DE102011083069A1 - Fluidsystem für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn - Google Patents

Fluidsystem für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn Download PDF

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Abstract

Ein Fluidsystem für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere eine Papier-, Tissue- oder Kartonmaschine weist mindestens ein Stellglied (1), das mit einem Arbeitsfluid antreibbar ist, und mindestens einen digitalen Fluidregler (2) auf, der dem Stellglied (1) zugeordnet ist und die Auslenkung und/oder Positionierung des Stellglieds (1) durch Ansteuerung von den digitalen Fluidregler (2) bildenden und mit abgestuften Durchflussraten ausgelegten Ventilen (3, 4, 5) bewirkt. Der digitale Fluidregler (2) stellt dabei einen vorbestimmten Durchflussratenbereich für die Auslenkung und/oder Positionierung des Stellglieds (1) bereit. In Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler (2) ist ein Ventilabschnitt (6) vorgesehen, der zum Verschieben des durch den digitalen Fluidregler (2) bereitgestellten Durchflussratenbereichs ansteuerbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fluidsystem für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere eine Papier-, Tissue- oder Kartonmaschine.
  • Bei Papiermaschinen wird verbreitet ein Fluidsystem als Betätitungs- und Steuerungsmittel eingesetzt. Hierbei werden insbesondere Stellglieder hydraulisch angetrieben, mit denen große Kräfte mit hoher Genauigkeit eingeregelt und ausgeübt werden können.
  • Fluidsysteme für Maschinen zur Herstellung einer Faserstoffbahn unter Verwendung von digitalen Fluidreglern sind bekannt. Bei solchen digitalen Fluidreglern kann mit Hilfe von einer Parallelverschaltung von mehreren Ventilen mit abgestufter ausgelegter Durchflussrate durch selektive Ansteuerung der einzelnen Ventile eine vorbestimmte Durchflussrate erzielt werden, mit der das zugehörige Stellglied ausgelenkt werden kann. Solche bekannten digitalen Fluidregler verwenden herkömmlicherweise eine binäre Auslegung, bei denen die Durchflussraten von mehreren Ein-/Ausventilen einer binären Reihe folgen. Ferner sind Fibonacci-Codierungen bei solchen Ventilanordnungen möglich.
  • Eine genaue Druckeinstellung erfordert eine niedrige Durchflussrate, während eine rasche Bewegung bspw. eines großen Zylinders ein Ventil mit einer Durchflussrate erfordert, die deutlich höher ist. Insbesondere bei einem Hydraulikschaltkreis (bspw. einem Optiload-Zylinder) der eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit des Zylinders erfordert und andererseits eine genaue Druckeinstellung des verwendeten Fluids, muss eine sehr große Anzahl von Ventilen vorgesehen werden, wenn die binäre Auslegung verwendet wird.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fluidsystem für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn zur Verfügung zu stellen, das einen möglichst großen Regelbereich zur Verfügung stellen kann, während das Fluidsystem vereinfacht ist.
  • Die Aufgabe wird durch ein Fluidsystem mit der Kombination der Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist das Fluidsystem für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere eine Papier-, Tissue- oder Kartonmaschine mindestens ein Stellglied, das mit einem Arbeitsfluid antreibbar ist, mindestens einen digitalen Fluidregler, der dem Stellglied zugeordnet ist und die Auslenkung und/oder Positionierung des Stellglieds durch Ansteuerung von den digitalen Fluidregler bildenden und mit abgestuften Durchflussraten ausgelegten Ventilen bewirkt, wobei der digitale Fluidregler einen vorbestimmten Durchflussratenbereich für die Auslenkung und/oder Positionierung des Stellglieds bereitstellt. Gemäß dem Grundkonzept der vorliegenden Erfindung ist in Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler ein Ventilabschnitt vorgesehen, der zum Verschieben des durch den digitalen Fluidregler bereitgestellten Durchflussratenbereichs ansteuerbar ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann somit ein digitaler Fluidregler mit einem bestimmten Regelbereich verwendet werden, der für die spezifische Anwendung eine ausreichende Genauigkeit zur Verfügung stellt, während der Durchflussratenbereich, der durch den digitalen Fluidregler zur Verfügung gestellt wird, durch den zusätzlich vorgesehenen Ventilabschnitt verschoben werden kann. Hierdurch kann mit einer geringen Anzahl von Ventilen ein Fluidsystem zur Verfügung gestellt werden, das den Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit und Dynamik gerecht wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Stellglied ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder. Ein Hydraulikzylinder lässt sich besonders vorteilhaft mit einem Fluidsystem ansteuern, insbesondere wenn ein inkompressibles Fluid verwendet wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der digitale Fluidregler aus drei oder mehr Ventilen gebildet, die jeweils einen Ablassventilabschnitt und einen Zufuhrventilabschnitt aufweisen. Diese Anordnung ermöglicht die Einstellung von vorbestimmten Durchflussraten sowohl für die Zufuhr als auch den Ablass des Fluids zu bzw. von dem Stellglied.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Ventile des digitalen Fluidreglers mit abgestuften Durchflussraten ausgeführt, die durch Drosselelemente am Ablassventilabschnitt und am Zufuhrventilabschnitt der Ventile mit einer vorbestimmten Drosselfunktion herbeigeführt werden. Hierdurch kann bewirkt werden, dass vorbestimmte Durchflussraten zur Zufuhr und zum Ablass des Fluids zu und von dem Stellglied verwirklich werden können.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die abgestuften Durchflussraten einer binären Reihe folgend eingerichtet. Eine binäre Reihe zur Auslegung der Durchflussraten bei digitalen Fluidreglern hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da hierdurch die ansteuerbaren Durchflussraten durch selektive Ansteuerung der Ventile besonders vorteilhaft sind.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die abgestuften Durchflussraten einer Fibonacci-Reihe folgend eingerichtet. Eine Fibonacci-Reihe ist besonders vorteilhaft zur Herbeiführung eines breiten Dynamikbereichs des digitalen Fluidreglers.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der in Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler vorgesehene Ventilabschnitt aus einem Ventil mit einem Zufuhrventilabschnitt und einem Ablassventilabschnitt mit einer vorbestimmten und durch ein zugeordnetes Drosselelement herbeigeführten Durchflussrate ausgebildet. Der in Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler vorgesehene Ventilabschnitt kann somit die Zufuhr und den Ablass zu bzw. von dem Stellglied mit einer vorbestimmten Durchflussrate zusätzlich zu der durch den digitalen Fluidregler zur Verfügung gestellten Durchflussrate herbeiführen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der in Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler vorgesehene Ventilabschnitt mit einer Durchflussrate eingerichtet, die höher als die höchste der Durchflussraten der Ventile des digitalen Fluidreglers eingerichtet ist. Eine solche Auslegung stellt ein Fluidsystem zur Verfügung, bei dem eine besonders genaue Einstellung der Durchflussraten in einem vorbestimmten Bereich möglich ist, jedoch ebenfalls eine deutlich höhere Durchflussrate durch den zusätzlichen Ventilabschnitt herbeigeführt werden kann, so dass die Anwendung des Fluidsystems verbessert wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der in Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler vorgesehene Ventilabschnitt aus mehreren Ventilen ausgebildet, die jeweils mit einer abgestuften Durchflussrate eingerichtet sind. Durch eine solche Anordnung wird ein Fluidsystem zur Verfügung gestellt, mit dem die Verschiebung des Durchflussratenbereichs, der durch den digitalen Fluidregler zur Verfügung gestellt wird, nicht nur in einem Schritt, sondern abgestuft verschoben werden kann. Hierdurch wird der Regelbereich des Gesamtsystems weitergehend optimiert.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die jeweiligen Durchflussraten der Ventile des in Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler vorgesehenen Ventilabschnitts höher als die höchste der Durchflussraten der Ventile des digitalen Fluidreglers eingerichtet. Hierdurch wird ein Fluidsystem zur Verfügung gestellt, welches zur Verwendung von möglichst wenigen Ventilen einen großen Regelbereich unter Berücksichtigung der notwendigen Durchflussraten herbeiführt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der mit dem in Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler vorgesehene Ventilabschnitt einen Durchflussratenbereich erzielen, der höher als der Durchflussratenbereich ist, der mit dem digitalen Fluidregler erzielbar ist. Hierdurch kann ein Fluidsystem zur Verfügung gestellt werden, bei welchem unter Verwendung einer möglichst geringen Anzahl von Ventilen ein großer Regelbereich ermöglicht wird, während nur die notwendigen Regelbereiche erzielbar sind.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt zwischen dem Durchflussratenbereich, der mit dem in Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler vorgesehenen Ventilabschnitt erzielbar ist, und dem Durchflussratenbereich, der mit dem digitalen Fluidregler erzielbar ist, ein Durchflussratenbereich, der auch mit einer Kombination des digitalen Fluidreglers und des mit dem in Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler vorgesehenen Ventilabschnitt vom Regelbereich ausgeschlossen ist. Durch eine solche Anordnung wird ein Fluidsystem zur Verfügung gestellt, bei welchem ein Durchflussratenbereich nicht ansteuerbar ist, der für die Steuerung des Stellglieds nicht erforderlich ist. Somit kann ein System zur Verfügung gestellt werden, das eine optimale Funktionalität aufweist und gleichzeitig eine geringstmögliche Anzahl von Ventilen benötigt.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere eine Papier-, Tissue- oder Kartonmaschine mindestens ein Stellglied auf, das mit einem Arbeitsfluid antreibbar ist, und ist ferner ein Fluidsystem vorgesehen, das aufgebaut ist, wie vorstehend diskutiert ist, mit dem das Stellglied der Maschine zur Auslenkung und/oder Positionierung eines Elements der Maschine verbunden ist. Das beschriebene Fluidsystem ist bei Anwendung auf eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn besonders vorteilhaft, da hier die optimierte Nutzung der Anzahl der Ventile unter Beibehaltung der Funktionalität besonders bedeutsam ist.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Berücksichtigung der Zeichnungen beschrieben.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fluidsystems gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Ausführungsbeispiel.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fluidsystems gemäß einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • 3 zeigt in einem Diagramm Durchflussratenbereiche, die mit der Abwandlung von 2 erzielbar sind.
  • Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Stellglied 1 mit dem Fluidsystem über eine Leitung 15 verbunden. In dem gezeigten Beispiel ist das Stellglied ein Hydraulikzylinder mit einseitiger Wirkung. Jedoch kann auch ein Stellglied mit doppelseitiger Wirkung oder ein anders wirkendes Stellglied verwendet werden, solange dieses durch ein Fluidsystem ansteuerbar ist.
  • Das Fluidsystem von 1 ist grundsätzlich in den Bereich des digitalen Fluidreglers 2 und den Bereich des Ventilabschnitts 6 unterteilt. Ferner ist ein Fluidversorgungssystem vorgesehen, das eine bspw. motorbetriebene Pumpe 11, einen Behälter 12 sowie eine Zufuhrleitung 13 sowie eine Ablassleitung 14 aufweist. Die Pumpe 11 saugt das Fluid aus dem Behälter 12 an und führt dieses über die Leitung 13 sowohl zu dem digitalen Fluidregler 2 als auch dem Ventilabschnitt 6 zu. Von dem digitalen Fluidregler 2 und dem Ventilabschnitt 6 abgegebenes Fluid wird über die Ablassleitung 14 zu dem Behälter 12 zurückgeführt.
  • Im Folgenden wird der digitalen Fluidregler 2 im Einzelnen beschrieben.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der digitale Fluidregler aus drei Ventilen 3, 4, 5. Jedes der Ventile 3, 4, 5 weist einen Ablassventilabschnitt 3a, 4a, 5a und einen Zufuhrventilabschnitt 3b, 4b, 5b auf. Der Ablassventilabschnitt und der Zufuhrventilabschnitt sind jeweils getrennt regelbar.
  • Die Eingänge der Zufuhrventilabschnitte 3b, 4b, 5b sind über Drosseln 7b, 8b, 9b mit der Zufuhrleitung 13 verbunden. Die Ausgänge der Ablassventilabschnitte 3a, 4a, 5a sind über Drosseln 7a, 8a, 9a mit der Ablassleitung 14 verbunden. Die Leitung 15, die mit dem Stellglied verbunden ist, ist mit jedem der Ausgänge der Zufuhrventilabschnitte 3b, 4b, 5b und den Eingängen von jedem der Ablassventilabschnitte 3a, 4a, 5a verbunden. Mit einer solchen Anordnung kann durch Öffnen von einem oder mehreren der Zufuhrventilabschnitte Fluid zu dem Stellglied 1 zugeführt werden. Ferner kann bei geschlossenen Zufuhrventilabschnitten durch Öffnen von einem oder mehren der Ablassventilabschnitte Fluid aus dem Stellglied 1 abgeführt und in den Behälter 12 zurückgeführt werden.
  • Die Drosselelemente dienen dazu, die Durchflussraten der einzelnen Ventile einzurichten. Dabei sind bei den einzelnen Ventilen 3, 4, 5 unterschiedliche Auslegungen durch unterschiedliche Drosselelemente verwirklicht. Beispielsweise können die Drosseln 7a und 7b des ersten Ventils 3 mit einer eingerichteten Durchflussrate von Q1 = 1 l/min eingerichtet werden, wohingegen die Durchflussrate der Drosselelemente 8a, 8b des zweiten Ventils 4 mit einer Durchflussrate von Q2 = 2 l/min ausgelegt wird, während die Drosselelemente 9a, 9b mit einer Durchflussrate von Q3 = 4 l/min für das dritte Ventil 5 ausgelegt werden. Diese Angaben sind lediglich beispielhafter Natur und sowohl eine binäre Auslegung der Durchflussraten als auch eine Fibonacci-Auslegung sowie eine PNM-Auslegung sind möglich. Zu beachten ist dabei, dass die Durchflussraten in Abhängigkeit des durch die Zufuhrleitung 13 zugeführten Fluids eingerichtet sind.
  • Zusätzlich zu dem digitalen Fluidregler 2 ist parallel verschaltet mit diesem der Ventilabschnitt 6 vorgesehen. Der Ventilabschnitt 6 weist einen Zufuhrventilabschnitt 6b und einen Ablassventilabschnitt 6a auf. Auch bei dem Ventilabschnitt 6 sind ein Drosselelement 10b am Eingang des Zufuhrventilabschnitts 6b und ein Drosselelement 10a am Ausgang des Ablassventilabschnitts 6a vorgesehen. Diese Drosselelemente 10a, 10b können bspw. mit einer deutlich höheren Durchflussrate als derjenigen der Ventile 3, 4, 5 des digitalen Fluidreglers 2 ausgelegt werden, bspw. mit Q4 = 60 l/min für einen bestimmten Druck an der Zufuhrleitung 13. Auch diese Angabe ist beispielhaft und dient lediglich der Erläuterung des Ausführungsbeispiels.
  • Die Funktion des beispielhaften Fluidsystems wird im Folgenden dargestellt.
  • Zur Zufuhr des Fluids zu dem Hydraulikzylinder 1 durch die Leitung 15 werden die Ablassventilabschnitte 3a, 4a, 5a des digitalen Fluidreglers 2 geschlossen gehalten. Die Zufuhrventilabschnitte 3b, 4b, 5b können selektiv angesteuert werden, um das Fluid, das von der Pumpe 11 zu den Zufuhrventilabschnitten 3b, 4b, 5b zugeführt wird, einzustellen. Bei der Öffnung des Zufuhrventilabschnitts 3b wird somit das Fluid mit einer Durchflussrate von Q1 = 1 l/min zugeführt, während bei Öffnung des zweiten Zufuhrventilabschnitts das Fluid mit einer Durchflussrate von Q2 = 2 l/min zugeführt wird, während die anderen Zufuhrventilabschnitte geschlossen sind. Wird der dritte Zufuhrventilabschnitt 5b geöffnet, wird das Fluid mit einer Durchflussrate von Q3 = 4 l/min zugeführt. Die Kombination der Ansteuerung der einzelnen Zufuhrventilabschnitte 3b, 4b, 5b führt somit zu einstellbaren Durchflussraten von Q(1, 2, 3) = 1 l/min, 2 l/min, 3 l/min, 4 l/min, 5 l/min, 6 l/min und 7 l/min.
  • Dieselben Einstellungen können an den Ablassventilabschnitten 3a, 4a, 5a vorgenommen werden, während die Zufuhrventilabschnitte 3b, 4b, 5b geschlossen bleiben. In diesem Fall wird das Fluid aus dem Hydraulikzylinder 1 durch die Leitung 15 durch die Ablassventilabschnitte und die zugehörigen Drosselelemente durch die Leitung 14 in den Behälter 12 zurückgeführt. Auch hierbei können dieselben Durchflussraten wie bei der Zufuhr des Fluids erzielt werden.
  • Für den Fall, dass eine deutlich erhöhte Durchflussrate erforderlich ist, kann der Zufuhrventilabschnitt 6b des Ventilabschnitts 6 geöffnet werden, so dass eine hohe Durchflussrate Q4 durch die Leitung 15 zur Auslenkung des Hydraulikzylinders 1 zur Verfügung gestellt wird. Diese Durchflussrate, die im angegebenen Beispiel Q4 = 60 l/min beträgt, kann durch die ansteuerbaren Durchflussraten des digitalen Fluidreglers 2 ergänzt werden. Somit ergeben sich für die Zufuhr des Fluids zu dem Hydraulikzylinder 1 die vorstehend angegebenen Durchflussraten von Q(1, 2, 3) = 1–7 l/min in einer Abstufung von 1 l/min zuzüglich der hohen Durchflussrate von Q4 = 60 l/min, die durch den Ventilabschnitt 6 zur Verfügung gestellt wird.
  • Im umgekehrten Fall kann die Auslenkung des Hydraulikzylinders 1 durch Ablassen des Fluids durch die Leitung 15 durch die Ablassventilabschnitte des digitalen Fluidreglers 2 und zusätzlich durch den Ablassventilabschnitt 6a des Ventilabschnitts 6 herbeigeführt werden. Auch hier können Durchflussraten in derselben Abstufung wie bei der Zufuhr des Fluids zu dem Hydraulikzylinder 1 erzielt werden.
  • Erfindungsgemäß wird somit der digitale Fluidregler 2 durch einen parallel mit diesem verschalteten Ventilabschnitt ergänzt, der den Regelbereich sinnvoll erweitert. Insbesondere ist bei diesem Fluidsystem die Möglichkeit gegeben, bei niedrigen Durchflussraten eine genaue Einstellung vorzunehmen, während jedoch eine schnelle Auslenkung möglich ist, falls dies erforderlich ist. Zusätzlich kann auch bei schneller Auslenkung eine genaue Einstellung mit Hilfe des digitalen Fluidreglers 2 in gewissen Grenzen vorgenommen werden.
  • Abwandlungen:
    Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei Ventile in dem digitalen Fluidregler vorgesehen. Jedoch ist die Anzahl nicht auf drei beschränkt, und können vier oder mehr Ventile verwendet werden, wobei insbesondere die Abstufung der Durchflussraten der entsprechenden Drosselelemente entsprechend einer primären Auslegung oder einer Fibonacci-Auslegung oder ähnlichem anpassbar ist. Ferner ist im oben beschrieben Ausführungsbeispiel davon ausgegangen worden, dass die Drosselelemente von Zufuhrventilabschnitt und Ablassventilabschnitt eines bestimmten Ventils, das in dem digitalen Fluidregler enthalten ist, gleich sind. Jedoch können die Drosselelemente für Zufuhr und Ablass eines spezifischen Ventils unterschiedlich ausgelegt werden, so dass für Zufuhr und Ablass des Fluids zu und von dem Hydraulikzylinder unterschiedliche Eigenschaften herbeigeführt werden können. Dieselbe Abwandlung gilt für die Drosselelemente, die in dem Ventilabschnitt 6 vorgesehen sind.
  • Eine Abwandlung des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
  • Gemäß der Abwandlung, die in 2 gezeigt ist, ist der Ventilabschnitt durch mehrere Ventile ausgebildet. Insbesondere ist der Ventilabschnitt 6 mit zwei Ventilabschnitten 61, 62 versehen, die jeweils einen Zufuhrventilabschnitt 61b, 62b und einen Ablassventilabschnitt 61a, 62a aufweisen. Bei einem solchen System können die Durchflussraten Q(1, 2, 3), die durch den digitalen Fluidregler herbeigeführt werden, in Stufen verschoben werden, so dass die Anwendungsmöglichkeiten und die Optimierung des Fluidsystems weitergehend verbessert wird. Hierzu sind Drosselelemente 10a, 20a an den Ablassventilabschnitten 61a, 62a des Ventilabschnitts 6 vorgesehen und Drosselelemente 10b, 20b an den Zufuhrventilabschnitten 61b, 62b des Ventilabschnitts 6 vorgesehen. Mit dem Ventilabschnitt 61 kann eine Durchflussrate von Q5 bereitgestellt werden und mit dem Ventilabschnitt 62 kann eine Durchflussrate von Q6 bereitgestellt werden, die vorzugweise größer als die Durchflussrate Q5 ist.
  • Für die in 2 dargestellte Abwandlung ergeben sich die in 3 gezeigten Durchflussratenbereiche, die im Folgenden erläutert werden.
  • In 3 ist die Durchflussrate in Abhängigkeit von dem Reglerzustand dargestellt, der in 2 gezeigt ist. Dabei ist die Durchflussrate in l/min in Abhängigkeit vom Druck p in der Zufuhrleitung 13 aufgetragen. Der Reglerzustand ist mit diskreten Punkten auf der horizontalen Achse dargestellt, wobei an jedem Punkt der digitale Fluidregler 2 und der Ventilabschnitt 6 in bekannter Weise mit ansteigenden Durchflussraten angesteuert werden. Ausgehend von diesen diskreten Reglerzuständen ergeben sich ebenso diskrete Durchflussraten an der mit dem Stellglied verbundenen Leitung 15, die in der Ansicht von 3 miteinander verbunden sind, um die Darstellung zu verdeutlichen.
  • Aus dieser Ansteuerung ergibt sich ein erster Bereich A1, in welchem der Ventilabschnitt 6 geschlossen ist, so dass der oben angegebene Durchflussratenbereich Q (1, 2, 3) des Fluidreglers 2 verfügbar ist. Durch Öffnen des Ventilabschnitts 61 kann die Durchflussrate auf den Wert von Q5 eingestellt werden. Hierzu kann der digitale Fluidregler 2 vollständig geschlossen bleiben.
  • Aufgrund der Tatsache, dass der Ventilabschnitt 6 mit zwei Ventilabschnitten 61, 62 ausgestattet ist, die jeweils unterschiedliche Durchflussraten, nämlich Q5 und Q6 zur Verfügung stellen, können mit entsprechender Ansteuerung der Ventilabschnitte 61, 62 drei unterschiedliche Durchflussraten zur Verfügung gestellt werden. Durch B1, B2 und B3 ist dieser Sachverhalt dargestellt. Zwischen den Durchflussraten B1 und B2 bzw. B2 und B3 sowie anschließend an den Bereich B3 liegen die Bereiche A2, A3 bzw. A4, bei denen die von den Ventilabschnitten 61, 62 zur Verfügung gestellten Durchflussraten mit Hilfe des digitalen Fluidreglers 2 eingestellt werden können.
  • Es ist anzumerken, dass die Darstellung von 3 auch auf das in 1 dargestellte System anwendbar ist, sofern nur die Bereiche A1 und A2 sowie der Wert B1 berücksichtigt werden.
  • Insgesamt ergibt sich durch die Kombination des digitalen Fluidreglers mit dem Ventilabschnitt 6 oder den Ventilabschnitten 61, 62 eine optimale Einstellbarkeit der Durchflussraten unter Berücksichtigung der Anforderungen für die spezifische Anwendung. Dabei können der digitale Fluidregler 2 und der Ventilabschnitt 6 bzw. die Ventilabschnitte 61, 62 so eingerichtet werden, dass nur diejenigen Durchflussratenbereiche ansteuerbar sind, die für den entsprechenden Anwendungsfall erforderlich sind. Somit ergibt sich insgesamt ein optimierter Durchflussratenbereich bei minimierter Anzahl von Ventilen und deutlich vereinfachter Ansteuerung des Gesamtsystems.
  • Das beschriebene Fluidsystem kann für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn insbesondere eine Papier-, Tissue- oder Kartonmaschine verwendet werden. Das Stellglied 1 kann bspw. zur Positionseinstellung von Walzen in einer solchen Maschine verwendet werden.
  • Obwohl im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Hydraulikzylinder 1 als Stellglied verwendet wird, kann auch ein anderes Fluid, wie z.B. Hydrauliköl, Luft, Wasser, unterschiedliche Gase oder Emulsionen von den vorigen Fluiden und dergleichen verwendet werden.

Claims (13)

  1. Fluidsystem für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere eine Papier-, Tissue- oder Kartonmaschine, mit mindestens einem Stellglied (1), das mit einem Arbeitsfluid antreibbar ist, mindestens einem digitalen Fluidregler (2), der dem Stellglied (1) zugeordnet ist und die Auslenkung und/oder Positionierung des Stellglieds (1) durch Ansteuerung von den digitalen Fluidregler (2) bildenden und mit abgestuften Durchflussraten ausgelegten Ventilen (3, 4, 5) bewirkt, wobei der digitale Fluidregler (2) einen vorbestimmten Durchflussratenbereich für die Auslenkung und/oder Positionierung des Stellglieds (1) bereitstellt, wobei in Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler (2) ein Ventilabschnitt (6) vorgesehen ist, der zum Verschieben des durch den digitalen Fluidregler (2) bereitgestellten Durchflussratenbereichs ansteuerbar ist.
  2. Fluidsystem nach Anspruch 1, wobei das Stellglied (1) ein Hydraulikzylinder ist.
  3. Fluidsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der digitale Fluidregler (2) aus drei oder mehr Ventilen (3, 4, 5) gebildet ist, die jeweils einen Ablassventilabschnitt (3a, 4a, 5a) und einen Zufuhrventilabschnitt (3b, 4b, 5b) aufweisen.
  4. Fluidsystem nach Anspruch 3, wobei die Ventile (3, 4, 5) des digitalen Fluidreglers (2) mit abgestuften Durchflussraten (Q1, Q2, Q3) ausgeführt sind, die durch Drosselelemente (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 8b) am Ablassventilabschnitt (3a, 4a, 5a) und am Zufuhrventilabschnitt (3b, 4b, 5b) der Ventile (3, 4, 5) mit einer vorbestimmten Drosselfunktion herbeigeführt werden.
  5. Fluidsystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei die abgestuften Durchflussraten (Q1, Q2, Q3) einer binären Reihe folgend eingerichtet sind.
  6. Fluidsystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei die abgestuften Durchflussraten (Q1, Q2, Q3) einer Fibonacci-Reihe folgend eingerichtet sind.
  7. Fluidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der in Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler (2) vorgesehene Ventilabschnitt (6) aus einem Ventil mit einem Zufuhrventilabschnitt (6a) und einem Ablassventilabschnitt (6b) mit einer vorbestimmten und durch ein zugeordnetes Drosselelement (10a, 10b) herbeigeführten Durchflussrate (Q4) ausgebildet ist.
  8. Fluidsystem nach Anspruch 7, wobei der in Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler (2) vorgesehene Ventilabschnitt (6) mit einer Durchflussrate (Q4) eingerichtet ist, die höher als die mit den Ventilen (3, 4, 5) des digitalen Fluidreglers (2) erzielbare Durchflussrate ist.
  9. Fluidsystem nach einem der Ansprüche 1–6, wobei der in Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler (2) vorgesehene Ventilabschnitt (6) aus mehreren Ventilen (61, 62) ausgebildet ist, die jeweils mit einer abgestuften Durchflussrate (Q5, Q6) eingerichtet sind.
  10. Fluidsystem nach Anspruch 9, wobei die jeweiligen Durchflussraten (Q5, Q6) der Ventile (61, 62) des in Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler (2) vorgesehenen Ventilabschnitts (6) höher als die höchste der mit den Ventilen (3, 4, 5) des digitalen Fluidreglers (2) erzielbare Durchflussrate ist.
  11. Fluidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mit dem in Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler (2) vorgesehene Ventilabschnitt (6) eine Durchflussrate erzielen kann, die höher als der Durchflussratenbereich ist, der allein mit dem digitalen Fluidregler (2) erzielbar ist.
  12. Fluidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen einer Durchflussrate (B1), die mit dem in Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler (2) vorgesehenen Ventilabschnitt (6) erzielbar ist, und einem Durchflussratenbereich (A1), der mit dem digitalen Fluidregler (2) erzielbar ist, zumindest ein Durchflussratenbereich liegt, der auch mit einer Kombination des digitalen Fluidreglers (2) und des mit dem in Parallelverschaltung mit dem digitalen Fluidregler (2) vorgesehenen Ventilabschnitts (6) vom Regelbereich ausgeschlossen ist.
  13. Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere eine Papier-, Tissue- oder Kartonmaschine, mit mindestens einem Stellglied (1), das mit einem Arbeitsfluid antreibbar ist, und einem Fluidsystem nach einem der Ansprüche 1–12, mit dem das Stellglied (1) der Maschine zur Auslenkung und/oder Positionierung eines Elements der Maschine verbunden ist.
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