufbereitungseinrichtung (20) oder einer

Florbildungseinrichtung (30), angeordnet sein. Die zentrale Anlagensteuerung (11) kann insbesondere über ein Busnetzwerk mit verschiedenen Teilen der

Vliesvorproduktionsanlage (10), insbesondere mit der Überwachungseinrichtung (40), kommunizieren.

Für die Erzeugung geeigneter Stellanweisungen (45) kann die Überwachungseinrichtung (40) neben den

Erfassungsergebnissen der Erfassungseinrichtung (41) zusätzliche Informationen der Vliesfabrikationsanlage (10) verarbeiten. Insbesondere können Soll-Eigenschaften des Vliesvorprodukts (3) bezogen oder durch einen

Benutzer eingegeben werden. Die Überwachungseinrichtung (40) ist dazu ausgebildet, Abweichungen zwischen den erfassten Eigenschaften und Soll-Eigenschaften des

Vliesvorprodukts (3) zu ermitteln. Soll-Eigenschaften können in festen oder variablen Werten oder

Wertebereichen vorliegen. Zum Beispiel kann die Soll- Feuchte des Vliesvorprodukts mit einem Wertebereich zwischen einer Mindest- und einer Maximalfeuchte

vorgegeben sein. Sowohl die erfassten als auch die Soll- Eigenschaften können als determinierte Werte und/oder als statistische Werte vorliegen. Eigenschaften des

Vliesvorprodukts (3) können auch als räumliche und/oder zeitliche Verteilungen vorliegen.

Eine Regelung der Eigenschaften des Vliesvorprodukts (3) auf vorgegebene Soll-Eigenschaften ist besonders

vorteilhaft, um eine hohe Qualität des fertigen

Vliesstoffs (7) zu erzielen. Ein hochwertiges

Vliesvorprodukt (3) ist vorteilhaft für die

Weiterverarbeitung. Bestimmte Eigenschaften des Flors, insbesondere der Faseröffnungsgrad oder die

Faserausrichtung, werden in einer frühen Phase des

Produktionsprozesses, insbesondere von

Faseraufbereitungseinrichtungen (20) und

Florbildungseinrichtungen (30) bestimmt. Eine frühe

Erfassung dieser Eigenschaften entlang der

Produktionsrichtung (4) verbessert die

Regelungsmöglichkeiten. Weiterhin lassen sich bestimmte Eigenschaften vor einer ersten florstrukturverändernden Weiterverarbeitung besser erfassen. Insbesondere

Messverfahren, bei denen Strahlung gemessen wird, die durch den Flor dringt, können an einem dünnen und nicht verfestigten Flor bessere Informationen über

Eigenschaften des Flors liefern. Eine Anordnung des Erfassungsbereichs (5) entlang der Produktionsrichtung

(4) vor einem ersten Vliesleger (91) und/oder einer Vernadelungsmaschine ist daher vorteilhaft. Kurze

Florlaufzeiten zwischen Florbildung und Erfassungsbereich

(5) führen außerdem zu einer besseren Regelungsdynamik.

Durch eine automatisierte Einstellung einer

Vliesvorproduktionsanlage (10) anhand der

Erfassungsergebnisse der Überwachungseinrichtung (40) kann auch die Wirtschaftlichkeit der Anlage verbessert werden. Rüstzeiten können verkürzt und die Menge an

Ausschussware reduziert werden.

Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer

Vliesvorproduktionsanlage (10). Die

Überwachungseinrichtung (40) erzeugt Stellanweisungen (45) und überträgt diese direkt an eine

Faseraufbereitungseinrichtung (20) und/oder an eine

Florbildungseinrichtung (30). Die Florbildungseinrichtung

(30) umfasst bevorzugt eine Karde (32) und einen Speiser

(31) . Der Speiser (31) führt der Karde (32) aufbereitete Fasern (2) zu. Im Speiser (31) wird insbesondere aus den aufbereiteten Fasern (2) ein kontinuierlicher Faserstrom gebildet der sich in einer Karde zu einem Flor

verarbeiten lässt. Der Speiser (31) verfügt über Leit- und Fördermittel für die Fasern, mit denen sich der Faserstrom beeinflussen lässt. Zum Beispiel kann der Querschnitt des Speiseschachts im Speiser (31) verändert werden. Eine Stelleinrichtung (50) verstellt die

Faserleitmittel entsprechend einer Stellanweisungen (45) .

Die Stelleinrichtung (50) kann eine Treiberstufe und Aktoren, insbesondere einen Elektromotor, umfassen.

Stelleinrichtungen (50) sind bevorzugt an einer

Faseraufbereitungseinrichtung (20) oder an einer

Florbildungseinrichtung (30) angeordnet. Die

Stelleinrichtungen (50) können über eine einheitliche Schnittstelle für den Empfang von Stellanweisungen (45) verfügen. Die Schnittstelle kann kompatibel zu einem Bussystem der Florbildungsanlage (10) sein und über dieses kommunizieren. Die Stelleinrichtung (50) kann statt eines eigenen Aktors auch über eine spezielle

Maschinenschnittstelle verfügen, über die die Aktorik der Vliesvorproduktionsanlage angesteuert wird. Die

Stelleinrichtung (50) kann als vereinheitlichte

Schnittstelle für Stellanweisungen (45) an verschiedene Aktoren dienen. Dies ist vor allem vorteilhaft, wenn die Vliesvorproduktionsanlage aus Maschinen verschiedener Hersteller besteht.

Die Überwachungstechnik kann als Nachrüstkomponente für bestehende Vliesfabrikationsanlagen geliefert werden. Der Einsatz einheitlicher Schnittstellen an den

Stelleinrichtungen (50) für die Übertragung von

Stellanweisungen (45) ist in diesem Fall besonders vorteilhaft, da nur die Stelleinrichtungen an bestehende Maschinen angepasst werden müssen. Figur 3 zeigt eine Vliesvorproduktionsanlage (10) mit einer besonderen Faseraufbereitungseinrichtung (20).

Verschiedene Fasertypen (1) werden in dieser Anlage zu einem Flor verarbeitet. Die Faseraufbereitungseinrichtung (20) umfasst eine Fasermischeinrichtung (22), in der die verschiedenen Fasertypen (1) vermengt werden.

Die Fasermischeinrichtung (22) ist bevorzugt dazu

ausgebildet mit Stellanweisungen (45) einstellbar zu sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft und das erfasste Fasermischverhältnis des Vliesvorprodukts (3) zu ändern bzw. zu regeln.

Üblicherweise werden die Fasern (1) in Form von

gepressten Ballen der Anlage zugeführt. Die gezeigte Ausführungsform verfügt über Ballenbrecher (21), in denen die Faser aus den Ballen herausgelöst werden.

Faserklumpen werden in einem oder mehreren Schritten geöffnet. Die Faseraufbereitungseinrichtung (20) kann über einen oder mehrere Ballenbrecher (21) und/oder Faseröffnungseinrichtungen (23) verfügen. Mit dieser Faseraufbereitungseinrichtung (20) lassen sich die Fasern (1) derart aufbereiten, dass sich aus ihnen in einer Florbildungseinrichtung (30), insbesondere einer

mechanischen oder aerodynamischen Karde (32), ein Flor bilden lässt. Auch die Florbildungseinrichtung (30) kann (zusätzliche) Faseröffnungseinrichtungen umfassen, insbesondere Feinöffner für mehrstufige

Faseröffnungsprozesse .

Sowohl die Ballenbrecher (21) als auch die

Faseröffnungseinrichtungen (23) sind einstellbar. Anhand der Stellanweisungen (45) lässt sich der

Faseraufbereitungsprozess einstellen. Dies ist besonders vorteilhaft im Falle einer Regelung des erfassten

Faseröffnungsgrades des Vliesvorprodukts (3) .

Die Faseraufbereitungseinrichtung (20) kann außerdem eine Befeuchtungseinrichtung (24) (auch Schmälzstation

genannt) umfassen. In einer Schmälzstation können Fasern mit verschiedenen chemischen Mitteln behandelt werden, insbesondere mit Flüssigkeiten benetzt oder besprüht werden. Beispielsweise kann dort ein Antistatikum auf die Fasern gesprüht werden, um deren statische Aufladung zu verhindern oder zu reduzieren. Auch andere chemische Behandlungen sind möglich. Die Befeuchtungseinrichtung ist ebenfalls einstellbar. Insbesondere kann die Feuchte der Fasern durch Einstellung einer

Befeuchtungseinrichtung beeinflusst werden.

Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf ein Vliesvorprodukt (3) zwischen einer Florbildungseinrichtung (30) und einer Weiterverarbeitungseinrichtung (90). Mittels einer

Überwachungseinrichtung (40) werden Eigenschaften des Vliesvorprodukts (3) in einem Erfassungsbereich (5) erfasst. Die Abbildung zeigt eine bevorzugte

Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung (41) mit einem bewegbaren Sensor (410). Ebenfalls angedeutet ist eine Ausführungsform mit einem Sensorbalken (411), der sich über die Breite des Vliesvorprodukts erstreckt.

Das Vliesvorprodukt (3) wird laufend in

Produktionsrichtung (4) gefördert. Durch die

Förderbewegung der Florbahn (3) und die Bewegung des Sensors (410) wird der Erfassungsbereich (5) auf der Florbahn (3) verschoben. Es ergibt sich eine Trajektorie (5) von Orten, an denen die Eigenschaften des

Vliesvorprodukts erfasst werden. Im Zeitverlauf werden Messungen in einem Zickzack- oder Wellen-Muster,

insbesondere über die gesamte Breite der Florbahn (3) , durchgeführt .

Aus den erfassten Eigenschaften kann ein Profil (6) der Eigenschaften, insbesondere über die Breite des

Vliesvorprodukts (3) quer zur Produktionsrichtung (4), ermittelt werden. Das Profil beschreibt die Verteilung der Eigenschaften des Vliesvorprodukts.

Eine erfasste Eigenschaft an einem Erfassungsort (5i) wird bevorzugt mit einer Ortsinformation und/oder einer Zeitinformation versehen.

Durch die Erfassung der Eigenschaften und/oder einer räumlichen bzw. flächigen Verteilung der Eigenschaften kann eine automatisierte Einstellung an einem Stellmittel (50) einer Florbildungseinrichtung (30) (z.B. einer Karde oder einem Speiseschacht) oder einer

Faseraufbereitungseinrichtung (20) vorgenommen werden.

Bevorzugt wird eine Einstellung an einem Stellmittel (50) vorgenommen, das dazu ausgebildet ist, die Eigenschaften des Vliesvorprodukts (3) lokal zu beeinflussen. In der abgebildeten Ausführungsform wird der Speiseschacht eines Speisers (31) eingestellt. Der Speiseschacht weist bevorzugt Stellmittel auf, die dazu ausgebildet sind, den Faserstrom über die gesamte Breite und/oder an einzelnen Stellen entlang der Breite des Vliesvorprodukts zu verstellen. Durch die Einstellung des Speiseschachts kann das Flächengewicht des Vliesvorprodukts lokal und/oder flächig und/oder global gesteuert bzw. geregelt werden.

Alternativ oder zusätzlich können weitere Stellmittel (50) an einer Faseraufbereitungsanlage (20) oder einer Florbildungseinrichtung (30) automatisiert eingestellt werden, beispielsweise ein Ballenbrecher, die Garnitur einer Karde (32), eine Dosiereinrichtung oder einem

Faseröffner .

Bevorzugt ist der Erfassungsbereich (5) im Anschluss an eine erste Karde (32) angeordnet. In einer weiteren

Ausführungsform ist der Erfassungsbereich (5) in

Produktionsrichtung (4) nach einer zweiten, dritten oder weiteren Karde (32) oder anderen Florbildungseinrichtung (30) angeordnet. In bestimmten Anwendungsfällen kann das Vliesvorprodukt (3) zwischen mehreren

Florbildungsschritten (z.B. Karden) gelegt werden. In dieser Ausführungsform ist das Vliesvorprodukt (3) im Erfassungsbereich (5) ein gelegter und unverfestigter Faserflor. Die strukturverändernde Weiterverarbeitung kann sich auf eine oder mehrere Eigenschaften des

Vliesvorprodukts beziehen.

Bevorzugt ist der Erfassungsbereich (5) in

Produktionsrichtung (4) hinter der letzten Karde (32) angeordnet. Bevorzugt ist der Erfassungsbereich (4) vor einer ersten Verfestigungseinrichtung angeordnet. Bei der Verfestigung wird der Zusammenhalt zwischen den Fasern des Vliesvorprodukts verstärkt. Das Vliesvorprodukt kann aus einem ein- oder

mehrschichtigen Faserflor bestehen. Der Faserflor kann im Rahmen des Florbildungsprozesses insbesondere

übereinandergelegt werden. Die Dicke des Faserflors kann so erhöht werden.

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer

Vliesvorproduktionsanlage (10) mit verschiedenen

Ausführungsformen einer Überwachungstechnik, insbesondere für die Feuchte und/oder die elektrische Ladung.

Die Figur zeigt eine mögliche Ausführungsform eines

Klimatisierungsbereichs (13). Eine

Florbildungseinrichtung (30) (z.B. eine Karde (32)) umfasst eine Klimaanlage (12) . Die Klimaanlage (12) ist dazu ausgebildet, die Umgebungsbedingungen, insbesondere die absolute oder relative Luftfeuchtigkeit und/oder die Temperatur, in einem Klimatisierungsbereich (13)

einzustellen. In dieser vorteilhaften Ausführungsform ist der Klimatisierungsbereich in die Karde (32) integriert. Das Gehäuse der Karde ist im Wesentlichen klimatisch von der Umgebung separiert.

Die Vliesfabrikationsanlage kann einen oder mehrere

Klimatisierungsbereiche (13) oder Klimaanlagen (12) umfassen. Der Klimatisierungsbereich (13) kann auch (z.B. zur Nachrüstung) um eine Maschine herumgebaut sein.

Die Vliesvorproduktionsanlage (10) kann eine oder mehrere Befeuchtungseinrichtungen (24) umfassen. Die

Befeuchtungseinrichtung (auch Schmälzstation genannt) ist dazu ausgebildet, eine Flüssigkeit oder ein Fett auf Fasern aufzubringen. Die Befeuchtungseinrichtung (24) kann insbesondere eine Sprühdüse oder andere

Befeuchtungsmittel umfassen. Bevorzugt wird destilliertes Wasser aufgesprüht. Es kann auch ein Nebel gebildet werden. Alternativ oder zusätzlich kann in einer

Befeuchtungsstation (24) eine Chemikalie, ein Additiv oder ein Schmiermittel aufgetragen werden. Eine

Befeuchtungseinrichtung (24) kann mit einer Klimaanlage (12) kombiniert werden. Vorteilhafterweise umfasst die Befeuchtungseinrichtung einen oder mehrere

Flüssigkeitstanks und/oder steuerbare Pumpen. Die

Klimaanlage (12) kann alternativ oder zusätzlich

Trocknungsmittel (z.B. eine Infrarotlampe, Gebläse oder Heizung) umfassen.

Die Befeuchtungseinrichtung (24) kann insbesondere in eine Maschine eine Faseraufbereitungseinrichtung (20) oder eine Florbildungseinrichtung (30) integriert sein.

Eine Klimaanlage (12) und/oder eine

Befeuchtungseinrichtung (24) umfasst eine

Stelleinrichtung (50). Die Stelleinrichtung (50) ist dazu ausgebildet Stellanweisungen (45) zu empfangen. Außerdem ist die Stelleinrichtung (50) dazu ausgebildet, den

Feuchtigkeitseintrag (z.B. durch Dosierung einer

Flüssigkeit) und/oder den Feuchtigkeitsentzug (z.B. durch Einstellung der Temperatur oder Bestrahlung)

einzustellen .

Die Abbildung zeigt mehrere mögliche Anordnungen eines Erfassungsbereichs (5) bzw. einer Erfassungseinrichtung (41). Insbesondere können die Eigenschaften eines Faserstroms hinter, in oder an einem Ballenbrecher (21), hinter, in oder an einer Fasermischeinrichtung (22) oder an einer sonstigen Faseraufbereitungseinrichtung (20) erfasst werden. Bevorzugt werden die Eigenschaften in einem Erfassungsbereich (5) erfasst, der in

Produktionsrichtung (4) hinter einer Stelleinrichtung (50) angeordnet ist. Durch eine solche Anordnung können die Eigenschaften vorteilhafterweise in einer

Regelschleife („feedback control") geregelt werden.

Alternativ oder zusätzlich können die Eigenschaften auch gesteuert werden.

Die erfassten Eigenschaften des Vliesvorprodukts können auch zu weiteren Zwecken, beispielsweise der prädiktiven Wartung und/oder Schadenserkennung, verwendet werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform werden die erfassten Eigenschaften automatisiert analysiert. Es wird bevorzugt das Frequenzverhalten der Eigenschaften analysiert. Es kann insbesondere eine Fourrier-Transformation auf die erfassten Eigenschaften angewendet werden. Die Frequenzen der erfassten Eigenschaften können mit Frequenzen

periodischer Bewegungen (z.B. Drehzahlen rotierender oder oszillierender Teile) oder vorbekannter

Maschinenparameter verglichen werden. In einer

bevorzugten Ausführungsform werden Schäden an einem

Bauteil durch Frequenzmuster in den erfassten

Eigenschaften erkannt. Eine automatisierte Warnung über ein auffälliges Frequenzverhalten kann generiert werden. Es kann insbesondere eine Warnung über einen Schaden oder Wartungsbedarf an einem bestimmten Bauteil generiert werden . Das Vliesvorprodukt ist ein flächiger und/oder

bahnförmiger Faserflor. Die Breite des Vliesvorprodukts beträgt bevorzugt lm bis 4m.

Bevorzugt umfasst die Überwachungseinrichtung einen

Infrarot-Sensor. Alternativ oder zusätzlich können radioaktive Strahlungs-Sensoren oder Röntgen-Sensoren eingesetzt werden. Insbesondere kann sind auch Isotopen- Rückstreusensoren geeignet. Radioaktive Strahlung eines Krypton-Isotops ist besonders geeignet für die Erfassung der Eigenschaften eines Vliesvorprodukts.

Der Einsatz radioaktiver Strahlung erfordert besondere Strahlungssicherungsmaßnahmen. Nach Ablauf einer

Halbwertszeit müssen die Sensoren oder die

Strahlungsquelle in der Regel ausgetauscht werden.

Infrarot-Sensoren haben den Vorteil, sie auch

Feuchtigkeit erfassen können. Außerdem ist die Wartung von Infrarot-Sensoren weniger aufwendig. Je nach Art des Vliesprodukts können unterschiedliche Sensoren

vorteilhaft sein. Der besondere Erfassungsbereich und die Verwendung der Erfassungsergebnisse sind in Kombination mit verschiedenen Sensorarten vorteilhaft.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die

Überwachungseinrichtung (40) mit der

Erfassungseinrichtung (41) und einer eigenen

Datenverarbeitungseinrichtung (42) ausgebildet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass das

Überwachungsverfahren durch Nachrüstung einer

Überwachungseinrichtung (40) an bestehenden Anlagen eingesetzt werden kann. Die Produktqualität kann

hierdurch auch an bestehenden Anlagen verbessert werden.

In einer weiteren Ausführungsform kann die

Überwachungseinrichtung (40) als verteiltes System ausgebildet sein. Insbesondere können die

Erfassungseinrichtung (41), die

Datenverarbeitungseinrichtung (42) und die

Stelleinrichtung (50) jeweils in separaten

Hardwareeinheiten ausgebildet sein. Die

Datenverarbeitungseinheit kann insbesondere in einer Anlagensteuerung implementiert sein.

Abwandlungen der Erfindung sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die zu den jeweiligen

Ausführungsbeispielen gezeigten, beschriebenen oder beanspruchten Merkmale in beliebiger Weise miteinander kombiniert, gegeneinander ersetzt, ergänzt oder

weggelassen werden.

Die Offenbarung umfasst als eigenständigen Aspekt, der für sich allein oder in Kombination mit dem Aspekt, auf den die eigenständigen Ansprüche gerichtet sind,

angewendet werden kann, eine Überwachungstechnik mit den folgenden Merkmalen.

Überwachungsverfahren für einen Herstellungsprozess eines Vliesstoffs (7) aus Fasern (1,2) in einer

Vliesfabrikationsanlage (15), dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchte und/oder die elektrische Ladung der Fasern (1,2) oder eines Vliesvorprodukts (3) mit einer Erfassungseinrichtung (41) in einem Erfassungsbereich (5) erfasst wird und die Erfassungsergebnisse in einer

Datenverarbeitungseinheit (42) verarbeitet werden, wobei eine Stellanweisung (45) für mindestens eine

Stelleinrichtung (50) der Vliesfabrikationsanlage (15) erzeugt wird, wobei die Stelleinrichtung (50) dazu ausgebildet ist, die Feuchtigkeit der Fasern (1,2) und/oder die Feuchtigkeit des Vliesvorprodukts (3) und/oder die Umgebungsbedingungen in zumindest einem Teil der Vliesvorproduktionsanlage (10) einzustellen.

Überwachungsverfahren, wobei die Fasern (1,2) mit einer einstellbaren Befeuchtungseinrichtung (24) angefeuchtet werden, insbesondere durch Aufträgen einer Flüssigkeit.

Überwachungsverfahren, wobei die Befeuchtungseinrichtung (24) in Produktionsrichtung (4) vor einer

Florbildungseinrichtung (30), insbesondere einer Karde (32), angeordnet ist.

Überwachungsverfahren, wobei eine Befeuchtungseinrichtung (24) zur Befeuchtung von Fasern (1,2) in eine

Faseraufbereitungseinrichtung (20), insbesondere einen Ballenbrecher (21), eine Faseröffnungseinrichtung (23) oder eine Fasermischeinrichtung (22), integriert ist.

Überwachungsverfahren, wobei eine Befeuchtungseinrichtung (24) zur Befeuchtung von Fasern (1,2) in eine

Florbildungseinrichtung (20) integriert ist.

Überwachungsverfahren, wobei die

Vliesvorproduktionsanlage (10) mindestens eine

einstellbare Klimaanlage (12) umfasst. Überwachungsverfahren, wobei die Umgebungsbedingungen, insbesondere die Luftfeuchtigkeit und/oder die

Temperatur, in einer Faseraufbereitungseinrichtung (20) und/oder in einer Florbildungseinrichtung (30) mittels einer Klimaanlage (12) einstellbar sind.

Überwachungsverfahren, wobei die

Vliesvorproduktionsanlage (10) mindestens einen von der Umgebung im Wesentlichen separierten

Klimatisierungsbereich (13) umfasst.

Überwachungsverfahren, wobei der Klimatisierungsbereich (13) auf eine Faseraufbereitungseinrichtung (20) oder eine Florbildungseinrichtung (30), insbesondere eine Karde (32), räumlich beschränkt ist.

Überwachungsverfahren, wobei die

Vliesvorproduktionsanlage (10) eine Klimaanlage (12) oder eine Befeuchtungsanlage (24) umfasst, die über eine

Stellanweisung (45) ansteuerbar ist.

Überwachungsverfahren, wobei die Feuchtigkeit und/oder die elektrische Ladung der Fasern (1,2) oder des

Vliesvorprodukts (3) geregelt wird.

Überwachungsverfahren, wobei die Feuchtigkeit eines Teils der Fasern (1,2) oder eines lokalen Bereichs des

Vliesvorprodukts (3) einstellbar ist.

Überwachungsverfahren, wobei die

Vliesvorproduktionsanlage (10) eine

Befeuchtungseinrichtung (24) umfasst, die dazu ausgebildet ist, Flüssigkeit in einem einstellbaren

Stellbereich (46) aufzutragen.

Überwachungsverfahren, wobei der Stellbereich (46) sich nur über einen Teil der Fasern erstreckt. Überwachungseinrichtung (40) für eine

Vliesfabrikationsanlage (15), mit einer

Erfassungseinrichtung (41) zur Erfassung der Feuchte und/oder der elektrostatischen Ladung von Fasern (1) oder eines Vliesvorprodukts (3) , wobei die

Überwachungseinrichtung (40) dazu ausgebildet ist ein Überwachungsverfahren nach einem der vorhergehenden

Ansprüchen auszuführen.

Vliesvorproduktionsanlage (10) mit einer

Überwachungseinrichtung, wobei die

Vliesvorproduktionsanlage (10) dazu ausgebildet ist, ein Überwachungsverfahren nach einem der vorhergehenden

Ansprüche auszuführen.

BEZUGSZEICHENLISTE

Fasern Fibres

(Aufbereitete) Fasern (Pre-processed) fibres Vliesvorprodukt, Florbahn Nonwoven pre-product Produktionsrichtung Production direction Erfassungsbereich Detection zone

Lokaler Erfassungsort Local detection spot Eigenschaftsprofil Property profile

Vliesstoff Nonwoven fabric

Vliesvorproduktionsanlage Nonwoven pre- production plant

AnlagenSteuerung Plant control unit Klimaanlage Air conditioning

System

Klimatisierungsbereich Air-conditioned zone Vliesfabrikationsanlage Nonwoven fabrication plant

Faseraufbereitungseinrieh Fibre processing tung facility

Ballenbrecher Bale opener

Fasermischeinrichtung Fibre biending

facility

Faseröffnungseinrichtung Fibre opening facility

Befeuchtungseinrichtung Moistening unit

Florbildungseinrichtung Web forming facility

Speiser Feeder

Karde Card

Überwachungseinrichtung Control unit

Erfassungseinrichtung Detection unit

Sensor Sensor Sensorbalken Sensor beam

Datenverarbeitungseinheit Data processing unit

Stellanweisung Actuation command

Stellbereich Actuation zone

Stelleinrichtung Actuation unit

Weiterverarbeitungseinric Web processing htung facility

Vliesleger Cross lapper

Vlies _V erfestigungseinrieh Web bonding facility tung