BISCHOF ROLAND (CH)
KELLER FELIX (CH)
BISCHOF ROLAND (CH)
| EP0565486A1 | 1993-10-13 | |||
| DE19908708A1 | 2000-03-16 | |||
| EP0801158A1 | 1997-10-15 |
| Patentansprüche
1. Steuerungsverfahren für eine Karde mit mindestens einer Unterhaltsvorrichtung, die eine Steuereinheit aufweist, wobei die Steuereinheit einen Unterhaltszyklus initiie- ren und/oder durchführen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung nur bei einem Unterbruch des Materialflusses während der Produktion einen fälligen Unterhaltszyklus genehmigt.
2. Steuerungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Unter- haltsvorrichtung eine Schleifvorrichtung und/oder eine Messvorrichtung ist und der
Unterhaltszyklus einem Schleifzyklus und/oder einem Messzyklus entspricht.
3. Steuerungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Unterbruch des Materialflusses durch das Abstellen der Abnehmerwalze erkennt wird.
4. Steuerungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Unterbruch des Materialflusses durch die Bandgeschwindigkeit erkennt wird.
5. Steuerungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Zähler für fällige Unterhaltszyklen vorhanden ist.
6. Steuerungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerung für mindestens eine Unterhaltsvorrichtung in der Hauptsteuerung der Karde integriert ist.
7. Steuerungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerung mindestens eine Unterhaltsvorrichtung als autonome Steuerung ausgebildet ist und diese von einer übergeordneten Steuerung die Genehmigung für einen fälligen Zyklus bekommt.
8. Steuerungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Unterhaltsvorrichtung eine autonome Steuerung aufweist, wobei diese Steuerung mittels eines eigenen Sensors einen Unterbruch feststellen kann. |
Verfahren für eine Schleifvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Steuerverfahren für das Durchführen von Unterhaltsarbeiten an einer Karde, insbesondere für das Schleifen von Walzgarnituren und/oder Messen des Kardierspaltes.
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Karde. Eine Karde hat als Hauptaufgabe, die Baumwolle bis zur Einzelfaser aufzulösen, wobei auch die Nissen entfernt werden sollen. Für das Kardieren der Baumwolle sind u. a. engere Garniturstellungen und schärfere Garnituren eine Bedingung. Während des Produktionsbetriebs der Karde, wenn tatsächlich Material von der Karde verarbeitet wird, findet eine Abnutzung der Garnituren der Deckel und der Walze statt. Um diese frühzeitig zu erkennen und/oder zu eliminieren, sind verschiedene Unterhaltsvorrichtungen und Verfahren entwickelt worden, die zum Teil auch während der Produktionsbetrieb geeignet sind, eingesetzt zu werden. Beispiele solcher Unterhaltsvorrichtungen sind:
- Schleifvorrichtungen für Deckelgarnitur oder Walzengarnituren, insbesondere für die Trommelgarnitur;
- Verstellvorrichtungen, hauptsächlich für den Fiexibelbogen, geeignet um den Kardierspalt zwischen Deckel und Trommel einzustellen; - Messvorrichtungen, insbesondere für das Messen des Kardierspaltes zwischen
Trommel und Deckel.
Es sind verschiedene berührungslose Messverfahren und entsprechende Vorrichtungen zum Ermitteln des Abstandes von Garniturspitzen bekannt. So ist beispielsweise in der DE 42 35 610 A1 ein induktiver Sensor offenbart, der dem Deckel einer Karde zugeordnet ist und der Walzengarnitur gegenüberliegt. In der DE 102 51 574 A1 ist ein optischer Sensor beschrieben, der den Abstand zwischen den freien Enden der Garnituren, sowie entsprechende Bezugsflächen zu erfassen vermag. Die DE 39 13 996 A1 offenbart ebenfalls berührungslose Sensoren, wobei hier kapazitive, induktive sowie optische Sensoren genannt sind.
Auch für das Schleifen von Garnituren wurden verschiedene Verfahren und Vorrichtungen entwickelt. Die traditionelle Methode ist mittels einer Vollschleifwalze. Obwohl damit
wieder eine gerade geschliffene Garnitur entsteht, hat die Benutzung einige gravierende Nachteile. Die Karde muss stillgelegt und entmantelt werden. Die Vollschleifwalze verlangt eine genauste Handhabung durch geschultes Fachpersonal, da sonst die Garnitur irreparable beschädigt werden kann. Und jeder Schleifzyklus schleift eine grossere Menge der Zähne ab. Die geringe Höhe der Zähne lässt daher nur wenige Schleifzyklen zu, danach sind die Zähne zu weit abgeschliffen und die Garnitur muss ersetzt werden. In der Praxis wird man daher länger warten, bis man ein Schleifzyklus mit einer Vollschleifwalze anfängt, wobei einen Qualitätseinbus des Produktes in Kauf genommen wird.
Neben den Vollschleifwalzen sind in den letzten Jahren alternative Schleifmethoden entwickelt worden. In EP 322 637 und EP 497 736 wurde ein System vorgeschlagen, welches in die Karde eingebaut werden kann und ohne Unterbruch der Produktion eine Garnitur, insbesondere die der Trommel, schleifen kann. Das Schleifen findet mit Hilfe eines kleinen Schleifsteins statt, der minimalste Menge von den Zähnen abschleift. Dieses System braucht keine präzise Zustellung und kann ohne Beobachtung des Personals betrieben werden. Daher kann dieses Schleifsystem eingesetzt werden ohne Un- terbruch der Verarbeitung der Baumwolle und häufiger als die Vollschleifwalze. Ein Abfall in der Qualität durch abgestumpfte Zahngarnituren ist dadurch weniger gravierend.
In EP 565486 wird eine Steuerung offenbart, wie ein Schleifzyklus ablaufen könnte. Dieser Ablauf findet jedes Mal statt, nachdem eine vorgegebene Menge an Material von der Karde verarbeitet worden ist. Unabhängig vom Stand der Karde wird einen Schleif zyklus initiiert und durchgeführt. Lediglich die Trommeldrehzahl, die notwendig ist um ein befriedigendes Schleifresultat zu gewährleisten, wird die Initiierung durch die Steuerung vorausgesetzt. In der Praxis wird daher auch dann geschliffen, wenn die Karde die maximale Menge an Material gerade verarbeitet. Bei der heutigen Kardengeneration kann diese eine Produktion von mehr als 200 Kg pro Stunde bedeuten.
Die neueste Generation der Hochleistungskarden, zum Beispiel die C60 Karde von Rieter, hat nicht mehr länger eine Trommel mit einer Arbeitsbreite von 1 m, sondern eine Arbeitsbreite von 1.5 m. Zusätzlich ist der Durchmesser der Trommel von den üblichen 1.3 m auf rund 0.84 m reduziert. Eine Karde mit einem reduzierten Trommeid urchmes-
ser wird vorzugsweise mit einer relativ hohen Drehzahl angetrieben, um eine höhere Umfanggeschwindigkeit zu erreichen. Die Karde kann durch die geänderte Geometrie und Produktionsparameter heute mehr als 200 kg/h an Baumwolle verarbeiten. Die höhere Produktion, die heute angestrebt wird, insbesondere gekoppelt an einer ge- änderten Geometrie der Trommel, hat aber auch einen Effekt auf die Funktionalität der Unterhaltsverfahren, wie zum Beispiel Messen oder Schleifen.
Viele dieser Schleif- oder Messverfahren funktionieren nur oder wenigstens besser, wenn kein oder wenig Material auf den Garnituren anwesend ist. Baumwollfasern kön- nen die Messergebnisse verzerren oder sogar unbrauchbar machen. Durch den hohen Materialfluss können Probleme bei der Ausführung von intermittierenden Abläufe, wie zum Beispiel das Schleifen von Garnituren oder das Messen des Kardierspaltes, entstehen. Durch den sehr hohen Materialdurchsatz entsteht insbesondere im Bereich der Trommeloberfläche einen Luftzug, der Fasern aufwirbelt. Diese aufgewirbelten Fasern können bei einem Schleifzyklus den Zyklus stören. Sie können mitgerissen werden und so die Vorrichtung verschmutzen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Steuerungsverfahren zu schaffen, welches den optimalen Zeitpunkt für das Ausführen eines fälligen Mess- oder Schleifvorganges bestimmt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Steuerungsverfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass die Initiierung und/oder Durchführung eines Unterhaltsverfahren dann stattfindet wenn der Materialfluss unter- brachen ist, ist eine Verschmutzung der ausführenden Vorrichtung mit Faserflug oder einer Verzerrung der Messwerten minimalisiert, ohne dass ein tatsächliches Anhalten der Karde dafür notwendig ist. Ungewollte Unterbrüche werden dadurch positiv ausgenutzt. Ein Schleif- oder Messzyklus dauert nur wenige Sekunden bis einige Minuten, daher ist einen kleinen Materialunterbruch schon genügend, um einen schonenden Mess- und/oder Schleifvorgang durchzuführen.
Ein Unterbruch des Materialstromes kann insbesondere entstehen:
- durch einen Unterbruch in der Materiallieferung, wenn zum Beispiel Putzereimaschinen ein Problem aufweisen;
- durch einen Bandbruch am Ausgang der Karde, zwischen Karde und Bandablage oder nachfolgende Strecke; - durch einen Unterbruch in der Materialabnahme durch der Karde nachgeordneten Vorrichtungen, wie zum Beispiel Bandablage oder Strecke.
Materialunterbrüche können unter anderem am Ausgang der Karde gemessen werden. Zum Beispiel mittels einer Geschwindigkeitsmessung des produzierten Kardenbandes, lässt sich einen Unterbruch auf der Karde feststellen. Die Geschwindigkeit geht auf 0. Mittels eines Lichtsensors kann ein Bandbruch direkt festgestellt werden, u. a. beim übergang von der Karde auf eine nachfolgende Maschine, wie eine Bandablage oder eine Strecke. Auch Steuersignale aus der Putzerei oder von nachfolgenden Maschinen können genutzt werden, um einen Materialunterbruch festzustellen.
Liegt ein Materialunterbruch vor, wird die Steuerung der Karde mit dem Abstellen der Abnahmewalze und/oder der Speisewalze reagieren. Die Walzen können einzeln, parallel oder nacheinander abgestellt werden, in Abhängigkeit von der Ursache des Unterbruchs. Wenn nicht einen gravierenden Unterbruch vorliegt, werden die übrigen Kar- deelemente wie Trommel, Vorreisser, Deckel oder Absaugelemente ohne Unterbruch . oder Veränderung weiter arbeiten. Dadurch werden die Elemente vom grössten Teil des Materials kurz befreit. Genau diese Materiallücke während des Betriebs ist der optimale Zeitpunkt gemäss Erfindung für das Durchführen des Unterhaltsverfahrens.
Für die Steuerung der Unterhaltsvorrichtungen braucht es mehrere Steuerungsschritte. Grundsätzlich braucht es eine Steuerung des Unterhalts verfahren selber in einem Unterhaltzyklus, zum Beispiel ein Schleif- oder Messzyklus. Ein Beispiel solchen Schleifzyklus wird in EP 565486 offenbart. Zusätzlich braucht es eine Steuerung, die entscheidet, wann ein Unterhaltszyklus wieder fällig ist. Zum Beispiel nach x kg Produktion, nach x Stunde Betriebszeit oder wenn einen gemessenen Wert, zum Beispiel die eines Nissensensors, einen festgelegten Schwellewert erreicht.
Diese Steuerungsbedingungen können in den Unterhaltsvorrichtungen eigene Steuereinheiten oder in Untersteuerungen untergebracht werden oder in der Kardensteuerung oder in ein übergeordnetes Steuerungssystem integriert werden.
Zusätzlich kommt zu den oben aufgelisteten Steuerungen noch eine Steuerung gemäss Erfindung dazu. Diese Steuerung funktioniert wie eine Ampel, sie entscheidet nicht, ob tatsächlich ein Unterhalts verfahren durchgeführt wird, sondern lediglich wann ein Unterhaltsverfahren durchgeführt werden kann. Er kann, aber muss nicht wissen, ob tatsächlich ein Unterhaltsverfahren fällig ist, sondern gibt lediglich an, ob der Status der Karde ein optimales Zeitfenster aufweist.
Während der Unterbruchsperiode bis der volle Materialstrom wieder vorhanden ist, kann die Steuerung gemäss Erfindung ein fälliges Unterhaltsverfahren wie ein Schleif- und/oder Messzyklus genehmigen, die Steuerung des jeweiligen Unterhaltsverfahren ist dann zuständig für die tatsächliche Initiierung und/oder Durchführung. Diese kann direkt durch die gleiche Steuereinheit bei der betreffenden Vorrichtung eingeleitet werden o- der an einer Untersteuerung für die betreffende Vorrichtung weitergegeben werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
Figur 1 Schematische Zeichnung einer Karde
Figur 2 Beispiel des Steuerungsverfahrens gemäss Erfindung
Figur 1 zeigt eine Wanderdeckelkarde, zum Beispiel die Rieter Karde C60 mit einer Ar- beitsbreite von 1 ,5 Meter. Faserflocken werden durch Transportkanäle (nicht gezeigt) durch die verschiedenen Putzereiprozessstufen transportiert und schliesslich dem Reinigerschacht (6) der Karde zugeführt. Anstatt einem Reinigerschacht kann auch ein normaler Füllschacht vorgesehen werden. Dieser gibt die Faserflocken dann als Watte an die Karde weiter. Die Speisevorrichtung speist die Faserflocken zu den Vorreissem (3). Die Vorreisser öffnen die Faserflocken und entfernen einen Teil der Schmutzpartikeln. Die letzte Vorreisserwalze übergibt die Fasern an die Kardentrommel (1). Die Kardentrommel arbeitet mit den Deckeln (2) zusammen und parallelisiert hierbei die Fasern noch weiter. Die Deckel werden durch eine Deckelreinigung (7) gereinigt und eventuell
mittels einer Schleifvorrichtung (8) nachgeschliffen. Nachdem die Fasern zum Teil mehrere Umläufe auf der Kardentrommel durchgeführt haben, werden sie von der Abnehmerwalze (4) von der Kardentrommel abgenommen, dem Abnahmebereich (5) zugeführt und schliessiich als Kardenband in einen Kannenstock in einer Kanne abgelegt (nicht gezeigt). Ein Sensor zwischen den Quetschwalzen kann die Banddicke messen, aber auch ein Bandbruch feststellen.
Für die erfinderische Steuerung ist eine permanente eingebaute Unterhaltsvorrichtung, zum Beispiel eine Schleif- (8) und/oder Messvorrichtung (9), eine Voraussetzung. Diese Schleifvorrichtung muss grundsätzlich nach Inbetriebnahme, ohne zusätzliche manuelle Einstellungen, auskommen können. Neben den Schleif- und Messvorrichtungen, die in der Einleitung beschrieben worden sind, gibt es alternative Schleifvorrichtungen (u. a. offenbart in EP 790 099, EP 1 068 927 und EP 1 430 997), die einen ähnlichen Bau und/oder ein ähnliches Prinzip aufweisen. Diese können auch mit wenigen Anpassun- gen permanent in eine Karde eingebaut werden und eigene sich dann auch für das erfinderische Steuerungsverfahren. Das erfindungsgemässe Steuerungsverfahren ist auch für andere Mess- oder Schleifverfahren geeignet. Auch sonstige intermittierende Verfahren an der Karde, die den Kardierprozess benachteiligen oder die vom Kar- dierprozess bei hohem Materialvolumen benachteiligt werden, können gemäss dem erfinderischen Steuerungsverfahren gesteuert werden.
Ein Beispiel einer Steuerung gemäss Erfindung kann wie folgt aussehen. Die Schleifvorrichtung (8) hat eine eigene Steuerung (nicht gezeigt), die ein Schleifzyklus initiieren und durchführen kann. Ein Beispiel solch eines Schleifzyklus wird in EP 565486 beschrieben. In dieser Steuerung selber ist festgelegt, wann ein Schleifzyklus fällig ist und welche Grundbedingungen für das Schleifen notwendig sind, zum Beispiel die minimale Drehzahl der Trommel, da anders die Garnitur ungleichmässig oder zu stark geschliffen wird. Für die tatsächliche Auslösung ist aber ein zusätzliches Signal notwendig, nämlich eine Freigabe/Genehmigung bei einem geeigneten Unterbruch. So- bald der Unterbruch beendet ist und/oder der Materialstrom wieder maximal ist, ist die Freigabe wieder eingestellt. Ein Zyklus, der nachher fällig wird, muss dann wieder warten, bis ein nächster Unterbruch stattfindet.
Solange ein Unterbruch andauert, kann die Steuerung -übergeordnete oder eigene- die tatsächliche Initiierung gestatten. Direkt nach so einer Freigabe kann einen fälligen Zyklus durchgeführt werden, aber auch ein Zyklus, der in ein Freigabefenster fällig wird, kann direkt durchgeführt werden. Ob ein Zyklus fällig wird, hängt von der Steuerung der betreffenden Vorrichtung ab. Die kann zum Beispiel nach tatsächlicher Produktion oder Arbeitszeit der Karde oder nach zusätzlichen Faktoren geregelt sein, zum Beispiel nach x mal schleifen, wird der Kardierspalt gemessen und eine eventuelle Korrektur eingeleitet.
In der Praxis kann die Steuerung dann wie folgt ablaufen(Figur 2):
- Nach X kg Baumwolle wird ein 5. Schleifzyklus (8) fällig, die Untersteuerung oder Steuereinheit der Unterhaltsvorrichtung wartet auf eine Genehmigung des übergeordneten Steuerungssystems;
- Das übergeordnete Steuerungssystem erkennt das Vorliegen eines Materialun- terbruchs, dieses Signal kommt zum Beispiel von einem Sensor (11) am Ausgang der Karde.
- Die Hauptsteuerung schaltet erst die Abnahme- und oder Speisewalze ab
- Nach Abschaltung wird die Initiierung von allfälligen Unterhaltszyklen freigegeben; - Der 5. Schleifzyklus, der fällig war, wird jetzt tatsächlich ausgeführt.
- Der Unterbruch ist aufgehoben, die Kardenproduktion wird wieder gesteuert und die Freigabe für die Initiierung neuer Unterhaltszyklen eingezogen.
Zusätzliche Unterhaltsverfahren, zum Beispiel ein Messverfahren (9), können parallel bewilligt werden.
Jetzt kann es passieren, dass nach der Durchführung des 5. Schleifzyklus ein Messzyklus für den Kardierspalt fällig wird. Wenn der Unterbruch vor der Initiierung aufgehoben wird, bleibt der Messzyklus bis zum nächsten Unterbruch fällig. Es kann aber auch passieren, dass der Unterbruch aufgehoben wird, vor einem Mess- oder Schleifzyklus fertig ist. Dann kann abhängig von der Art des laufenden Zyklus die Produktionssteuerung angehalten werden, bis der Zyklus fertig ist oder direkt wieder angeschaltet wird.
Vorzugsweise wird nicht mehr als einen fälligen Zyklus pro Unterhaltsvorrichtung bis zum nächsten Unterbruch angehalten. Möchte es passieren, dass innerhalb eines Unterbruchsintervalls ein zweites Mal ein Zyklus fällig wird, dann gibt es mehrere Möglichkeiten für die Steuerung: ein Zyklus wird unabhängig vom Status der Karde durchge- führt oder es wird trotzdem auf einen Unterbruch gewartet. Vor allem bei Messverfahren, die der allgemeinen überwachung dienen, kann wahrscheinlich gewartet werden, bis die optimalen Messbedingungen vorliegen. Bei einem Schleifverfahren ist die Qualität des Materials ausschlaggebend und eine Durchführung ist eher angesagt. Eine alternative Lösung ist ein Zähler für die fälligen Zyklen, wobei eine maximale Zahl der fälligen Zyklen festgelegt werden kann in Abhängigkeit von der Produktionsbedingung und der Art vom Unterhalt, der vorliegt. Zum Beispiel das Messen des Kardierspaltes soll nach jeder 8. Betriebsstunde, aber spätestens nach 48 Stunden, stattfinden. Der Zähler darf dann maximal 5 anzeigen, wenn der 6 Zyklus auch noch fällig wird, wird nicht mehr auf einen Unterbruch gewartet, sondern direkt den Zyklus initiiert. Natürlich wird nach jedem initiierten und tatsächlich durchgeführten Zyklus den Zähler wieder auf 0 gestellt.
Abhängig von der Art der Unterhaltsarbeit kann es auch von Vorteil sein, die Berechnung eines allfälligen Folgezyklus abhängig zu machen von der tatsächlichen Durchfüh- rung des fälligen hängigen Zyklus. Zum Beispiel ist ein Schleifzyklus jede 50. Betriebsstunde fällig. Die tatsächliche Durchführung eines Zyklus findet aber nach 75 Stunden statt. Eine Durchführung des nachfolgenden Zyklus schon nach 25 Stunden würde keinen Sinn machen und die Steuerung wird dementsprechend angepasst.
Die Steuerung der Unterhaltsvorrichtungen ist vorzugsweise in der Steuerung der Karde integriert. Allerdings kann es vorkommen, dass durch eine Nachrüstung der Karde mit einem Unterhaltsgerät dieses nicht direkt möglich ist. Dann kann auch ein Unterhaltsgerät mit einer autonomen Steuerung gemäss der erfinderischen Steuerung bedient werden. Dafür muss die Steuerung fähig sein, selber ein Materialunterbruch zu erkennen, zum Beispiel kann die Steuerung mittels eines Sensors die Geschwindigkeit der Abnahmewalze und/ Speisewalze messen und so einen Unterbruch feststellen.