DE3037025A1

DE3037025A1 - Verfahren und anordnung zur regelung einer stoffzufuhr durch wiegen einer folge aehnlicher portionen

Info

Publication number: DE3037025A1
Application number: DE19803037025
Authority: DE
Inventors: David Balderstone Blackburn Lancashire Brunnschweiler; Barrie Sandbach Cheshire Sedgely
Original assignee: Cosmopolitan Textile Co Ltd
Current assignee: Cosmopolitan Textile Co Ltd
Priority date: 1979-10-18
Filing date: 1980-10-01
Publication date: 1981-04-30
Also published as: CH644702A5; IT8025405A0; IT1133692B; FR2468109B1; DE3037025C2; USRE32058E; FR2468109A1; US4366872A; USRE32058F1; GB2060947B; GB2060947A

Description

156/1

COSMOPOLITAN TEXTILE Co. Ltd.

"Verfahren und Anordnung zur Regelung einer Stoffzufuhr durch Wiegen einer Folge ähnlicher Portionen".

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Stoffzufuhr durch Wiegen einer Folge ähnlicher Portionen des Stoffs an einer Stelle des Zufuhrweges, wobei der Stoff auf eine Waagschale gefördert, die Förderung bei Erreichen eines vorgegebenen Gewichts unterbrochen und die Waagschale für den nächsten Wiegevorgang entleert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei allen Arten von teilchenförmigen oder fließfähigen Stoffen anwendbar, bei denen auch mit den bisherigen Wiege- und Dosierverfahren Probleme auftraten. Mit besonderem Vorteil kann der Erfindungsgegenstand jedoch im Zusammenhang mit der Einspeisung von Fasern in eine Karde bei der Herstellung von gesponnenem Garn oder von stichgebundenem Faservliesmaterial eingesetzt werden.

Im Zusammenhang mit derartigen Verfahren werden Fasern auf eine Waagschale geschüttet, wobei die Förderung

130$t8/0662

156/1 -5-

unterbrochen wird, sobald das angezeigte Gewicht einen bestimmten Wert erreicht. Die Fasern werden alsdann von der beladenen Waagschale abgeworfen oder geschoben, worauf der nächste Beladungsvorgang beginnt.

5 Obwohl ziemlich empfindliche Waagschalen entwickelt worden sind, bleibt der Prozeß des Abwiegens weniger als zufriedenstellend in Folge der Regulierung der Stoffzufuhr. Einerseits kann sich das Tara-Gewicht der Waagschale dadurch verändern, daß Fasern von der Waagschale zufällig eingefangen und durch eine Anzahl aufeinanderfolgender Wiegevorgänge geschleppt werden. Darüberhinaus besteht eine Zeitverzögerung zwischen dem Augenblick, in dem das Gewicht auf der Waagschale einen vorgegebenen Wert erreicht hat, und dem Augenblick, in dem eine Gewichtszunahme tatsächlich aufhört. All dies führt zu einer "Überfüllmenge" von nicht vorhersagbarer Größe, die sich in einem über- oder Unterschuß des betreffenden Stoffs im Vergleich zu dem vorgegebenen Sollwert äußert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren dahingehend zu verbessern, daß die Regelung der Stoffzufuhr präziser wird.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß man die Waagschale während des Betriebes in zeitlichen Abständen tariert, d.h. das Tara-Gewicht der Waagschale auf Null abgleicht, und daß man die Förderung des Stoffs bei jedem Wiegevorgang in Abhängigkeit von der gewogenen Menge (Portion) bei mindestens einem vorangegangenen Wiege-

-6-

156/1

Vorgang regelt.

In besonders vorteilhafter Weise wird die Waagschale nach jeder Entleerung tariert.

Die Stoffzufuhr bei jedem Wiegevorgang kann dadurch geregelt werden, daß man entweder die vorgegebene Stoffmenge oder den Zeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden Wiegevorgängen bestimmt, oder daß man diese beiden Maßnahmen miteinander kombiniert.

Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung zur Durchführung des eingangs beschriebenen Verfahrens, bestehend aus einer Fördervorrichtung mit einer Unterbrechungseinrichtung, einer Wiegeeinrichtung mit Waagschale und Gewichtsmeßeinrichtungen, aus einer Entleerungseinrichtung sowie aus einer Regeleinrichtung, die bei Erreichen eines SoIlwerts für eine jede Portion die Unterbrechungseinrichtung und nachfolgend die Entleerungseinrichtung betätigt. Eine solche Anordnung ist gemäß der weiteren Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung einen Mikroprozessor aufweist, der in zeitlichen Abständen das Gewicht der Waagschale einschließlich ggf. anhaftenden Stoffs auf Null abgleicht (=tariert), und der die Fördermenge des Stoffs bei jedem Wiegevorgang in Abhängigkeit von der bei mindestens einem vorangegangenen Wiegevorgang gewogenen Menge (Portion) beeinflußt.

Der Mikroprozessor kann in einfacher Weise mit den vorhandenen Einrichtungen der Waagschale verbunden werden, so daß diese im Hinblick auf die Lösung der gestellten Aufgabe verwendet werden. Die Waagschale betätigt bereits

-7-

130018/0662

156/1
-7-

die Unterbrechungseinrichtung für die Stoffzufuhr zu ihr selbst, und die einfachste Ausführung besteht in der Zwischenschaltung des Mikroprozessors zwischen der Waagschale und der Unterbrechungseinrichtung. Das Tarieren ist dann einfach ein erneuter Nullabgleich, so daß das Unterbrechungsignal dann erzeugt wird, wenn eine vorgegebene Gewichtszunahme erreicht wird, und nicht wenn ein vorgegebenes Gesamtgewicht erreicht wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus dem übrigen Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der einzigen Figur näher erläutert, die eine schematische Darstellung der gesamten Anordnung zeigt :

Die Figur zeigt eine Fördervorrichtung 11 in Form einer Fasertransportleitung mit einer Unterbrechungseinrichtung 12. Die Unterbrechungseinrichtung 12 ist als ein Ventil ausgebildet, welches geöffnet und geschlossen werden kann, um die Zufuhr an Fasern zu einer Waagschale 13 zu beeinflusen. Die Waagschale 13 besitzt Gewichtsmeßeinrichtungen 14 in Form zweier Gewichtsmeßzellen, wobei jedoch in Übereinstimmung mit herkömmlichen Gepflogenheiten jede Anzahl von Gewichtsmeßzellen, gewöhnlich bis zu 4, eingesetzt werden kann. Die Gewichtsmeßeinrichtungen 14 sind mit einem Mikroprozessor 15 verbunden, der in einer Weise programmiert ist, daß er den Betriebsablauf in der nachfolgend näher beschriebenen Weise regelt.

Die Entleerung der Fasemaus der Waagschale 13 nach jede Wiegevorgang wird durch eine hydraulische oder pneumatische

-8-

130018/0662

156/1 -8-

Entleerungsvorrichtung 16 bewirkt, welche die Waagschale 13, die nach Art von Muschelschalen ausgebildet ist, öffnet und deren Inhalt auf ein Förderband 17 abwirft, welches diesen an eine Stelle transportiert, an der die Fasern ihrer Verwendung zugeführt werden.

Im Betrieb verhält sich das System ähnlich wie die herkömmlichen Systeme, bei denen ein Signal zum Schließen der Unterbrechungseinrichtung 12 gegeben wird, sobald das Fasergewicht in der Waagschale 13 einen vorgegebenen Wert, den Sollwert, erreicht. Obwohl keine weiteren Fasern durch die Unterbrechungseinrichtung 12 hindurchgehen, fallen Fasern, die die Unterbrechungseinrichtung bereits vor dem Schließvorgang passiert haben, auch noch auf die Waagschale, nachdem diese das vorgegebene Gewicht erreicht hat, und verursachen auf diese Weise eine Überschreitung des vorgegebenen Gewichts= Die in der Waagschale 13 enthaltenen Fasern werden nunmehr mittels der Entleerungseinrichtung 16 auf das Förderband 17 abgeworfen.

An dieser Stelle greift nunmehr der erfindungsgemäße Lösungsgedanke ein : dieser unterscheidet sich von dem herkömmlichen Regelverfahren in zwei wesentlichen Gesichtspunkten. Der erste Gesichtspunkt ist der, daß die Waagschale 13 zwischen aufeinanderfolgenden Wiegevorgängen tariert wird. Aufgrund ihrer Eigenschaften konnten Fasern zuvor von irgend welchen Haken oder Vorspröngen an der Waagschale eingefangen werden und sich dort über eine gewisse Zeitspanne aufbauen. Dadurch änderte sich das Tara-Gewicht der Waagschale 13 und dieses beeinflußte seinerseits wirksam die vorgegebene Gewichtsdifferenz, die erforderlich war, um die Unterbrechungseinrichtung zu betätigen.

-9-

130 018/0662

156/1

Fasern, die auf die beschriebene Weise eingefangen werden, haben bei der erfindungsgemäßen Lösung keinen Einfluß auf die vorgegebene Gewichtsdifferenz, da der Mikroprozessor 15 automatisch den Anfangspunkt vor jedem Wiegevorgang auf Null zurückstellt und danach die Unterbrechungseinrichtung 12 erst betätigt, wenn die vorgegebene Gewichtszunahme erreicht worden ist. Auf diese Weise wird die Waagschale tariert, ohne daß ihr Gewicht tatsächlich beobachtet wird.

Der andere Unterschied liegt darin, daß der M¹ -roprozessor automatisch die Gewichtszunahme, bei der die Unterbrechungseinrichtung geschlossen wird, in Verbindung damit neu festsetzt, was bei einem vorangegangenen Wiegevorgang oder bei mehreren vorangegangenen Wiegevorgänge, gemessen wurde,

Bei einem Ausführungsbeispiel arbeitet der Mikroprozessor wie folgt : falls das System eine Fördermenge von einem Kilogramm pro Minute vorschreibt, wird die Anordnung auf einen Betriebsablauf mit der Dauer von einer Minute eingestellt. Unter der Annahme, daß beim ersten Wiegevorgang eine überschießende Menge von 100 Gramm in die Waagschale gelangt, stellt der Mikroprozessor 15, das System soweit zurück, daß beim nachfolgenden Wieg-vorgang die Unterbrechungseinrichtung 12 geschlossen wird> nachdem nur 800 Gramm in die Waagschale gelangt sind. Unter der gleichen Annahme, daß wiederum eir^; überschießende Menge von 100 Gramm vorhanden ist, oel- uft sich die tatsächlich abgeworfene Menge auf 900 Gramm, wobei unterstellt wird, daß keine Fasern von der Waagschale eingefangen worden sind. Dieser Eingriff bringt die Gesamtmenge für zwei Entleerungen bzw. Abwürfe auf 2000 Gramm_s d.h. auf die vorgeschriebene Menge.

-10-

18/0

156/1

Falls der Mikroprozessor nunmehr das System in Übereinstimmung mit dem letzten vorangegangenen Entleerungsvorgang justiert, wird die Unterbrechungseinrichtung 12 geschlossen werden, nachdem 1000 Gramm hindurchgegangen sind, wobei man die gleiche überschießende Menge von 100 Gramm erwartet, so daß das Gesamtgewicht wiederum 1100 Gramm beträgt. Beim nachfolgenden Entleerungsvorgang wird der Mikroprozessor den Betätigungspunkt der Unterbrechungseinrichtung wiederum auf 800 Gramm zurückstellen, so daß sich eine Gesamtmenge von 900 Gramm ergibt und die Förderrate von 1000 Gramm/Minute ausgemittelt wird. Falls sich irgend eine Veränderung im Tara-Gewicht der Waagschale oder hinsichtlich der Größe der überschießenden Menge einstellt, werden diese selbstverständlich in der angegebenen Weise ausgeglichen.

Eine alternative Möglichkeit für einen Regeleingriff besteht darin, daß man die Unterbrechungseinrichtung 12 eine .fest vorgegebene Zeitspanne geöffnet läßt, um bei jedem Wiegevorgang angenähert gleichbleibende Fasermengen anzuliefern, daß man jedoch die Frequenz, mit der die Unterbrechungseinrichtung 12 geöffnet wird, in Abhängigkeit von den Abweichungen zwischen Soll- und Istwert regelt.

Die durch den Erfindungsgegenstand verbesserte Genauigkeit der Regelung ist von besonderem Vorteil bei der Mischung von Fasern.

Der verwendete Mikroprozessor kann aus im Handel erhältlichen Baugruppen zusammengesetzt und in der Weise programmiert werden, daß er besonderen Anforderungen im Zusammenhang

-11-130018/0662

156/1

mit dem bekannten Funktionsprinzipien der Mikroprozessor-Technologie genügt. Falls eine ausreichend große Kapazität vorgesehen wird, kann der gleiche Mikroprozessor die Leistung einer ganzen Anzahl von Waagschalen regeln, wobei eine optische Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist, welche die Systemeinsteliungen und den Betriebszustand an jeder einzelnen Waagschale anzeigt. Diese Einrichtung kann ausserdem die betreffende Leistung für die Zwecke der Aufzeichnung und der Inventur speichern=

Wie bereits weiter oben ausgeführt wurde, ist die Anwendung des Erfindungsgegenstandes nicht auf das Wiegen von Fasern für textile Anwendungszwecke beschränkt. Die Beschreibung anhand der Zeichnung geschieht auch viel mehr zum Zwecke der Erläuterung des Funktionsprinzips als zum Zwecke der Beschreibung eines speziellen AusführungsbeispielSo Wenn im Zusammenhang mit der zeichnerischen Darstellung von einem "Ventil" die Rede ist, so steht dieserAusdruck für jede Unterbrechungseinrichtung, die im Hinblick auf eine Stoffzufuhr oder einen Stoffeinlaß geregelt werden kann. Im Falle von textlien Fasern ist das Ventil 12 üb 1 icherweise ein mit Nadeln versehenes Gitter₅ welches in Bewegung gesetzt wird, um Fasern zu transportieren, und welches stillgesetzt wird, wenn der Fasertransport unterbrochen werden soll.

Eine oder mehrere Warneinrichtungen können in das System einbezogen werden, um ein Warnsignal abzugeben, wenn beispielsweise ein Über- oder Unterschuß der Menge auftritt, der ausserhalb vorgegebener Grenzen liegt, oder wenn eine Betriebsstörung des Systems vorliegt.

IS/

Claims

RODGAU-3, den 22.September 1980 Akte: 156/1

Pat e ntansprüche:

Verfahren zur Regelung einer Stoffzufuhr durch Wiegen einer Folge ähnlicher Portionen des Stoffs an einer Stelle des Zufuhrweges, wobei der Stoff auf eine Waagschale gefördert, die Förderung bei Erreichen eines vorgegebenen Gewichts unterbrochen und die Waagschale für den nächsten Wiegevorgang entleert wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Waagschale während des Betriebes in zeitlichen Abständen tariert und daß man die Förderung des Stoffs bei jedem Wiegevorgang in Abhängigkeit von der gewogenen Menge (Portion) bei mindestens einem vorangegangenen Wiegevorgang regelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Waagschale nach jeder Entleerung tariert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fördermenge des Stoffs bei einem Wiegevorgang in Abhängigkeit von einem Unteroder Überschuß des Stoffs bei mindestens einem vorangegangenen Wiegevorgang vorgibt.

130018/0682

ORIGINAL INSPECTED

156/1

303702
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Fördermenge eines jeden Wiegevorganges durch die Differenz zwischen den durchschnittlichen Soll- und Istwerten vorangegangener Wiegevorgänge bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Wiegevorgängen durch den Unter- oder Überschuß an Stoff bei mindestens einem vorangegangenen Wiegevorgang bestimmt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Wiegevorgängen durch die Differenz zwischen den Soll- und Istwerten der gesamten Fördermenge pro Zeiteinheit bestimmt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem bei einem ersten Wiegevorgang ein Unter- oder Überschuß gegenüber einem Sollwert festgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man bei dem zweiten Wiegevorgang den Sollwert um das Doppelte in der Weise verstellt, daß die Summe der Mengen aus dem ersten und zweiten Wiegevorgang der Summe der vorgegebenen Mengen aus zwei Wiegevorgängen entspricht.

130018/0662
8. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bestehend aus einer Fördervorrichtung mit einer Unterbrechungseinrichtung, einer Wiegeeinrichtung mit Waagschale und Gewichtsmeßeinrichtungen, aus einer Entleerungseinrichtung sowie aus einer Regeleinrichtung, die bei Erreichen eines Sollwertes für eine jede Portion die Unterbrechungseinrichtung und nachfolgend die Entleerungseinrichtung betätigt, dadurch gekenn zeichnet, daß die Regeleinrichtung einen Mikroprozessor (15) aufweist, der in zeitlichen Abständen das Gewicht der Waagschale (13) einschließlich ggf. anhaftenden Stoffs auf Null abgleicht (=tariert), und der die Fördermenge des Stoffs bei jedem Wiege-Vorgang in Abhängigkeit von der bei mindestens einem vorangegangenen Wiegevorgang gewogenen Menge (Portion) beeinflußt.
9. Anordnung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch, eine solche Auslegung des Mikroprozessors (15), daß dieser den Nullabgleich der Waagschale (13) nach jedem Wiegevorgang ausführt, und daß er den Sollwert für die Fördermenge des Stoffs bei jedem Wiegevorgang in Abhängigkeit von einem Unter- oder Überschuß des Stoffs bei mindestens einem vorangegangenen Wiegevorgang beeinflußt.

-4-

130018/066 2