CH685247A5 - Verfahren zur Steuerung einer Faserverarbeitungsanlage. - Google Patents

Description

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CH 685 247 A5

Beschreibung

Diese Erfindung bezieht sich auf ein lnformationsermittlungs- bzw. Signalerzeugungsverfahren, welches zur Anwendung in einem Prozessleitsystem für eine Spinnerei besonders geeignet ist. Die gewonnenen Informationen bzw. Signale können zur Steuerungs- bzw. Regelzwecke oder zur Bedienungsunterstützung benutzt werden.

Stand der Technik

Die heute konventionelle Spinnereinanlage nimmt Fasermaterial in der Form von Ballen als Vorlage und wandelt es durch eine Kette von verschiedenen Verarbeitungsstufen in ein Garn um, welches eine vorbestimmte Qualitätsspezifikation erfüllen muss. Es ist ein Ziel, diese Umwandlung automatisch steuern bzw. regeln zu können. Dies ist eine äusserst schwierige Aufgabe, aus verschiedenen Gründen, wovon hier nur einige Kategorien genannt werden, nämlich:

- die verschiedenen Anforderungen, welche an das Produkt der Spinnerei (Garn) durch die Weiterverarbeitung zu einem Endprodukt (z.B. einem Gewebe- bzw. einem Strickartikel) gestellt werden,

- die Anzahl Verarbeitungsstufen, die in der Umwandlung eines Fasermaterials zu einem Garn eine Rolle spielen,

- die verschiedenen technologischen Einflussfaktoren, die in jeder Verarbeitungsstufe eine Rolle spielen.

Es ist schon vorgeschlagen worden, die Spinnereilinie im «Bereiche» aufzuteilen, die je einem eigenen Prozessleitrechner zugeordnet werden, wobei verschiedene Aufteilungen von verschiedenen Stellen vorgeschlagen worden sind (vgl. DE-A 3 924 779, Maschinenfabrik Rieter AG, und DE-A 3 906 508, Murata Kikai K. K).

Es ist auch vorgeschlagen worden, die ersten Verarbeitungsstufen der Spinnereilinie (die Putzerei und die Karderie) steuerungsmässig zu verknüpfen - DE-A 3 237 864, EP-A 0 303 023 und US-PS 4 876 769. Es sind nun Vorschläge vorgelegt worden, welche das Steuern bzw. Regeln sowohl der Zusammensetzung des zu verarbeitenden Materials als auch der Bearbeitung dieses Materials in den ersten Stufen der Spinnereilinie ermöglichen - EP-A 0 362 538; EP-A 0 402 940, EP-A 0 399 315 und EP 90 810 454.0.

Es ist weiterhin die heute konventionelle Praxis, das Produkt der Karde (Kardenband) auf Gleichmäs-sigkeit zu überwachen und die Karde derart zu regeln bzw. steuern, dass die bestmögliche bzw. eine vorgegebene Gleichmässigkeit des Karderbandes erzielt wird (siehe z.B. US-PS 4 271 565).

Datenübermittlungssysteme sind auch heute vorgesehen, um die Spinnereilinie bzw. ihre Steuerungen mit einem überlagerten Prozessleitsystem zu verbinden siehe die Vorträge der Herren Dr. U. Meyer und H. Howald anlässlich der VDI-Jahrestagung in Aachen am 30. und 31.1.1991 - VDI-Bericht-Nr. 879. Die ersten Realisierungspläne für Prozessleitsysteme in der Spinnerei zielen auf eine wesentliche Verbesserung der Bedienungsunterstützung eher als einen «vollautomatisierten Betrieb» - siehe die PCT-Patentanmeldung Nr. PCT/CH 91/0097 vom 23.4.1991 (CH-PS 683 009).

Die Anstrengungen der verschiedenen Firmen, die in diesem Gebiet tätig sind, sind zum grössten Teil darauf gerichtet, die schon erwähnten ersten Stufen und die letzten Stufen (Endspinn- bzw. Vorgarnspinnstufe) der Spinnereilinie und die anschliessende Spulmaschine (für Ringgarn) mit dem Prozessleitsystem zu verbinden - siehe EP-A 0 365 901. Zwischen diesen ersten und letzten Stufen sind heute noch einige Verarbeitungsstufen vorhanden, die wesentliche Aufgaben in der Verarbeitung des Materials zu erfüllen haben und wichtigen Informationen/Signale an das Prozessleitsystem liefern können.

Darstellung der Erfindung

Es ist die Aufgabe dieser Erfindung, die Komplexität der vorerwähnten Gesamtaufgabe, die Spinnereilinie durchgehend zu automatisieren, durch das Absondern von identifizierbaren Teiiaufgaben zu vermindern.

Die Erfindung sieht ein Verfahren zur Steuerung einer Faserverarbeitungsanlage vor, welche eine Reihenfolge von Verarbeitungsstufen umfasst, um Fasermaterial als ein Gebilde mit im wesentlichen vorbestimmten Eigenschaften zu liefern, wobei durch geeignete, selektiv anpassbare Verarbeitung des Fasermaterials im Durchlauf der Anlage die genannten Eigenschaften des Gebildes beeinflusst werden können und wobei in mindestens einer Zwischenstufe dieser Anlage eine feststellbare Eigenschaft des Produktes dieser Stufe festgelegt und dadurch eine entsprechende Eigenschaft des Gebildes massgebend beeinflusst bzw. bestimmt wird.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in der genannten Zwischenstufe ein Signal gewonnen wird, welches ein Mass für die genannte feststellbare Eigenschaft des Zwischenproduktes darstellt.

Dieses Signal kann zur Steuerung bzw. Regelung von mindestens einer Verarbeitungsstufe benutzt werden, welche das Fasermaterial durchlaufen muss, bevor es die genannte Zwischenstufe erreicht und welche die genannte feststellbare Eigenschaft beeinflusst. Das Signal kann aber auch in einer geeigneten Form zur Anzeige gebracht und dadurch zur Bedienungsunterstützung ausgenützt werden.

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In einem besonders vorteilhaften Beispiel dieses Verfahrens ist die Zwischenstufe eine Kämmerei und die feststellbare Eigenschaft ist der Kurzfaseranteil des zu verarbeitenden Materials. Die vorangehende Stufe ist die Putzerei, die Öffnerei oder die Karderie der Anlage. Das in der Kämmerei gewonnene Signal kann zur Steuerung bzw. Regelung eines Mischverfahrens und/oder zur Steuerung bzw. Regelung der Intensität von der Öffnung und Reinigung des Fasermaterials verwendet werden. Wo die Totzeit der dazwischenliegenden Verarbeitung eine Regelung anhand des in der Kämmerei gewonnenen Signals ausschliesst, kann das Signal zur Bedienungsunterstützung aufbereitet werden, wobei z.B. ein Alarm bezüglich dem Verhalten der voranliegenden Stufen bzw. bezüglich dem vorgelegten Material zur Verfügung gestellt wird.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Faserverarbeitungsanlage, gekennzeichnet durch Mittel zur Gewinnung des genannten Signals und Steuerungs- bzw. Regelungsmittel für die vorangehende Stufe, welche die feststellbare Eigenschaft beeinflussen kann. Dabei kann einen automatischen Regeleingriff vorgesehen werden. Es kann aber auch ein Anzeigemittel vorgesehen werden, welches als Entscheidungshilfe für einen vom Bedienungspersonal durchzuführenden Eingriff in die Verarbeitung dient.

Der durch das genannte Signal dargestellte Zustand wird vorzugsweise mit einem vorbestimmten Soll-Zustand (z.B. in einem Rechner) verglichen, um allfällige Abweichungen vom Soll-Zustand zu ermitteln. Bei der Feststellung einer solchen Abweichung wird vorzugsweise vorerst ein Kontrollverfahren durchgeführt, um festzustellen ob diese Abweichung nicht der Zwischenstufe (z.B. der Kämmerei) selbst zuzuschreiben ist. Im letzteren Fall wird kein Steuerungs- bzw. Regelungssignal an die Steuerungsmittel für die vorangehenden Stufen geliefert, sondern es wird der Fehlzustand der genannten Zwischenstufe selbst angezeigt bzw. durch geeignete Eingriffe behoben. Erst dann wenn kein Fehlzustand der zutreffenden Zwischenstufe festgestellt wird, sollte ein Steuerungs- bzw. Regelungssignal an die vorangehende Stufe bzw. an ihre Bedienung geliefert werden.

Die vorangehenden Bemerkungen bezüglich der Erfindung behandeln hauptsächlich die Materialzusammensetzung, insbesondere den Kurzfaseranteil. Wie nachfolgend anhand der Figuren näher erklärt wird, ist der Kurzfaseranteil des Garnes durch die Kämmerei festgelegt (bestimmt). Es sind aber auch weitere Merkmale der Zwischenprodukte einer Spinnerei, die für das Endergebnis von Bedeutung sind.

Ein wichtiges Qualitätsmerkmal von jedem Fasergebilde ist seine sogenannte «Gleichmässigkeit» welche als die Fasermasse pro Längeneinheit des Gebildes dargestellt werden kann.

In einem gut geführten Spinnereibetrieb der heute konventionellen Bauart wird die Gleichmässigkeit des Endproduktes (des Garns) im wesentlichen durch das Endspinnverfahren (Flyer und Ringspinnen oder Rotorspinnen oder neues Spinnverfahren) bestimmt. Die Vorbereitungsstufen tragen einen relativ kleinen Anteil zum Endergebnis (zur Ungleichmässigkeit) bei.

Es darf aber keinesfalls daraus geschlossen werden, dass die Gleichmässigkeitskontrolle in den Vorbereitungsstufen vernachlässigt werden kann. Ein grober Fehler in einer Vorbereitungsstufe kann auch in gut organisierten Spinnereibetrieben vorkommen und kann einen wesentlichen Einfluss auf das Endergebnis ausüben. Weiter hängt die Wettbewerbsfähigkeit einer Spinnerei von sehr kleinen Unterschieden in ihrem Produkt im Vergleich zu den Produkten ihrer Konkurrenten ab. Es gilt daher sogar die kleinsten Beiträge zur Ungleichmässigkeit vermindern zu können. Dabei ist festzustellen, dass im Endspinnverfahren (mindestens bei den heute zur Verfügung stehenden Spinnmaschinen) keine Möglichkeit besteht, Gleichmässigkeitsfehler im Vorlagematerial zu korrigieren. Im Endspinnverfahren gehen die Anstrengungen eher dahin, den Beitrag des Endspinnverfahrens selbst zur Ungleichmässigkeit zu begrenzen.

Aus diesen Gründen werden meistens in den Vorbereitungsstufen Massnahmen getroffen, um die Gleichmässigkeit des Zwischenproduktes jeder Verarbeitungsstufe zu verbessern oder mindestens unter Kontrolle zu halten. Als letzte Massnahme vor dem Endspinnen werden Faserverbände oft einen Verzug in einem Regulierstreckwerk unterworfen, um die Gleichmässigkeit des Verbandes vor der Speisung in das Endspinnverfahren zu verbessern.

Aus dem Vorhergesagten wird es klar sein, dass ein Regulierstreckwerk nicht im Stande ist, die Gleichmässigkeit des Endproduktes der gesamten Spinnereilinie (des Garnes) zu bestimmen, weil dieses Ergebnis vom Endspinnverfahren selbst bestimmt ist. Ein solches Regulierstreckwerk ist aber im Stande, den Beitrag der Vorbereitungsstufen an die Ungleichmässigkeit des Endproduktes zu bestimmen, und es ist die Aufgabe eines solchen Streckwerkes, diesen Beitrag auf ein Minimum zu reduzieren. Falls es dem Regulierstreckwerk gelingt, diese Aufgabe zu erfüllen, sind in seinem Zwischenprodukt und in den Produkten der ihm nachfolgenden Stufen keine Informationen mehr vorhanden, welche einen Rückschluss auf das Betriebsverhalten der dem Streckwerk vorangehenden Verarbeitungsstufen ermöglicht.

Nach einem zweien Aspekt dieser Erfindung ist zumindest das letzte Regulierstreckwerk bzw. die letzte Gleichmässigkeitsregulierung vor dem Spinnen als eine Leitstelle bestimmt und zwar für die Gleichmässigkeit der Zwischenprodukte von den der entsprechenden Verarbeitungsstufe vorangehenden und ihr beliefernden Verarbeitungsstufen. Es kann jedes Regulierstreckwerk bzw. jede Gleichmässigkeitsregulierung als eine solche Leitstelle gebildet werden.

Es könnte in Prinzip jede bandbildende bzw. vliesbildende oder wattebildende Spinnereivorbereitungsmaschine mit einem eigenen Regulierstreckwerk bzw. Gleichmässigkeitsregulierung und mit einer Auswertung versehen sein, die im Stande ist, anhand der vom Streckwerk bzw. von der Regulierung

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geleisteten Regulierarbeit die Qualität des Vorlagematerials in Bezug auf Gleichmässigkeit zu prüfen. Eine Linie mit solchen Maschinen ist effektiv in Abschnitte aufgeteilt, die je durch ein Regulierstreckwerk bzw. eine Regulierung abgeschlossen sind, wobei dieses Streckwerk bzw. diese Regulierung in Bezug auf Gleichmässigkeit als Leitstelle für den ihn zugeordneten Abschnitt dient.

Falls es nicht möglich oder nicht erwünscht ist, jede Vorbereitungsmaschine mit einem eigenen Regulierstreckwerk bzw. einer eigenen Regulierung zu versehen, ist mindestens ein Regulierstreckwerk bzw. eine Regulierung vor dem Endspinnverfahren vorgesehen, welches in Bezug auf Gleichmässigkeit als Leitstelle für einen Abschnitt der Verarbeitungslinie dient, der ihn bzw. sie mit Vorlagematerial beliefert.

Die Erfindung (in diesem Aspekt) ist anwendbar sowohl in Bezug auf langwellige wie auch in Bezug auf kurzwellige Gleichmässigkeitsschwankungen, wobei verschiedene Regulierungsmittel für verschiedene Schwankungstypen vorgesehen werden können.

Die durch diese Erfindung gewonnenen Signale können mit einem Materialflussverfolgungssystem verknüpft werden, um dadurch eine Störungsdiagnose zu ermöglichen bzw. zur Verfügung zu stellen. Eine dafür geeignete Materialflussverfolgung ist in DE-A 4 024 307 vom 31.7.1990 beschrieben, wobei diese Erfindung nicht auf die Anwendung in einer derartigen Kombination eingeschränkt wird. Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen und der Figuren der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein schematischer Umriss einer Spinnereinanlage zur Verarbeitung von Faserballen bis zum Verspinnen von Ringgarn,

Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der gleichen Spinnerei, wobei aber zur Vereinfachung die verschiedenen Prozessstufen gezeigt worden sind, ohne jede Stufe in ihrer Einzelmaschinen aufzulösen,

Fig. 3 ein Stapeldiagramm von einem typischen Fasermaterial zur Verarbeitung in einer sogenannten Kurzfaserspinnerei,

Fig. 4 ein schematischer Grundriss von einem Ballenöffner,

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht von einer Faseröffnungs- bzw. Reinigungsmaschine, Fig. 6 eine schematische Darstellung von einem Prozessleitsystem nach unserer DE-Patentanmel-dung Nr. 3 924 779 vom 26.06.1989,

Fig. 7 eine schematische Seitenansicht einer Kämmaschine nach unserem deutschen Patent DD 286 376,

Fig. 8 eine schematische Darstellung von einem einzigen Kämmkopf der Maschine nach Fig. 7, Fig. 9A und 9B zwei Zeitdiagramme zur Erklärung von verschiedenen Messprinzipien,

Fig. 10 ein Diagramm zur Erklärung von verschiedenen Messanordnungen zur Gewinnung von einem geeigneten Signal in der Kämmerei, und

Fig. 11 eine schematische Darstellung eines bevorzugten Streckwerkantriebes für ein Regulierstreckwerk und zwar gemäss EP-A 0 411 379.

Die nachfolgende Beschreibung behandelt vorerst die Spinnereilinie als ganze und das Prozessleitsystem, dann die Materialzusammensetzung und die Kämmerei und anschliessend die Gleichmässigkeit und das Regulierstreckwerk.

Die Spinnereilinie ist wie folgt aufgebaut:

Die in Fig. 1 dargestellte Spinnerei umfasst einen Ballenöffner 120, eine Grobreinigungsmaschine 122, eine Mischmaschine 124, zwei Feinreinigungsmaschinen 126, zwölf Karden 128, zwei Strecken 130 (erste Streckenpassage), zwei Kämmereivorbereitungs-Maschinen 132, zehn Kämmaschinen 136, vier Strecken 138 (zweite Streckenpassage), fünf Flyer 140 und vierzig Ringspinnmaschinen 142. Dies ist eine heute konventionelle Anordnung zur Herstellung von einem sogenannten gekämmten Ringgarn. Das Ringspinnverfahren kann durch ein neueres Spinnverfahren (z.B. das Rotorspinnen) ersetzt werden, wobei die Flyer dann überflüssig werden. Da aber diese Erfindung sich mit den Vorbereitungsstufen vor dem Endspinnen (samt allfälligen Endspinnvorbereitungen in einer Flyerstufe) befasst, reicht die Erklärung im Zusammenhang mit dem konventionellen Ringspinnen auch für die Anwendung der Erfindung im Zusammenhang mit neuen Spinnverfahren. Die Kämmerei kann auch bei den neuen Spinnverfahren eine Rolle spielen, besonders dann, wenn höhere Qualität angefordert wird.

Die Spinnerei nach Fig. 1 ist nochmals in Fig. 2 schematisch dargestellt, wobei im letzteren Fall die Maschinen zu «Verarbeitungsstufen» zusammengefasst worden sind. Gemäss dieser Betrachtungsweise bilden der Ballenöffner 120 und die Grobreinigungsmaschine 122, Mischmaschine 124 und Feinreinigungsmaschinen 126 zusammen eine sogenannte Putzerei 42, welche die Karderie 44 mit weitgehend geöffnetem und gereinigtem Fasermaterial beliefert. Innerhalb der Putzerei wird das Fasermaterial in einem pneumatischen Transportsystem (Luftstrom) von Maschine zu Maschine befördert, welches System in der Karderie einen Abschluss findet. Die Karden 128 liefern je ein Band als Zwischenprodukt, welches in einem geeigneten Behälter (einer sogenannten «Kanne») abgelegt und weiterbefördert werden muss.

Die erste Streckenpassage (durch die Strecken 130) und die zweite Streckenpassage (durch die Strecken 136) bilden je eine Verarbeitungsstufe 46 bzw. 52 (Fig. 2). Dazwischen bilden die Kämmerei-vorbereitungsmaschinen 132 eine Verarbeitungsstufe 48 (Fig. 2) und die Kämmaschinen 134 eine Ver4

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arbeitungsstufe 50 (Fig. 2). Schliesslich bilden die Flyer 138 eine Spinnvorbereitungsstufe 54 (Fig. 2) und die Ringspinnmaschinen 140 eine Endspinnstufe 56 (Fig. 2). Auf diese letzten zwei Verarbeitungsstufen wird in dieser Anmeldung nicht näher eingegangen werden.

Das Prozessleitsystem ist kein wesentliches Merkmal dieser Erfindung, die Vorteile auch dann bietet, wenn die gewonnenen Signale bzw. Informationen unmittelbar (ohne Umleitung über ein Prozessleitsystem) ausgenutzt werden. Die bevorzugte Ausführung sieht aber die Verwendung der Erfindung in Kombination mit einem Prozessleitsystem vor. Beispiele solcher Systeme werden nachfolgend kurz behandelt.

In unserer deutschen Patentanmeldung Nr. 3 924 779 vom 26.6.1989 beschreiben wir ein Prozessleitsystem, wonach eine Spinnerei in «Bereiche» organisiert ist und Signale aus einem Bereich zur Steuerung bzw. Regelung von vorangehenden Bereichen ausgenützt werden können. Ein Beispiel für eine solche Anlage ist in Fig. 6 schematisch gezeigt, wobei die Anlage drei Bereiche B1, B2 und B3 umfasst und jeder Bereich einen eigenen Prozessleitrechner R1, R2, R3 zugeordnet ist. Jeder Rechner R1, R2, R3 ist zum Signalaustausch mit den Maschinen bzw. Maschinengruppen seines eigenen Bereiches verbunden (in Fig. 6 schematisch durch die Verbindungen 84 angedeutet) und die Rechner sind auch miteinander zum Signalaustausch verbunden (in Fig. 6 schematisch durch die Verbindungen 86 angedeutet). Es wird dem Fachmann klar sein, dass die Darstellung der Fig. 6 rein schematisch ist. Es kann natürlich ein einziger Prozessleitrechner vorgesehen werden, welcher mit allen Bereichen der Spinnereianlage verbunden ist und den gewünschten Signalaustausch zwischen diesen Bereichen durchführt. Die gezeigte Ausführung mit einem Prozessrechner R pro Bereich B stellt aber eine sinnvolle Ausführung dar, welche für diese Erklärung angenommen wird.

Der Bereich B1 umfasst die Putzerei 42 und die Karderie 44 (Fig. 2).

Der Bereich B2 umfasst sowohl die beiden Streckenpassagen 46, 52 (Fig. 2) als auch die Kämmerei-vorbereitungsstufe 48 und die Kämmerei 50.

Der Bereich B3 umfasst die Flyer 54 und die Endspinnstufe 56 (Fig. 2).

In Zusammenhang mit der bevorzugten Ausführung dieser Erfindung sind die Bereiche B1 und B2 von Bedeutung, wobei Signale, die in der Kämmerei (im Bereich B2) gewonnen werden, zur Steuerung bzw. Regelung von Maschinen im Bereich B1 über die Rechner R2 und R1 benützt werden. Auf die Gewinnung des zutreffenden Signales wird nachfolgend anhand der Fig. 7, 8 und 9 näher eingegangen.

Ein Prozessleitsystem in der Spinnerei ist vorzugsweise für die Materialflussverfolgung ausgelegt bzw. angeordnet und programmiert. Die Bedeutung dieser Aufgabe und Ansätze für eine Lösung sind im Artikel «Rechnergestützte Transportsysteme in der Textilen Fertigung» von Uwe Behrens (Melliand Textilberichte, 7/1985, Seite 499) enthalten. Die von der Anmelderin bevorzugte Lösung ist aber in der deutschen Patentanmeldung Nr 4 024 307.9 vom 31.7.1990 und der korrespondierende PCT-Anmel-dung PCT/CH91/00151 gezeigt.

Eine weitere wichtige Aufgabe des Prozessleitsystems ist die Bedienungsunterstützung. Die heute konventionelle Spinnerei umfasst eine Vielzahl von Geräten, Programme und Hilfsmittel, welche das Bedienungspersonal helfen soll, ihre zunehmend komplexen Arbeiten rationell und effizient zu verrichten. In der «voll automatisierten» Spinnerei der nächsten Generation wird es unerlässlich werden, die Bedienungsunterstützung grundsätzlich in das Prozessleitsystem zu integrieren. Eine derartige Lösung ist von der Anmelderin in der PCT Anmeldung PCT/CH 91/00097 (CH-PS 683 009) vorgeschlagen worden.

Die «Architektur» (der Aufbau) des Prozessleitsystems ist auch wegen der Komplexität der Spinnereilinie von Bedeutung, insbesondere was die Informationsübertragung angeht. Die von der Anmelderin vorgeschlagenen Lösungen in dieser Hinsicht sind in der EP-OS 513 339 zu finden.

Das Endergebnis des schematisch dargestellten Spinnprozesses wird von sehr vielen Faktoren beeinflusst, die hier nicht einzeln behandelt werden sollen. Ein wichtiger Faktor ist der zu verarbeitende Rohstoff, welcher als eine Gruppe von einzelnen feststellbaren Fasereigenschaften (z.B. Faserfeinheit, Fasertyp, Faserfestigkeit usw.) dargestellt werden kann.

Eine wesentliche Eigenschaft für das Endergebnis des Spinnverfahrens ist die Faserlänge, welche im Hinblick auf die Anzahl der zu verarbeitenden Fasern nur durch statistische Methoden sinnvoll ermittelt und dargestellt werden kann. Die Faserlängeneigenschaft eines bestimmten Rohstoffes wird deswegen durch ein sogenanntes Stapeldiagramm (Fig. 3) dargestellt (siehe Seite 24 des Handbuches «Textile Fibres: Testing and Quality Control»; Autor: S. L. Anderson in Manual of Textile Technology, Quality Control and Assessment, Herausgeber: The Textile-Institute). Aus diesem Diagramm kann der Anteil (Prozentsatz) von Fasern in einem gegebenen Längenbereich für den betreffenden Rohstoff ermittelt werden. Die Bedeutung der Faserlänge für das Spinnen ist aus dem Handbuch «Technology of Short Staple Spinning», Autor: W. Klein in Manual of Textile Technology, Short Staple Spinning Series, (Band 1), Herausgeber: The Textile Institute, bekannt.

Bei der Verarbeitung von Naturfasern (insbesondere von Baumwollfasern) ist es nicht möglich einen Rohstoff mit einem vorbestimmten Stapeldiagramm «zu bestellen». Vielmehr muss durch geeignete Verarbeitung von Fasern aus verschiedenen Herkünften («Provenienzen») das gewünschte Diagramm erzeugt werden. Es sind insbesondere drei Verarbeitungsstufen, welche das Stapeldiagramm des zu verspinnenden Material beeinflussen können, nämlich:

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- die Putzerei

- die Karderie

- die Kämmerei.

Es werden nachfolgend nur kurz die Wirkungen der Putzerei und der Karderie beschrieben, da diese Stufen nur mittelbar durch diese Erfindung betroffen sind.

Es gibt grundsätzlich zwei Möglichkeiten in der Putzerei bzw. Karderie, das Stapeldiagramm eines Rohstoffes zu beeinflussen, nämlich:

- durch die Vorlage von Fasern verschiedener Längen (Provenienzen), und

- durch die Intensität der Faserverarbeitung, wobei eine höhere Intensität gezwungenermassen zu einer grösseren Faserbeschädigung (Verkürzung) führt.

Beispiele dieser zwei Möglichkeiten sind schematisch in den Fig. 4 und 5 angedeutet worden.

Fig. 4 zeigt schematisch einen Ballenöffner der heute konventionellen Bauart mit einem Turm 60, welcher einen Kanal 62 entlang hin und her fahrbar ist. Der Turm 60 hat einen Ausleger 64 der mit einem Ballenöffneraggregat (nicht gezeigt) ausgerüstet ist. Neben dem Kanal 62 werden Faserballen in Ballengruppen 66, 68, 70, 72 aufgestellt. Beim Hin- und Herfahren des Turmes 60 mit dem Ausleger 64 oberhalb einer gegebenen Ballengruppe (in Fig. 4, oberhalb der Ballengruppe 68) löst das Öffneraggregat Faserflocken von der Oberfläche der Ballen ab und speist sie über einem pneumatischen Fördersystem (nicht gezeigt) in den Kanal 62. Nachher können sie über das vorerwähnte Transportsystem an die weiteren Maschinen der Putzerei und schliesslich an die Karderie geliefert werden.

Wenn nun die Ballengruppen nach Provenienz organisiert werden (so dass z.B. Fasern einer ersten Provenienz in der Ballengruppe 68 und Fasern einer zweiten Provenienz in der Ballengruppe 66 vorhanden sind), kann das Stapeldiagramm des zu verspinnenden Materials dadurch beeinflusst werden, dass der Ballenöffner eine grössere Menge von Fasern z.B. aus der Bailengruppe 68 als aus der Ballengruppe 66 zur Verarbeitung weiterleitet. Auf diese Weise kann die sogenannte Fasermischung grob beeinflusst werden.

Eine Weiterentwicklung des konventionellen Systems ist in den europäischen Patentanmeldungen EP-A 0 362 538 und EP-A 0 402 940 gezeigt worden, wonach die Fasermischung gezielt zusammengestellt wird. Das entsprechende Verfahren erfordert eine Steuerung, die in Zusammenhang mit den Stufen Putzerei/Karderie vorgesehen werden muss.

Fig. 5 zeigt schematisch eine drehbare Trommel 74 einer Reinigungsmaschine z.B. einer Feinreini-gungsmaschine 126 (Fig. 1). Diese Trommel 74 arbeitet z.B. mit einem Rost zusammen, welcher aus einzelnen einstellbaren Roststäben 76 besteht (nur ein Roststab 76 ist in Fig. 5 gezeigt). Jeder Roststab 76 ist um eine Achse 78 drehbar und hat einen Arbeitskopf 80 an seinem Ende neben der Trommel 74. Durch Verstellung des Roststabes 76 um die Achse 78 kann die Stellung des Arbeitskopfes 80 gegenüber der Trommel 74 geändert werden. Dadurch wird die Intensität der Bearbeitung bei der Materialreinigung beeinflusst. Eine intensivere Bearbeitung bedeutet einen höheren Reinigungsgrad gleichzeitig aber eine grössere Faserschädigung (Verkürzung) des bearbeiteten Fasermaterials. Die Einstellung der Stäbe 76 kann manuell durchgeführt werden, kann aber auch automatisch über Stellmotoren 82 bewirkt werden. Weitere Stellen, wo eine intensivere Faserbearbeitung auf Kosten von einer höheren Faserbeschädigung (Verkürzung) möglich ist, sind die Ballenöffnerei und das Kardieren. Ein Verfahren, diese Wirkung gezielt auszunützen, ist in den europäischen Patentanmeldung EP-A 0 399 315 und EP-A 0 409 772 gezeigt worden.

Die letzte Stufe, welche das Stapeldiagramm des zu verspinnenden Rohstoffes beeinflusst und daher für das Endspinnverfahren festlegt, ist die Kämmerei und es wird vorerst nachfolgend auf die Funktion dieser Stufe eingegangen. Dabei werden heute konventionelle Kämmaschinen vorausgesetzt, so dass es unnötig ist, hier die Konstruktion (Bauweise) und Wirkungsweise eine Kämmaschine eingehend zu erklären. Solche Einzelheiten sind z.B. aus dem Buch «Drawing, Combing and Roving», Autor: Zoltan S. Szalocki, Herausgeber: The Institute of Textile Technology oder aus dem Handbuch «A Practical Guide to Combing and Roving», Autor: W. Klein in Manual of Textile Technology, Short Staple Spinning Series, (Band 3) Herausgeber: The Textile Institute, entnehmbar. Eine moderne Kämmereianlage ist im Artikel «Die Kämmerei als entscheidender Wirtschaftlichkeitsfaktor der Kurzstapelspinnerei» von Herrn Dr. G. Mondini in Melliand Textilberichte, 5/1990, Seite 330ff gezeigt.

Aus den aufgeführten Quellen wird es klar sein, dass die wesentliche Funktion der Kämmaschine darin liegt, Fasern kürzer als eine feststellbare Minimallänge aus dem Prozess als Abgang auszuscheiden. Diese Wirkung kann im Diagramm nach Fig. 3 bestens dargestellt werden. Es sei angenommen, die Putzerei 42 bzw. die Karderie 44 liefert an die Kämmerei 52 einen Rohstoff mit einer Fasercharakteristik C gemäss dem in Fig. 3 dargestellten Stapeldiagramm. Die Kämmaschinen 136 (Fig. 1) dieser Kämmerei, sind derart eingestellt, dass sie alle Fasern kürzer als X mm als Abgang ausscheiden (sie dient als eine Trennstelle bezüglich Kurzfasern). Unter den angenommenen Voraussetzungen, stellen diese ausgeschiedenen Kurzfasern einen Anteil von Y% des durch die Vorbereitungsstufe 50 (Fig. 2) bereitgestellten Vorlagematerials dar. Die in Fig. 3 gezeigten Verhältnisse stellen einen Sollzustand dar. Abweichungen von diesem Sollzustand sind durch das Ermitteln des in der Kämmerei ausgeschiedenen Kurzfaseranteils feststellbar und es ergeben sich daraus Möglichkeiten zum Steuern bzw. Regeln der Putzerei und/oder der Karderie. Es soll hier erwähnt werden, dass die Kämmaschine nicht nur Kurzfa-

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sern, sondern auch Nissen und Schmutz ausscheidet. Von der Menge her sind diese Abgänge im Vergleich zur Kurzfaserausscheidung vernachlässigbar.

Fig. 7 ist eine Kopie der Fig. 1 unserer früheren EP-Patentanmeldung Nr. 376 002 (DD 286 376) und zeigt eine schematische Seitenansicht einer Kämmaschine mit einem geregelten Streckwerk. Es wird vorerst nur auf die Grundstruktur der Kämmaschine (ohne Berücksichtung der Streckwerkregelung) eingegangen.

Fig. 7 zeigt eine Kämmaschine 1, mit z.B. acht Kämmköpfen 2, wovon in der Darstellung nur vier gezeigt sind. Ein einziger Kämmkopf 2 ist zu einem grösseren Massstab in Fig. 8 (mit Blickrichtung in Längsrichtung der Maschine) schematisch dargestellt. Auf den Trägerwalzen 110 (Fig. 8) in jedem Kämmkopf 2 befindet sich ein Wattewickel 3, dessen Watte 4 über einer Speiseeinrichtung 112 (Fig. 8) der Kämmvorrichtung 5 zugeführt wird. Die Kämmvorrichtung 5 kann, wie allgemein bekannt, aus einem Zangenaggregat 114 (Fig. 8), einem unterhalb diesem angebrachten Rundkamm 116 und einem, bezogen auf die Förderrichtung, hinter dem Zangenaggregat angeordneten Fixkamm 118 mit anschliessenden Abreisswalzen 119 bestehen.

Das von den Abreisswalzen 119 abgegebene ausgekämmte Faservlies gelangt über einen Abzugstisch 6 (Fig. 7) in einen nicht näher aufgezeigten Abzugstrichter. Beim Abzugstrichter wird das Faservlies zu einem Faserband, bzw. Kammzugband, zusammengefasst. Dieser Vorgang wird unterstützt durch ein dem jeweiligen Abzugstrichter nachgeordneten Abzugswalzenpaar 7, welches das Kammzugband an einen Auslauftisch 8 abgibt. Um die Faserbänder 10 nebeneinander auf dem Auslauftisch 8 weiter zu fördern, sind Bandführer 9 vorgesehen, die in horizontaler Richtung zueinander versetzt sind. Die parallel zueinander geführten Faserbänder 10 gelangen zu einem Streckwerk 11, wobei am Eingang des Streckwerkes 11 eine Messeinrichtung 12 vorgesehen ist, welche die Stärke der einlaufenden Faserbänder abtastet. Die Messeinrichtung 12 kann in unterschiedlicher Form z.B. optisch oder mechanisch aufgebaut sein.

Nach dem Durchlauf durch die Messeinrichtung 12 gelangen die Faserbänder zwischen die Eingangswalzen 13 einer Vorverzugszone 14 zu einem Mittelwalzenpaar 15, welches gleichzeitig die Zuführwalzen für eine nachfolgende Hauptverzugszone 16 sind. Über die Lieferwalzen 17 am Ausgang des Hauptverzugsfeldes 16 gelangen die verstreckten Bänder 10 in einen schematisch dargestellten Bandtrichter 18 und werden dort zu einem Kammzugband 19 unter Zuhilfenahme der Abzugswalzen 20 zusammengefasst. Zur Führung der Fasern ist im Vorverzugsfeld ein Druckstab 21 angebracht. Dieser Druckstab 21 könnte auch im Hauptverzugsfeld 16 angeordnet sein.

Das von den Abzugswalzen 20 abgegebene Kammzugband 19 gelangt auf ein Förderband 22 und wird zu einer Kannenpresse 23 überführt. Über die Kalanderwalzen 24 und dem Trichterrad 25 wird das Kammzugband 19 in eine Kanne 26 abgelegt.

Die kürzeren Fasern werden von der Benadelung 117 (Fig. 8) des Rundkammes 116 aufgenommen und durch eine Kammreinigungseinrichtung KR vom Rundkamm 116 entfernt. Die Reinigungseinrichtung KR gibt diese ausgeschiedenen Kurzfasern an einen Saugkanal 121 weiter, welcher an allen acht Kammköpfen 5 vorbeiläuft und den Abgang von allen diesen Köpfen zu einem Sammelbehälter SB befördert. Das ausgeschiedene Material kann dann z.B. in einem geeigneten Recyclingverfahren wieder verwendet werden, was aber im Zusammenhang mit dieser Erfindung keine Rolle spielt und hier nicht näher beschrieben werden soll.

Nach Fig. 3 ist es nun erwünscht, ein Signal zu gewinnen, welches dem Kurzfaseranteil des Vorlagematerials für die Kämmerei entspricht. Dies muss durch eine geeignete Anordnung von Messsensoren durchgeführt werden. Im Prinzip wäre es möglich, den Kurzfaseranteil in jedem Kammkopf individuell zu messen bzw. zu ermitteln, was eine sehr genaue Überwachung der Kämmereistufe selbst ermöglichen würde. Eine solche Anordnung ergibt aber sehr hohe Kapital- und Wartungskosten und einen beträchtlichen Aufwand zum Einstellen der verschiedenen Messeinrichtungen. In einer bevorzugten Variante wird der Kurzfaseranteil nicht pro Kämmkopf sondern pro Maschine ermittelt bzw. gemessen, was nur eine Masssensoranordnung pro Maschine erfordert. Diese Anordnung ist mit dem Prozessleitrechner R2 (Fig. 6 für den Bereich B2 der Spinnereianlage verbunden. Auf die Möglichkeiten zum Messen bzw. Ermitteln des Kurzfaseranteils wird nachfolgend näher eingegangen. Vorerst wird aber die Auswertung der Signale von den Kämmaschinen 136 (Fig. 1) im Rechner R2 (Fig. 6) behandelt.

Es sei zuerst angenommen, dass für den Kurzfaseranteil ein Sollwert mit oberen und unteren Toleranzgrenzen definiert worden ist. Sofern für jede Kämmaschine das an den Rechner R2 gelieferte Signal darauf hindeutet, dass der ausgeschiedene Kurzfaseranteil innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereiches liegt, besteht kein Grund für den Rechner R2 in Bezug auf die Stapellänge in den Prozess einzugreifen. Wenn nun eine Änderung in das Signal von einer einzigen Kämmaschine darauf hindeutet, dass in dieser Maschine der ausgeschiedene Kurzfaseranteil ausserhalb des vorgegebenen Toleranzbereiches gewandert ist, muss normalerweise bei einem Rohstoffehler eine ähnliche Abweichung bei den anderen (den gleichen Rohstoff verarbeitenden) Maschinen innerhalb eines festlegbaren Zeitin-tervalles feststellbar sein. Der Rechner R2 sollte daher vorerst abwarten, ob ähnliche Abweichungen vom gewünschten Zustand bei allen Maschinen der Gruppe festgestellt werden. Wenn die Abweichungen bei nur einer einzigen Maschine feststellbar ist, kann nicht auf einen Rohstoffehler, sondern nur auf einen Defekt in der zutreffenden Maschine bzw. in den ihr angeordneten Messeinrichtungen geschlossen werden.

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Der Rechner R2 sollte unter diesen Umständen die betroffene Maschine abstellen und eine Anzeige stellen, so dass der Defekt vom Personal behoben werden kann.

Beim gleichzeitigen Abwandern des gemessenen bzw. ermittelten Kurzfaseranteils an allen Kämmaschinen der Gruppe kann eindeutig auf einen Rohstoffehler geschlossen werden. Der Rechner R2 sendet dann ein entsprechendes Signal an den Prozessleitrechner R1, welcher für die Steuerung bzw. für das Regeln des Bereiches B1 zuständig ist. Der Rechner R1 kann dann entweder eine Anzeige aufstellen, so dass entsprechende Neueinstellungen vom Personal durchgeführt werden können, oder (durch Ausnützung der verschiedenen Möglichkeiten zur Beeinflussung der Stapeliänge) eine Verarbeitungsänderung durchführen, um den gewünschten Zustand in der Vorlage der Kämmerei wieder beizuführen. Diese Möglichkeiten sind in Zusammenhang mit den Fig. 4 und 5 angedeutet worden.

Falls widersprüchliche Meldungen von den verschiedenen Maschinen der Kämmerei erhalten werden, muss der Rechner R2 gegebenenfalls auf einen Anlagedefekt schliessen und einen entsprechenden Alarm auslösen.

Wenn eine Regelung in Betracht gezogen werden soll, ist es wichtig, die zu erwartende «Totzeit» zwischen dem Feststellen eines Fehlers und dem Einlauf des entsprechend korrigierten Materials in das Tastfeld des Sensors zu berücksichtigen. Wenn diese Totzeit zu lang ist, sollte auf die Regelung überhaupt verzichtet werden. Wo z.B. die «Totzeit» (vom allfälligen Regelverfahren her betrachtet) zwischen der Karderie und der Kämmerei mehr als einige Stunden beträgt, ist ein Fehler in der Putzerei möglicherweise durch Abarbeiten und Ersetzen des fehlerhaften Materials beim Feststellen des Fehlers in der Kämmerei schon «behoben» worden. In einem solchen Fall sollte das Bedienungspersonal durch ein Alarm auf den Fehler aufmerksam gemacht werden, so dass Material noch «in Arbeit» (auch zwischen der Karderie und der Kämmerei) überprüft werden kann. Dies ist auch für die heute konventioneile Spinnerei von Bedeutung, wo die Totzeit zwischen der Karderie und der Kämmerei oft einige Tage beträgt.

Im Hinblick auf die erheblichen Zeitverzögerungen zwischen dem Feststellen eines Rohstoffehlers in der Kämmerei und der nachfolgenden Korrektur dieses Fehler im Vorlagematerial der Kämmerei selbst, ist es auf jeden Fall kaum sinnvoll, kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich ein Abweichungssignal vom Rechner R2 zum Rechner R1 weiterzuleiten. Es ist auch nicht sinnvoll, auf kurzfristige Schwankungen im Ergebnis des Mess- bzw. Ermittlungsverfahrens zu reagieren. Vielmehr ist es ratsam, diese Schwankungen über einen gewissen Zeitintervall zu mittein, um allfällige Tendenzen festzustellen. Der geeignete Zeitintervall muss von Fall zu Fall ermittelt werden, und hängt sowohl von der Laufzeit einer Wickel-Ladung 3 (Fig. 7) als auch von der Totzeit in einem allfälligen Regelsystem ab.

Innerhalb dieses Zeitintervalls kann kontinuierlich (analog) oder diskontinuierlich gemessen bzw. ermittelt werden. Die Art der Auswertung kann von Fall zu Fall im Hinblick auf die Ergebnisse des Messbzw. Ermittlungsverfahrens festgelegt werden, wie nun anhand der Diagramme der Fig. 9A und 9B erläutert werden soll. In beiden Diagrammen ist die Zeit auf der horizontalen Achse und der gemessene oder ermittelte Kurzfaseranteil auf der vertikalen Achse dargestellt. Es wird in beiden Fällen ein vorgegebener Mess- oder Ermittlungsintervall I zugrundegelegt. In Fig. 9A wird empirisch festgestellt, dass die Messergebnisse einen unregelmässigen Verlauf (Charakteristik) aufweisen, während die Ergebnisse der Fig. 9B einen regelmässigen Verlauf aufweisen. In beiden Fällen wird ein diskontinuierliches Messbzw. Ermittlungsverfahren angenommen, welche hier durch fünf «Messzeitpunkte» MT innerhalb des Intervalls I dargestellt wird.

In einem System nach Fig. 9A ist es kaum möglich, innerhalb des Intervalls I, eine Tendenz festzustellen. Die Messresultate müssen für das ganze Intervall gesammelt und durch eine geeignete Auswertung mit den Messresultaten von früheren Intervallen zum Feststellen einer Tendenz verglichen werden. Der Rechner R2 kann daher frühestens am Ende eines Intervalls I einen Rohstoffdefekt feststellen und ein entsprechendes Signal an den Rechner R1 liefern. Im Fall 9B hingegen, kann schon innerhalb des Intervalls I die nach oben strebende Tendenz des Kurzfaseranteiis ermittelt werden, so dass schon früher innerhalb eines bestimmten Intervalls I im Verfahren eingegriffen werden kann. Der Rechner R2 kann derart programmiert sein, dass er die ihm gelieferten Messresultate nach vorbestimmten Tendenzen (z.B. stetigen Anstieg gemäss Fig. 9B) prüft und auf die Resultate der Prüfung entsprechend reagiert. Dieser Rechner muss aber auf jeden Fall zur Behandlung von Messwerte gemäss Fig. 9A programmiert sein, da nicht vorausgesagt werden kann, ob (und wenn ja, welche) Tendenzen auftreten werden.

Fig. 10 ist ein Diagramm zur Erläuterung von verschiedenen Möglichkeiten zum Messen bzw. zum Ermitteln des Kurzfaseranteils vom Vorlagematerial einer bestimmten Kämmaschine 1 (siehe auch Fig. 7 bzw. Fig. 8). Die Pfeile deuten auf den Materialfluss. Der Pfeil v deutet auf das Speisen des Vorlagematerials in der Maschine 1, der Pfeil L auf die Lieferung des Zwischenproduktes (Band) der Maschine und der Pfeil A auf den Abgang (der Kämmling).

Wenn V, A und L als Materialmengen pro Zeiteinheit betrachtet werden, können die Verhältnisse durch die folgenden Gleichungen dargestellt werden:

(1) V - A = L oder (2) A = V - L

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Daraus folgt, dass der Kurzfaseranteil (KFA) durch die folgende Gleichung ermittelt werden kann: (3) KVA A = V-L A = A

V V L+A X

Dies bedeutet, der Kurzfaseranteil kann durch Messen von A und V oder durch Messen von V und L oder durch Messen von A und L (nach einem geeigneten System gemäss Fig. 9A oder 9B) festgestellt werden. Unter Umständen kann mit ausreichender Genauigkeit der Kurzfaseranteil durch Messen der Kämmlingsmenge A und durch die Ermittlung von einem Wert X festgestellt werden, wo X ein Schätzwert ist, welcher die Vorlagemenge V ungefähr wiedergibt. Der Wert X kann z.B. aus der für die Kämmaschine eingestellte Produktion hergeleitet werden. Aus Fig. 10 wird es klar sein, dass die verschiedensten Möglichkeiten zum Messen bzw. Ermitteln des Kurzfaseranteil offen stehen. Die Abgangmenge A sollte auf der Kämmaschine 1 selbst gemessen bzw. ermittelt werden. Die Vorlagemenge V könnte z.B. von der Vorbereitungsstufe 50 (Fig. 2) gegeben werden. Die Lieferung L kann in der Kannenpresse 23 (Fig. 7) festgestellt werden.

Die Kämmaschine übt einen eindeutig feststellbaren Einfluss auf dem Stapeldiagramm des zu verspinnenden Rohstoffes aus, indem diese Maschine die kürzeren Fasern aus dem Prozess ausscheidet. Die Abgangmenge an der Kämmaschine wiedergibt eindeutig diesen Einfluss, weil der Kämmling von der Menge her fast ausschliesslich aus Kurzfasern besteht (der Schmutzgehalt des Kämmlings und die darin enthaltenen Nissen sind in dieser Beziehung vernachlässigbar). Für gegebene Einstellungen der Kämmaschine und für eine gegebene Gestaltung der Speisewatte (Wattendicke bzw. Faserparallelie-rungsgrad) deutet die Abgangmenge direkt auf den Kurzfaseranteil. Diese Aussage gilt für die heutigen Kämmaschinen. Wenn in der Zukunft der Prozentsatz vom Schmutz bzw. von Nissen im Kämmling derart zunimmt, dass er nicht mehr vernachlässigt werden kann, es könnte feste Anteile dieser Komponenten mit Stichproben im Labor ermittelt werden.

Die Kämmaschine selbst ist derart einstellbar, dass Fasern kürzer als eine bestimmte Länge ausgeschieden werden, so dass die nachfolgenden Stufen von der Problematik der Kurzfasern verschont bleiben (Trennstellenfunktion). Es folgt auch daraus, dass nach der Kämmerei keine «Informationen» mehr bezüglich der Leistung der vorangehenden Stufen in Zusammenhang mit Kurzfasern im Material selbst vorhanden ist. Diese Informationen wurden in der Kämmerei «gelöscht».

Das Endergebnis des Spinnverfahrens hängt aber von vielen anderen Einflussfaktoren ab, insbesondere von der Bandnummerhaltung und von den CV-Werten für diese Bänder. Aus diesem Grund ist es besonders nützlich, das Streckwerk 11 (Fig. 7) der Kämmaschine als ein Regulierstreckwerk auszuführen. Vollständigkeitshalber wird die Regeleinrichtung 27 für das Streckwerk 11 auch hier kurz beschrieben, obwohl diese Anordnung für die Anwendung der Erfindung in Zusammenhang mit der Materialzusammensetzung nicht zwingend notwendig ist.

Der Antrieb der unteren Walze der Walzenpaare 13, 15 und 17 erfolgt von dem Hauptmotor M, wobei für den Antrieb der unteren Walze 15 ein Planetengetriebe 28 zwischengeschaltet ist und der Antrieb der Unterwalze 13 direkt von der Unterwalze 15 abgenommen wird. Dem Planetengetriebe 28 ist ein Regelmotor M1 zugeordnet, der über ein Steuergerät 29 angesteuert wird. Das Steuergerät 29 erhält Impulse von einer Sollwertstufe 30, worin die durch die Messeinrichtung über einen Signalwandler 31 und ein Zeitglied 32 initierte Messspannung mit der vom Leittacho 33 des Hauptmotores M abgegebenen Leitspannung verglichen wird und daraus eine Sollspannung für das Steuergerät ergibt.

Vor dem Einlauf in die Kalanderwalzen 24 ist zusätzlich ein Bandmonitor zur Überwachung des regulierten Kammzugbandes vorgesehen sein.

Wird durch die Messeinrichtung 12 ein Unterschied zu der Sollwert-Banddicke ermittelt, so wird in diesem Fall mit einer Zeitverzögerung über die Regeleinrichtung 27 der Regelmotor M1 beaufschlagt, der in das Planetengetriebe eingreift und eine Drehzahländerung der Mittelwalze 15 und somit auch der Eingangswalze 13 bewirkt, während die Lieferwalze 17 eine unveränderte Drehzahl besitzt. Das heisst, der Verzug wird infolge des geänderten Drehzahlunterschiedes zwischen Mittelwalze 15 und Lieferwalze 17 der ermittelten Banddicke durch die Messeinrichtung 12 angepasst. Um die Kämmaschine selbst vor dieser Geschwindigkeitsänderungen im Streckwerkeinlauf zu schonen, kann vor dem Streckwerk ein Pufferspeicher vorgesehen werden. Das geregelte Verzugsfeld kann sich auch zwischen den Walzenpaaren 15 und 17 befinden. In diesem Fall wird das Walzenpaar 17 eine veränderliche Geschwindigkeit aufweisen. Der Bandspeicher würde sich in diesem Fall zwischen Streckwerkauslauf und Kammerpresse befinden.

Es können anders aufgebaute Streckwerke mit anderen Regeleinrichtungen als die hier gezeigte Ausführung zur Anwendung kommen, wie nachfolgend näher beschrieben wird.

Es ist auch denkbar, dem Abzugswalzenpaar 7 ein weiteres Walzenpaar (nicht aufgezeigt) nachzuordnen, das mit einer etwas grösseren Drehzahl angetrieben ist, um das Faserband mit einem geringen Vorverzug zu beaufschlagen, bevor es auf den Abzugstisch gelangt und mit den anderen doubliert wird.

Schliesslich ist es notwendig, die Gesamtproduktion der Kämmerei an die «Nachfrage» des Endspinnverfahrens anzupassen. Vorzugsweise wird diese Mengensteuerung dadurch bewirkt, dass in der

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Kämmerei eine gewisse Überkapazität an Produktionsleistung vorhanden ist, und die einzelnen Maschinen werden nach einem sogenannten «Stop/Go-Verfahren» betrieben. Bei einer grösseren Nachfrage in der Endspinnstufe, wird das Stop/Go-Verhältnis vermindert und bei einer abfallenden Nachfrage wird dieses Verhältnis erhöht. Falls aus irgendwelchen Gründen es nicht erwünscht ist, die Kämmaschinen im Stop/Go-Verfahren zu betreiben, kann die Kammspielzahl der einzelnen Maschinen erhöht bzw. reduziert werden, um die Liefermengen pro Zeiteinheit an die Nachfrage des Endspinnverfahrens anzupassen. Diese Einstellungen üben keinerlei Einfluss auf die Bedeutung des Messens bzw. des Ermitteins des Kurzfaseranteils aus. Das Messen bzw. Ermitteln des Kurzfaseranteils kann auch unabhängig von anderen Qualitätsmerkmalen wie z.B. Bandnummer bzw. CV durchgeführt und ausgenützt werden. Die Problematik der Bandnummerhaltung bzw. des Ausglättens von CV-Schwankungen kann z.B. auf anderen Verarbeitungsstufen (z.B. auf der zweiten Streckenpassage 54, Fig. 2) umgelagert werden. Die Erfindung ist daher realisierbar, auch dann wenn die Kämmaschinen keine regulierten Streckwerke aufweisen. Solche Streckwerke sind aber für die Erfindung in ihrem zweiten Aspekt sehr wichtig.

Die Bedeutung der Gleichmässigkeit für das Spinnen ist aus dem vorerwähnten Handbuch «Technology of Short Staple Spinning» ersichtlich. Die heute konventionellen Mittel zum Vergleichmässigen sind aus dem vorerwähnten Buch «Drawing, Combing and Roving» oder aus dem vorerwähnten Band 3 des Short Staple Series von Textile Institute, «A Practical Guide to Combing and Roving» entnehmbar.

Die Sensoren im Einlauf bzw. im Auslauf eines Regulierstreckwerks liefern je ein Signal, das die Gleichmässigkeitsschwankungen des den jeweiligen Sensor durchlaufenden Bandes bzw. Vlieses entspricht. Diese Signale sind allerdings nicht unbedingt ohne weiteres verwendbar, wie aus der europäischen Patentanmeldung Nr. 0 412 448 und der europäischen Patentanmeldung Nr. 477 589 ersichtlich ist. Aus diesen beiden Signale (allenfalls nach Anpassung gemäss der vorerwähnten Anmeldungen) ist es möglich, Signale zu erzeugen, welche sowohl die sogenannte Nummerneinhaltung (langfristige Schwankungen - «Drift») wie auch die CV-Werte (kurzwellige Schwankungen) darstellen.

Es ist aber auch möglich, die erwünschten Informationen aus einem weiteren Signal zu entnehmen, nämlich das sogenannte Stellsignal, das zum Steuern des geregelten Motors benutzt wird.

Es ist schon lange bekannt, die Gleichmässigkeit eines Zwischenproduktes im Labor (Off-Line) durch die Gewinnung entsprechender Signale zu prüfen und gegebenenfalls danach im Verfahren einzugreifen. Die Theorie des Prüfens ist intensiv entwickelt worden und ermöglicht sogar Aussagen über die Verarbeitungsstufe, die einen vorbestimmten vorkommenden Fehler verursacht hat - siehe das Anwendungshandbuch «Gleichmässigkeitsprüfung» der Firma Zellweger, Uster AG, Schweiz (Seite 129ff).

Es ist auch im Laufe der achtziger Jahren möglich geworden, die erforderlichen Signale in Betrieb (On-Line) zu gewinnen und dem Bedienungspersonal über eine Anzeige zur Störungsdiagnose zur Verfügung zu stellen - dies wird durch das «SLIVER DATA»-System der Firma Zellweger, Uster ermöglicht (siehe das vorerwähnte Band 3 des Short Staple Spinning Series). Dieses Gerät stellt sogar ein Spek-trogramm des einlaufenden bzw. auslaufenden Materials zur Verfügung. Es ist aber nicht bisher vorgeschlagen worden, die somit gewonnenen Signale über ein Prozessleitsystem auszuwerten und zum Steuern bzw. Regeln der vorangehenden Stufen auszunutzen.

Das Regulierstreckwerk wirkt als gleichmässigkeitsbestimmende Baugruppe. Die Strecke der zweiten Passage (138, Fig. 1) dient in der konventionellen Spinnerei als diejenige Stufe, welche die Endspinnstufe von Gleichmässigkeitsschwankungen der Vorbereitungsmaschinen (Putzerei, Karderie und Vorwerk) bewährt (sie dient als eine «Trennstelle» bezüglich Gleichmässigkeit). Die Streckwerke der Spinnstufen (Flyer bzw. Endspinnmaschine) sind nicht automatisch einstellbar und können daher Fehler im Vorlagematerial nicht ausgleichen.

Moderne Strecken dieser Stufen werden heute oft sowohl mit einer Regelung als auch mit einer Steuerung versehen, wobei die Regelung der Nummerneinhaltung und die Steuerung dem Gewährleisten eines vorbestimmten CV-Wertes dient. Die letztere Funktion ist besonders im Anschluss an die Kämmerei (wegen der Arbeitsweise der Kämmaschine) wichtig - siehe die vorerwähnten Bücher. Sofern die Strecken dieser Passage ihre vorgesehenen Funktionen erfüllen, hat es kein Zweck, die Leistung der vorangehenden Stufen nach den Ergebnissen in den Spinnstufen zu untersuchen, da die zutreffenden Informationen im zu verspinnenden Material nicht (mehr) vorhanden sind.

Nun, die Strecke der zweiten Passage ist meistens nicht die einzige Verarbeitungsstufe, die mit einer Gleichmässigkeitssteuerung bzw. -regelung versehen ist. Im Prinzip wäre es möglich, jede Verarbeitungsstufe mit einer eigenen Gleichmässigkeitssteuerung und/oder Gleichmässigkeitsregelung zu versehen, die nicht unbedingt mit einem Streckwerk kombiniert werden muss - siehe z.B. US-PS 4 271 565. Das Ausrüsten jeder Vorbereitungsmaschine mit einer eigenen Gleichmässigkeitsregulierung stellte aber auf jeden Fall eine sehr aufwendige Ausführung dar und kommt normalerweise zumindest aus Kostengründen nicht in Betracht. Sogar aber dann, wenn diese aufwendige Ausführung unter gegebenen Umständen zu realisieren ist, kann die letzte Stufe vor dem Spinnen als Leitstelle in dem Sinn bestimmt werden, dass die Ergebnisse der vorangehenden Stufen hier über das Prozessleitsystem geprüft werden und gegebenenfalls Eingriffe in den vorangehenden Stufen eingeleitet werden.

Sogar aber dann, wenn mehr als eine Stufe mit einer Gleichmässigkeitssteuerung bzw. -regelung versehen ist, wird die Steuerung bzw. Regelung einer der Trennstelle vorgelagerten Stufe meistens weniger leistungsfähig sein als die Steuerung bzw. Regelung der Trennstelle selbst, dies weil wiederholte

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Eingriffe in das Vorlagematerial meistens zu keiner Qualitätsverbesserung aber oft zu einer Qualitätsverschlechterung führen. Es gilt daher, auch aus technologischen Gründen, solche Eingriffe an möglichst wenigen Stellen vorzusehen, zumindest was dem Ausgleichen von kurzwelligen Gleichmässigkeitsschwankungen anbetrifft. Im Bezug auf längerwellige Schwankungen, hingegen, kann es vorteilhaft sein, die geeignete Steuerung bzw. Regelung auch an vorgelagerten Stufen vorzusehen, insbesondere an der Karde.

Ein Regulierstreckwerk zum Ausgleichen von kurzwelligen Massenschwankungen ist nach den Kämmen notwendig, um die Lötsteilen möglichst auszuglätten. Wie schon in Zusammenhang mit der Materialzusammensetzung gezeigt wurde, kann eine dem Kämmen nachgeschaltete «Streckenpassage» in der Kämmaschine selbst integriert werden, d.h. die Kämmaschine kann als «Trennstelle» sowohl für den Kurzfaseranteil als auch für die «Vorbereitungsgleichmässigkeit» dienen. Der Ausdruck «Vorberei-tungsgleichmässigkeit» bedeutet hier die Gleichmässigkeit des Vorlagematerials, das an die Spinnstufe geliefert wird, wo keine Gleichmässigkeltsverbesserung mehr erzielt werden kann.

Wie auch schon in Zusammenhang mit der Materialzusammensetzung gezeigt wurde, bedeutet eine erhöhte Ausscheidung von Kurzfasern ein Materialverlust, was eine entsprechende Gleichmässigkeits-veränderung bedeutet, die sich an dem Kämmen nachgeschalteten Regulierstreckwerk bemerkbar macht, d.h. es ist zusätzliche Regulierarbeit notwendig, um ein Band einer vorgegebenen Nummer an die Spinnstufe weiterzuleiten.

Wenn das Regulierstreckwerk in der Kämmaschine selbst eingebaut ist, kann eine Korrelation der Regulierarbeit mit der Ausscheidungsarbeit in der Maschinensteuerung stattfinden, die sowohl die Kämmlingsmesssignale als auch die Gleichmässigkeitswertsignale erhält. Falls die Kämmmaschine mit keinem Regulierstreckwerk versehen ist, kann ein Prozessleitrechner die erforderliche Korrelation ausführen, wenn ihm die erforderlichen Ausgangssignale der beiden Prozessstufen geliefert werden.

Diese Korrelation ermöglicht das Ausschalten von Trugschlüsse, die sonst entstehen könnten, weil die wesentlichen Arbeiten der Kämmaschine (nämlich, das Ausscheiden von Kurzfasern) zu einer Veränderung einer weiteren Eigenschaft (der Gleichmässigkeit) führt. Diese Änderung der Gleichmässigkeit darf dementsprechend nicht als «Fehlverhalten» der Vorbereitung in Bezug auf der Gleichmässigkeit gedeutet werden, sondern (wie bei einer Erhöhung der Kämmlingsmenge selbst) muss als Sympton eines Materialfehlers oder eines Materialverarbeitungsfehlers gewertet werden.

Steuer- bzw. Regeleingriffe können wie folgt erfolgen: Es kann nun im Prozessleitrechner Toleranzgrenzen für das der Trennstelle vorgelegte Material festgelegt werden, so dass kein Eingriff vorgenommen wird, solange sich die Gleichmässigkeitsschwankungen des einlaufenden Materials innerhalb dieser Toleranzwerte bewegen. Die Toleranzwerte können den Leistungsmöglichkeiten der Trennstelle derart angepasst werden, dass z.B. bei einer Verschlechterung des einlaufenden Materials kein Eingriff unternommen wird, falls die Trennstelle noch in der Lage ist, die Gleichmässigkeitsschwankungen aufzufangen und zwar mit einer minimalen Sicherheitsreserve. Ein Eingriff wird daher notwendig, wenn festgestellt wird, dass die Verschlechterung bis an die Sicherheitsreserve herangekommen ist. Es kann aber auch vorausschauend Tendenzen beurteilt werden, wie schon im Zusammenhang mit der Materialzusammensetzung beschrieben wurde, um einen Eingriff früher durchführen zu können, falls festgestellt wird, dass sich eine stetige Verschlechterung eingesetzt hat, da beim normalen Betrieb Verschlechterungen und Verbesserungen sich über Zeit ungefähr ausgleichen sollten.

Das System kann aber auch zur «Optimierung» der Linie in dem Sinne eingesetzt werden, dass eine Verschlechterung der Qualität in den vorangehenden Stufen eingeleitet wird, wenn die Trennstelle noch unausgenützte Reserven hat. Da die Qualität normalerweise auf Kosten der Produktion erzielt wird, kann ein solches Vorgehen zu einer effizienteren Ausnützung der Wechselwirkungen zwischen den Verarbeitungsstufen bezüglich Produktion und Qualität führen. Das Gleiche gilt in Bezug auf die Rohstoffauswahl - durch gegenseitige Abstimmung der Verarbeitung in den verschiedenen Stufen mittels des Prozessleitrechners wird es möglich, die optimalen Eintellungen für heikleren Materialen bzw. die Auswirkungen von preisgünstigeren Materialien empirisch zu ermitteln.

Bei der Auswertung der Gleichmässigkeitsprüfung ist das Spektrogramm von ausschlaggebender Bedeutung - nur dieses Analysemittel erlaubt die gezielte Indentifikation der Fehlerquelle (siehe das vorerwähnte Handbuch der Firma Zellweger AG, Uster). In der bevorzugten Ausführung dieser Erfindung sind daher die Gleichmässigkeitssignale der Trennstelle derart gewonnen, dass sie die Spektralanalyse ermöglichen.

Die Spektralanalyse ermöglicht aber bestenfalls die Identifikation der Verarbeitungsstufe, die einen bestimmten Fehler verursacht hat. Die Identifikation einer bestimmten Maschine als die Fehlerquelle erfordert die Materialflussverfolgung. Systeme für die Materialflussverfolgung sind bekannt aber meistens sehr aufwendig. Um die Länge dieser Beschreibung zu begrenzen, wird die Materialflussverfolgung in dieser Anmeldung nicht als solche behandelt werden. Die Kombination der vorliegenden Erfindung mit der Materialflussverfolgung im Prozessleitsystem stellt aber die bevorzugte Ausführung und eine dazu geeignete Materialflussverfolgung ist in der vorerwähnten deutschen Patentanmeldung Nr. 4 024 307 beschrieben und die darin enthaltenen Ausführungen sind hiermit durch diesen Hinweis in der vorliegenden Beschreibung eingeschlossen.

Diese Materialflussverfolgung beruht auf die Nachbildung des Materialflusses in einem Computer bzw. einem Computersystem (mit einer Mehrzahl von miteinander verbundenen Computern). Für diese

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Nachbildung werden «Materialeinheiten» definiert, die in der Anlage sensorisch festgestellt werden können. Die Anlage ist mit einer derartigen Sensorenanordnung versehen, dass

(i) die Wege des Materials durch die Anlage in Abschnitte zwischen Sensoren aufgeteilt werden, wobei die Zuordnung einer Materialeinheit zu einem Abschnitt eine für die Materialflussverfolgung ausreichende Ortungsgenauigkeit darstellt, und

(ii) die Reihenfolge der Vorbeibewegung der Materialeinheiten an den Sensoren eine eindeutige Identifikation der Einheiten ermöglicht (ohne eine Markierung der Einheiten zu erfordern).

Die Sensoren sind mit dem Computer(system) derart verbunden, dass das Vorbeibewegen einer Materialeinheit an einem Sensor vom Computer(system) festgehalten und einem zeitlichen Koordinat zugeordnet werden kann. Den Materialeinheiten sind somit sowohl Ortungs- wie auch Zeitkoordinaten zugeordnet, die im Computer(system) genügend lang gespeichert werden können, um eine Ermittlung des Materialflusses später durchführen zu können, d.h. mindestens bis zum Zeitpunkt, wo diese Materialeinheiten die Anlage verlassen.

Bevorzugte Ausführungen der Regulierstreckwerke sind nachfolgend beschrieben: Die Erfindung in ihrem zweiten Aspekt bezieht sich auf die Anwendung von Regulierstreckwerken, d.h. Streckwerke, worin der Verzug gesteuert oder geregelt veränderbar ist, um Masseschwankungen in einem vorgelegten Faserverband zu vergleichmässigen. Solche Streckwerke werden häufig in sogenannten Regulierstrecken in der Kurzfaserspinnerei gebraucht, können aber ebenfalls auf Karden, Kämmaschinen und Kämmerei-vorereitungsmaschinen in der Kurzfaserspinnerei Verwendung finden. Die gleichen Prinzipien sind natürlich auch zur Verwendung in der Langstapelspinnerei geeignet.

Die Prinzipien der Steuerungs- bzw. Regeltechnik finden nun seit einigen Jahrzehnten in Regulierstreckwerken Einsatz. Dadurch ist es möglich gewesen, die Qualität der verarbeiteten Faserverbände (sofern diese Qualität allein durch die Gleichmässigkeit der Masse pro Längeneinheit bestimmt ist) stetig zu verbessern.

Über die gleiche Periode sind intensive Anstrengungen zur klaren Definition des Begriffes «Qualität» in Bezug auf Gleichmässigkeit des Faserverbandes unternommen worden. Diese Anstrengungen haben zu allgemein akzeptierten Prüfverfahren mit dem konsequenten Verfügungsstellen von geeigneten Prüfgeräte geführt.

Mit der Hilfe von der bisher angewendeten Technik zusammen mit einer qualitätsorientierten Organisation der Spinnerei ist es heute für jeden Spinnereibetrieb möglich, die meisten (relativ groben) Fehler zu vermeiden bzw. zu korrigieren und Faserverbände von guter durchschnittlicher Qualität herzustellen.

Wegen kontinuierlich steigender Qualitätsansprüche ist es nun notwendig, dieses gute Qualitätsniveau nochmals zu steigern. Dabei stösst man aber in einen technischen Bereich vor, wo es nicht mehr ausreicht, die Grundprinzipien der Steuerungs- bzw. Regelungstechnik oder die Grundprinzipien der statistischen Qualitätskontrolle in der Spinnerei anzuwenden. Um eine weitere wesentliche Qualitätsverbesserung zu erzielen, ist es nun notwendig, die intimeren Wechselwirkungen der verwendeten Messprinzipien, Steuerungs- bzw. Regelungsprinzipien, Antriebssysteme, Verzugskräfte und Materialeigenschaften näher einzugehen. Dabei ist es stets notwendig, die schon durch Standards festgelegten Prinzipien der Gleichmässigkeitsprüfung für Faserverbände im Kopf zu behalten.

Die Qualitätskontrolle in der Spinnerei ist heutzutage weitgehend im Labor («off line») durchgeführt. Zu diesem Zweck sind Stichproben aus der Verarbeitungslinie entnommen, in das Labor getragen und geprüft. Die Prüfresultate sollen Rückschlüsse zur Einsteilung der Maschinen bzw. zur Anpassung des zu verarbeitenden Materials an die Anforderungen für das erwünschte Endprodukt ermöglichen. Der weltweit führende Hersteller von Prüfgeräte ist Zellweger G, Uster, Schweiz. Das Anwendungshandbuch dieser Firma mit dem Titel «Gleichmässigkeitsprüfung» umfasst ca. 230 Seiten und beschreibt mindestens sechs verschiedene Prüfkriterien, die verschiedenen Informationen zur Beurteilung der Gleichmässigkeit von einem Faserverband liefern (nämlich das Diagramm, die Imperfektionen oder seltene Fehler, das Spektrogramm, den Mittelwertfaktor und die Längenvariationskurve).

Im Labor, (off-line-Verfahren) gibt es Zeit, die verschiedenen Informationen zu analysieren, eine geeignete Auslegung der verschiedenen Resultate zu treffen und die entsprechenden Rückschlüsse festzulegen. Wenn versucht wird, solche Methoden beim normalen Betrieb «on line» anzuwenden, wo anhand von gerade ermittelten Messwerten korrigierend in den Prozess eingegriffen werden sollte, kann es kaum überraschen, dass ein grosses Risiko von einem Fehl- bzw. Trugschiuss entsteht.

Die bisherigen Vorschläge zur genaueren Prüfung von Produkte im Betrieb («on line») sind nicht darauf gerichtet, einen Eingriff in der Verarbeitung zu ermöglichen, sondern eher ein Alarm auszulösen, zur Betriebsdatenerfassung oder zum Analysieren eines Vorgangs (z.B. US 4 758 968), so dass eine nähere Untersuchung durch das Personal stattfindet bzw. das Personal gezielt Unterhaltsarbeit durchführen kann. In dieser Kategorie gehört ein System nach DE-PS 3 237 371, wonach ein nach dem Düsen-spinnverfahren hergestelltes Garn in Betrieb sowohl bezüglich Spektrogramm wie auch bezüglich des Uster-Wertes (Ungleichmässigkeitskoeffizient) geprüft wird. Dadurch werden Fehler im Streckwerk der Düsenspinnmaschine selbst identifiziert, was zum Austausch der defekten Teile führen kann. Dieses Verfahren ermöglicht keinen Rückschluss auf das Laufverhalten der Vorbereitungsstufen.

Ein Vorschlag zu einer Überwachung einer Strecke befindet sich in EP 340 756. Nach einer ersten

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Variante dieses Vorschlages sollen Grenzwerte für ein vom Auslaufmessorgan geliefertes Signal festgestellt werden, wobei beim Überschreiten eines Grenzwertes ein Alarm ausgelöst bzw. die Maschine abgestellt werden kann. In diesem Fall sollte das Produkt (das gelieferte Faserverband) vom Personal geprüft weden. In Abhängigkeit von der Resultate dieser Überprüfung sollen auf Messfehler bzw. auf regeltechnische Fehler geschlossen werden.

Eine zweite Variante des gleichen Vorschlages sieht die Bestimmung von Grenzwerte für das den Verzug bestimmende Stellsignal vor, wobei ebenfalls beim Überschreiten eines Grenzwertes die Auslösung von einem Alarm bzw. das Abstellen der Maschine erfolgt. In diesem Fall sollte das Vorlagerfa-sererband vom Personal geprüft werden, wobei in Abhängigkeit von den Prüfresultaten auf Fehler im Einlaufmesssystem oder in der Herstellung des Vorlagematerials (d.h. in der Verarbeitungsmaschinen vor diesem Streckwerk) geschlossen werden sollte.

Die Überwachung des Messsignals vom Auslaufmesssystem kann gewissen Informationen über Fehlfunktionen vermitteln. Diese Massnahme allein reicht aber sicher nicht, um eine wesentliche Qualitätsverbesserung zu erzielen. Die in EP 340 756 vorgeschlagene Überwachung des Stellsignals bringt in Kombination mit einem Alarm bzw. mit dem Abstellen der Maschine kaum Vorteile. Bis zum Überprüfen durch das Personal ist das fehlerhafte Vorlagefaserverband schon längst vom Streckwerk verarbeitet (korrigiert) worden, so dass wichtige Informationen bezüglich des Fehlers nicht mehr vorhanden sind. Weil die Überwachung darauf eingestellt ist, bloss auf einen kurzfristigen (möglicherweise seltenen) «Ausreisser» zu reagieren, enthält das vom Personal zu untersuchende Stück des Vorlagefaserverbandes wohl kein entsprechendes «Ereignis», so dass nochmals das Risiko eines Trugschlusses entsteht. Die Untersuchung findet nicht im Betrieb sondern «off-line» statt.

Es ist die Aufgabe dieser Erfindung in einem dritten Aspekt, das Regulierstreckwerk derart weiter zu entwickeln, dass die für seine Funktion massgebenden Wechselwirkungen besser als in der Vergangenheit berücksichtigt werden können.

Die Erfindung (im dritten Aspekt) sieht ein Regulierstreckwerk für Faserverbände vor, das mit mindestens einem Verzugsfeld, einem steuerbaren bzw. regelbaren Antriebssystem zur Bestimmung der Verzugshöhe im genannten Verzugsfeld, einer programmierbaren Steuerung für das Antriebssystem und mindestens einem Sensor zum Feststellen der durchlaufenden Fasermasse pro Längeneinheit an einer Messstelle ausgerüstet ist. Das Streckwerk ist dadurch gekennzeichnet, dass ein verzugsbestimmendes Signal über eine vorbestimmte Periode gespeichert wird und aus den gespeicherten Werten Informationen zur Anpassung des Streckwerkes und/oder zur Beurteilung der Qualität der Vorlagefaserverbände gewonnen werden. Die erwähnten Informationen umfassen z.B. das CV-Wert des Vorlagefaserverbandes, das Spektrogramm des Vorlagefaserverbandes und/oder die Längenvariationskurve des Vorlagefaserverbandes. Die Steuerung umfasst vorzugsweise einen digitalen Signalprozessor z.B. das Modell 56001 der Firma Motorola.

Das verzugsbestimmende Signal kann ein Ausgangssignal eines Sensors oder ein Stellsignal für das Antriebssystem sein. Ein Signal ist «verzugsbestimmend» im Sinn dieser Erfindung, wenn es ein mittelbaren oder unmittelbaren Einfluss auf den Verzug ausübt, auch dann, wenn andere Signale auch einen solchen Einfluss ausüben.

Die Informationen können durch die genannte Steuerung und/oder durch ein Prozessleitsystem gewonnen werden, wobei im letzteren Fall die gespeicherten Werte vorzugsweise an das Prozessleitsystem über die Steuerung vermittelt werden z.B. gemäss unserer europäischen Patentanmeldung EP-OS 513 339. Die Gewinnung derartiger Informationen durch die Steuerung selbst ist nur dann möglich, wenn diese Steuerung einen digitalen Signalprozessor oder ein Gerät mit einem ähnlichen oder besseren Rechenleistung umfasst.

Der Sensor ist vorzugsweise geeignet, kurzwellige Massenschwankungen zu folgen. Um solche Signale nach der Digitaltechnik zu verarbeiten, ist es notwendig, sie zu digitalisieren, was durch periodisches Abtasten erfolgt. Nach der bevorzugten Ausführung der Steuerung ist die Abtastrate höher als 2000 Hz gewählt, vorzugsweise im Bereich 2500 bis 3500 Hz. Ein solches Signal kann im Prozessor nach dem Fast-Fourier-Transform-Verfahren verarbeitet werden, um die Spektralanalyse zu ermöglichen.

Die Abtastrate der Steuerung bleibt vorzugsweise konstant; die Geschwindigkeit des durchlaufenden Materials ist aber veränderbar. Vorzugsweise ist die Steuerung auch mit einem Sensor versehen, der auf die Einlaufgeschwindigkeit des Materials reagiert, so dass die Steuerung (trotz der konstanten Abtastrate) pro einlaufender Längeneinheit einen Korrektureingriff durchführen kann. Es sind entsprechende Speichermittel vorgesehen.

Diese bevorzugte Ausführung weist den Vorteil auf, dass die Informationen aus Signale gewonnen werden, die auch zur Steuerung der Korrektureingriffe ausgenützt werden, was die Einheitlichkeit vom Informationsgehalt der verschiedenen Signale erhöht.

Aus den gleichen bzw. ähnlichen Überlegungen ist die Bedienungsunterstützung, die anhand der nach dieser Erfindung gewonnenen Signale geleistet, über die Bedienungsoberflächen (Bedienungskonsolen bzw. Bedienungstableaus) der betroffenen Maschinen geleistet, wie in der vorerwähnten PCT-Pa-tentanmeldung PCT/CH 91/0097 (CH-PS 683 009) beschrieben ist. Um die Länge dieser Beschreibung zu beschränken, wird die Bedienungsunterstützung nicht als solche hier behandelt werden. Die Ausführungen der PCT/CH 91/0097 werden aber durch diesen Hinweis in der vorliegenden Beschreibung eingeschlossen.

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Fig. 11 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles der Strecke nach unserer europäischen Patentanmeldung Nr. 0 411 379.

im System nach Fig. 11 werden mehrere Faserbänder 215.1-215.6, im Beispiel deren sechs, nebeneinander zu einem lockeren Vlies zusammengefasst und durch mehrere Walzensysteme 201-206 geführt. Dadurch, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen in Transportrichtung des Fasermaterials in zwei Stufen zunimmt, wird dieses über die erste Stufe vorverzogen (Vorverzug), über die zweite zum gewünschten Querschnitt weiter verzogen (Hauptverzug).

Das aus der Strecke austretende Vlies ist dünner als das Vlies der eingespeisten Bänder 215.1— 215.6 und entsprechend länger. Dadurch, dass die Verzugsvorgänge in Abhängigkeit des Querschnittes der eingespeisten Bänder geregelt werden können, werden die Bänder bzw. das Vlies während seinem Durchgang durch die Strecke vergleichmässigt, d.h., der Querschnitt des austretenden Vlieses ist gleichmässiger als der Querschnitt des eingespeisten Vlieses bzw. der Bänder. Die vorliegende Strecke weist einen Vorverzugsbereich 211 und einen Hauptverzugsbereich 212 auf.

Die Bänder 215.1-215.6 werden durch zwei Systeme 201 und 202 von Förderwalzen in die Strecke eingespeist. Ein erstes System 201 besteht z.B. aus zwei Walzen 201.1 und 201.2, zwischen denen die eingespeisten und zu einem lockeren Vlies zusammengefassten Bänder 215.1-215.6 transportiert werden. In Transportrichtung der Bänder folgt ein Walzensystem 202, das hier aus einer aktiven Förderwalze 202.1 und zwei passiven Förderwalzen 202.2, 202.3 besteht. Während der Einspeisung durch die Walzensysteme 201 und 202 werden die eingespeisten Bänder 215.1-215.6 nebeneinander zu einem Vlies 216 zusammengeführt. Die Umfangsgeschwindigkeiten vi und V2 (= Vjn) aller Walzen der beiden Walzensysteme 201 und 202 der Einspeisung sind gleich gross, so dass die Dicke des Vlieses 216 im wesentlichen der Dicke der eingespeisten Bänder 215.1-215.6 entspricht.

Auf die beiden Walzensysteme 201 und 202 der Einspeisung folgt in Transportrichtung des Vlieses 16 ein drittes System 203 von Vorverzugswalzen 203.1 und 203.2, zwischen denen das Vlies weitertransportiert wird. Die Umfangsgeschwindigkeit V3 der Vorverzugswalzen ist höher als diejenige der Einlaufwalzen vi, 2, so dass das Vlies 216 im Vorverzugsbereich 211 zwischen den Einlaufwalzen 202 und den Vorverzugswalzen 203 verstreckt wird, wobei sich sein Querschnitt verringert. Gleichzeitig entsteht aus dem lockeren Vlies 216 der eingespeisten Bänder ein vorverzogenes Vlies 217. Auf die Vorverzugswalzen 203 folgt ein weiteres System 204 von einer aktiven Förderwalze 204.1 und zwei passiven Förderwalzen 204.2, 204.3 zum Weitertransport des Vlieses. Die Umfangsgeschwindigkeit V4 der Förderwalzen 204 zum Weitertransport ist dieselbe wie V3 der Vorverzugswalzen 203.

Auf das Walzensystem zum Weitertransport 204 folgt in Transportrichtung des Vlieses 217 ein fünftes System 205 von Hauptverzugswalzen 205.1 und 205.2. Die Hauptverzugswalzen haben wiederum eine höhere Oberflächengeschwindigkeit V5 als die vorangehenden Transportwalzen, so dass das vorverzogene Vlies 217 zwischen den Transportwalzen 204 und den Hauptverzugswalzen 205 im Hauptverzugsbereich 212 weiter zum fertig verzogenen Vlies verzogen wird, wobei das Vlies über einen Trichter T zu einem Band zusammengeführt wird.

Zwischen einem Paar 206 von Auslaufwalzen 206.1, 206.2, deren Umfangsgeschwindigkeit V6 (= vout) gleich ist wie diejenige der vorangehenden Hauptverzugswalzen (V5) wird das fertig erstreckte Band aus der Strecke weggeführt und beispielsweise in rotierende Kannen 213 abgelegt.

Die Walzensysteme 201.2 und 204 werden von einem ersten Servomotor 207.1, vorzugsweise über Zahnriemen, angetrieben. Die Vorverzugswalzen 203 sind mechanisch mit dem Walzensystem 204 gekoppelt, wobei die Übersetzung einstellbar sein kann bzw. ein Sollwert vorgebbar ist. Das Getriebe (auf der Figur nicht sichtbar) bestimmt das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten der Einlaufwalzen (vm) und der Umfangsgeschwindigkeit V3 der Vorverzugswalzen 203.1, 203.2, mithin das Vorverzugsverhältnis.

Die Walzensysteme 205 und 206 werden ihrerseits von einem Servomotor 207.2 angetrieben. Die Einlaufwalzen 201.1, 201.2 können ebenfalls über den ersten Servomotor 207.1 oder optional über einen unabhängigen Motor 207.3 angetrieben sein. Die beiden Servomotoren 207.1 und 207.2 verfügen je über einen eigenen Regler 208.1 bzw. 208.2. Die Regelung erfolgt je über einen geschlossenen Regelkreis 208.a, 208.b bzw. 208.C, 208.d. Zudem kann der Ist-Wert des einen Servomotors dem anderen Servomotor in einer oder in beiden Richtungen über eine Kontrollverbindung 208.e übermittelt werden, damit jeder auf Abweichungen des anderen entsprechend reagieren kann.

Am Einlauf der Strecke wird die Masse oder eine die Masse proportionale Grösse, z.B. der Querschnitt der eingespeisten Bänder 215.1-215.6 von einem Einlaufmessorgan 209.1 gemessen. Am Austritt der Strecke wird der Querschnitt des austretenden Bandes 218 dann von einem Auslaufmessorgan 209.2 gemessen.

Eine zentrale Rechnereinheit 210 übermittelt eine initiale Einstellung der Soligrösse für den ersten Antrieb via 210.a an den ersten Regler 208.1. Die Messgrössen der beiden Messorgane 209.1, 209.2 werden während des Streckprozesses via die Verbindungen 209.a und 209.b dauernd an die zentrale Rechnereinheit übermittelt. Aus diesen Messresultaten und aus dem Sollwert für den Querschnitt des austretenden Bandes 218 wird in der zentralen Rechnereinheit und allfälligen weiteren Elementen der Sollwert für den Servomotor 208.2 bestimmt. Dieser Sollwert wird via 210.b dauernd an den zweiten Regler 208.2 vorgegeben. Mit Hilfe dieses Regelsystems (der «Hauptregelung») können Schwankungen im Querschnitt der eingespeisten Bänder 215.1-215.6 durch entsprechende Rege-

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lung des Hauptverzugsvorganges kompensiert bzw. eine Vergieichmässigung des Bandes erreicht werden.

Das in Fig. 11 gezeigte Streckwerk ist für eine Strecke konzipiert, kann aber auch an einer Kämmaschine eingebaut werden, wobei aber dann die Speisekannen entfallen (wie aus Fig. 7 ersichtlich ist).

Der untere Teil der Fig. 11 zeigt nun die Anpassung dieses Systems an diese Erfindung in ihrem dritten Aspekt. In einer ersten Ausführung ist der Zentralsteuerung 210 der Maschine selbst ein Speicher 220 zugeordnet, wo die bzw. gewisse Signale des Streckwerksteuer- bzw. regelsystems zur Auswertung gespeichert werden. Wenn die Arbeitsgeschwindigkeit des Zentralprozessors in der Steuerung 210 hoch genug ist, kann eine derart hohe Abtastrate gewählt werden, dass ein Spektragramm des Eingangssignals (vom Sensor 209.1), des Ausgangssignals (vom Sensor 209.2) und/oder die Stellsignale (an die Motoren 207.1 und/oder 207.2 abgegebene Signale) gewonnen werden kann.

Eine Streckwerksteuerung nach Fig. 11 ist normalerweise darauf ausgelegt, einen Steuereingriff in das Material (eine Veränderung der Materialverarbeitung) nicht kontinuierlich, sondern jeweils nach einem gewissen Intervall auszuführen. Die Zeitdauer dieses Intervalls ist vorzugsweise nicht konstant gewählt, sondern ist der Einlaufgeschwindigkeit derart angepasst, dass die Eingriffe je am Schluss einer vorbestimmten Vlieslänge erfolgen. Dazu kann die dargestellte Anordnung dadurch ergänzt werden, dass die Einlaufgeschwindigkeit z.B. an der Walzengruppe 202 ermittelt und zur Steuerung der Verarbeitungseingriffe ausgenützt wird. Es sind dann Speichermittel (nicht gezeigt) in der Streckwerksteuerung notwendig, um die Steuersignale zu speichern und im richtigen Zeitpunkt wirksam werden zu lassen.

Die Auswertung der im Speicher 220 enthaltenen Werte erfolgt aber nicht in Abhängigkeit der Einlaufgeschwindigkeit sondern nach der Zeit. Bei einer Spektralanalyse werden dann die Zeitfunktionen nach dem Fast-Fourier-Transform-Verfahren in Frequenzfunktionen umgewandelt. Die dazu notwendige Zeit hängt von der Rechengeschwindigkeit des Prozessors und die Anzahl Frequenzen (bzw. Frequenzbereiche), die einzeln untersucht werden sollten. Für eine ausreichende Analyse eines Vorlagematerials sind vorzugsweise mindestens 1024 einzelne Frequenzbereiche zu untersuchen.

Eine solche Auswertung erfordert eine beträchtliche Rechen- bzw. Speicherkapazität in der Maschine selbst. Dies mag in vielen Fällen nicht vorhanden sein, so dass die Analyse auf eine Prozessleitrechner PLR verlegt werden muss. Zu diesem Zweck kann ein Datenbus DB vorgesehen werden, und die Steuerung 210 kann mit einer Schnittstelle SNM zu diesem Datenbus versehen werden, wobei der Rechner PLR ebenfalls eine Schnittstelle SNR zum Datenbus umfasst.

Im Prozessleitrechner werden normalerweise weder die Rechengeschwindigkeit noch die Speicherkapazität eine Begrenzung der gewünschten Analyse verursachen - eine Voraussetzung für diese Analyse ist aber dann der Zugang des Prozessleitrechners zu den «Rohdaten» der zutreffenden Sensoren, z.B. wie dies in den vorerwähnten schweizerischen Patentanmeldungen Nr. 189/91 und der EP-OS 513 339 gezeigt ist. Die Ausführungen nach diesen Anmeldungen werden auch durch diesen Hinweis in der vorliegenden Beschreibung eingeschlossen.

Die vorerwähnten «Rohdaten» sind aber nicht als die eigentlichen Ausgangssignale der zutreffenden Sensoren zu verstehen, sondern diese Signale können durch die Maschinensteuerung (zumindest für die Übertragung an den Prozessleitrechner) aufbereitet werden. Wichtig dabei ist, dass der für die vorgesehene Analyse wesentliche Informationsgehalt beibehalten wird.

An einigen Stellen dieser Anmeldung ist der Begriff «Trennstelle» benutzt worden. Dieser Begriff ist nicht in der Spinnereitechnik geläufig und wird nachfolgend daher kurz näher erläutert.

Die «Trennstelle» ist die letzte Stelle einer Spinnereilinie, die eine bestimmte Änderung im zu verarbeitenden Material ausführt (z.B. Materialzusammensetzung ändern - Kurzfaser ausscheiden - und/ oder die Form des Gebildes ändern). Diese Stelle bewirkt eine bestimmte Veränderung (wenn notwendig) d.h. die Stelle ist nicht bloss eine Messstelle. Die Wirkung der Trennstelle (ihrer Erfolg) ist messbar und die Messresultate dienen als ein Massstab für die (eine bestimmte) Leistung der vorangehenden (vorgeschalteten) Prozessstufen. Die Trennstelle kann daher als Leitstelle dienen. Schliesslich, insofern die Trennstelle die für sie vorgesehenen Veränderungen durchführt, «löscht» sie die entsprechenden Informationen im verarbeiteten Material selbst, so dass nach ihr keine Informationen (mehr) über die Leistung der vorangehenden Stufen vorhanden ist.

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Patentansprüche

1. Verfahren zur Steuerung bzw. zur Regelung einer Faserverarbeitungsanlage, welche eine Reihenfolge von Verarbeitungsstufen (120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 136, 138, 140, 142) umfasst, um Fasermaterial als ein vorbestimmtes Fasergebilde zu liefern, wobei durch geeignete, selektiv anpassbare Verarbeitung des Fasermaterials im Durchlauf der Anlage die Eigenschaften von diesem Gebilde beeinflusst werden können, und wobei in mindestens einer Zwischenstufe (130, 136, 138) eine feststellbare Eigenschaft des Zwischenproduktes dieser Stufe durch die gesteuerte Verarbeitung innerhalb der Stufe festgelegt wird und dadurch eine entsprechende Eigenschaft des Gebildes massgebend beeinflusst wird, weil keine nachfolgende Stufe eine gesteuerte Auswirkung auf diese Eigenschaft ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass in dieser Zwischenstufe (130, 136, 138) ein Signal (KFA) gewonnen wird, welches der feststellbaren Eigenschaft derart entspricht, dass es dem Verhalten der dieser Zwischenstufe vorangehenden Stufen bezüglich dieser Eigenschaft entspricht.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal zur Steuerung bzw. zur Regelung von mindestens einer vorangehenden, diese Eigenschaft beeinflussenden Verarbeitungsstufe benützt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Faserverarbeitungsanlage eine Kämmerei (52) und eine die Kämmerei speisende Verarbeitungslinie (42-50) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signal gewonnen wird, welches den Kurzfaseranteil (KFA) des an die Kämmerei (52) gelieferten Materials entspricht und dass dieses Signal zur Steuerung bzw. zur Regelung der Verarbeitungslinie (42-50) benützt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Faserverarbeitungsanlage mit mindestens einem Regulierstreckwerk (Fig. 7; 11) vor dem Spinnen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass von diesem Streckwerk (Fig. 7; 11) ein Leitsignal gewonnen wird, welches der Gleichmässigkeit der Zwischenprodukte der dem Streckwerk vorgeschalteten Verarbeitungsstufen entspricht.

5. Faserverarbeitungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Gewinnung eines Signales in dieser Zwischenstufe vorhanden sind, welches der feststeilbaren Eigenschaft derart entspricht, dass es dem Verhalten der dieser Zwischenstufe vorangehenden Stufen bezüglich dieser Eigenschaft entspricht.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerungs- bzw. Regelungsmittel (PLR, R2, R3) vorhanden sind, um das Signal auszuwerten und mindestens eine vorangehende, diese Eigenschaft beeinflussende Verarbeitungsstufe entsprechend zu steuern bzw. zu regeln.

7. Anlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal von der Kämmaschine (1) gewonnen wird.

8. Anlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal von einem Regulierstreckwerk (Fig. 11 ; 11) gewonnen wird.

9. Anlage nach Anspruch 5, wobei die Zwischenstufe (130, 136, 138) mit einem Regulierstreckwerk (Fig. 11) für Faserverbände (216) mit mindestens einem Verzugsfeld (211, 212), einem steuerbaren bzw. regelbaren Antriebssystem zur Bestimmung der Verzugshöhe im genannten Verzugsfeld, einer programmierbaren Steuerung für das Antriebssystem (207.1, 207.2) und mindestens einem Sensor (209.1) zum Feststellen der durchlaufenden Fasermasse pro Längeneinheit an einer Messstelle ausgerüstet Ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein verzugsbestimmendes Signal über eine vorbestimmte Periode gespeichert wird und aus den gespeicherten Werten Informationen zur Anpassung des Streckwerkes und/oder zu Beurteilung der Qualität der Vorlagefaserverbände gewonnen werden.

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