ANORDNUNG ZUR REGELUNG DER POSITION EINER WALZE ODER DES SPALTDRUCKS EINES WALZENSPALTS EINER FASERSTOFFBAHNMASCHINE

Beschreibung

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Regelung der Position einer Walze oder des Spaltdrucks eines zwischen zwei Walzen ausgebildeten Walzenspalts in einer Maschine zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere in einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, und insbesondere auf eine Anordnung, bei der ein Digitalventil als Schaltventil zwischen einem fluiddruckgetriebenen Aktuator und einem Digitalventil-Regler vorgesehen ist, der den Aktuator steuert. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Steuerungsverfahren sowie auf ein Diagnose- und Wartungsverfahren für eine derartige Anordnung.

STAND DER TECHNIK

[0002] Ein aus Digitalventilen bestehender Regler, der einen Hydraulikstellzylinder durch Verändern eines Hydraulikfluiddrucks oder eines Hydraulikfluiddurchflusses steuert, um eine Position einer Walze eines einen Walzenspalt ausbildenden Walzenpaars sowie einen Walzendruck in dem Walzenspalt einzustellen, ist beispielsweise aus der WO-A-2004/044316 bekannt.

[0003] Der Begriff "Digitalventil" steht für ein Ventil, das zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zuständen direkt von dem ersten Zustand, beispielsweise dem vollständig geöffneten Zustand, in den zweiten Zustand, beispielsweise den vollständig geschlossenen Zustand, und zurück verfahren werden kann. Wenn das Digitalventil vollständig geöffnet ist, wird es von dem gesamten Volumendurchsatz des von diesem Ventil zugelassenen Fluidstroms durchflossen. Im vollständig geschlossenen Zustand hingegen durchfließt das Ventil kein Fluidstrom. Ein derartiges Digitalventil wird daher auch als An-Aus-Ventil oder An-Aus-Digitalventil bezeichnet.

[0004] Ein Digitalventilmodul, das aus derartigen An-Aus-Digitalventilen aufgebaut ist, kann daher N²-Durchflusszustände aufweisen, wobei N die Anzahl von Digitalventilen in dem Digitalventilmodul ist. Ein Digitalventilmodul eines oben beschriebenen Reglers, das zwölf Digitalventile mit jeweils unterschiedlichen Volumendurchsätzen aufweist, erzielt daher eine maximale Regelungsauflösung von 2¹² unterschiedlichen Volumendurchsätzen, also 4096 unterschiedliche Volumendurchsätze. Dadurch wird eine gute Annäherung an die kontinuierliche Einstellung des Volumendurchsatzes von bekannten Servo- oder Proportionalventilen erreicht. Da die in einem einzelnen Digitalventilmodul enthaltenen Digitalventile nur zwei Zustände (offen oder geschlossen) aufweisen, arbeiten diese im Vergleich zu bekannten Servo- oder Proportionalventilen überaus schnell. Es sind auch Digitalventile bekannt, die mehr als zwei Zustände aufweisen, beispielsweise ein Digitalventil mit drei Stellungen, wobei das Ventil in der ersten Stellung den Durchfluss in eine Richtung zulässt, in der zweiten Stellung den Durchfluss in eine andere Richtung zulässt, und in der dritten Stellung keinen Durchfluss zulässt bzw. den Durchfluss unterbindet (Aus-Zustand).

[0005] Die in dem Regler der WO-A-2004/044316 verwendeten Digitalventile sind in einem oder mehreren Digitalventilpaketen bzw. Digitalventilmodulen angeordnet und ermöglichen eine exakte Steuerung der mit der Kolbenstange des Hydraulikzylinders verbundenen Walze, indem der zu den Hydraulikkammern des Hydraulikzylinders geleitete Fluiddruck oder Fluiddurchfluss digital, also schrittweise durch Öffnen einer gewünschten Anzahl von Digitalventilen exakt gesteuert werden kann. Die Digitalventile in dem Regler weisen durch verschieden große Durchlassöffnungen der einzelnen Digitalventile jeweils verschiedene Durchsatzvermögen auf. Durch unterschiedliche Kombinationen der Digitalventile mit den unterschiedlich großen Durchlassöffnungen können folglich unterschiedliche Fluiddurchflussvolumina zu dem Hydraulikzylinder mit einer breiten Auflösung, d.h. mit einer großen Anzahl an verschiedenen möglichen Durchsatzvolumina geleitet werden.

[0006] Der Druck des Hydraulikfluids in dem Hydraulikzylinder wird also durch das Öffnen eines oder mehrerer geeigneter Digitalventile geregelt, wobei der durch die Ventile hindurchtretende Fluiddurchsatz in der Regel jedes Mal verdoppelt wird, wenn er von einem Digitalventil zu dem nächstgrößeren Digitalventil übergeht. Anders gesagt beträgt der maximal mögliche Volumendurchsatz eines Digitalventils immer das Doppelte des maximal möglichen Volumendurchsatzes des vorhergehend geschalteten Digitalventils. Wenn die zu erreichenden Walzenspaltdrücke bekannt sind, können alle im Betrieb auftretenden Walzenspaltdrücke durch eine im Vorfeld festgelegte, geeignete Anzahl von Digitalventilen in einem Digitalventilmodul entsprechend eingestellt werden.

[0007] Unter den An-Aus-Digitalventilen sind unter anderem zwei verschiedene Arten allgemein bekannt, und zwar die normal geschlossenen Digitalventile, die in schematischen Zeichnungen in der Regel mit NC (vom englischen Begriff "normally closed") gekennzeichnet sind, und die normal offenen Digitalventile, die in der Regel mit NO (vom englischen Begriff "normally open")gekennzeichnet sind. Die normal geschlossenen Digitalventile sind Ventile, die in einem unbetätigten Zustand, z.B. in einem Zustand, in dem bspw. kein Strom zu einem Schaltelektromagneten zugeführt wird, durch eine Feder oder dergleichen in eine geschlossene Stellung (Aus-Stellung) gedrängt werden. Normal offene Digitalventile hingegen sind Ventile, die in einem unbetätigten Zustand, z.B. in einem Zustand, in dem bspw. kein Strom zu einem Schaltelektromagneten zugeführt wird, durch eine Feder oder dergleichen in eine offene Stellung (An-Stellung) gedrängt werden.

[0008] Wesentliche Vorteile von Digitalventilen im Vergleich zu herkömmlicherweise eingesetzten Servo- oder Proportionalventilen sind unter anderem ein überaus schnelles Ansprechverhalten, der einfache Aufbau der Digitalventile und deren geringer Energieverbrauch, da kein ständiger Durchfluss von Hydraulikfluid durch die Ventile erforderlich ist.

[0009] Auf dem Gebiet der Faserbahnherstellung, insbesondere der Papier- oder Kartonherstellung hält die Verwendung von Digitalventilen in Druck- oder Durchflussreglern für Hydraulikvorrichtungen seit kurzer Zeit Einzug. Durch das Ersetzen von üblichen kontinuierlich verstellbaren Servo- oder Proportionalventilen in Papier-, Karton- oder Tissuemaschinen, und insbesondere bei der Verwendung von bekannten Digitalventilen bei Reglern für Hydraulikvorrichtungen in Papier-, Karton- oder Tissuemaschinen kommt es aber zu neuen Problemen.

[0010] Unter anderem ist es ein Problem von Digitalventilen, dass speziell bei Verwendung von elektrisch betätigten Digitalventilen ein Stromausfall oder eine Fehlfunktion des Reglers dazu führen kann, dass eine durch Digitalventile gesteuerte Hydraulikvorrichtung, die in einer Faserbahnmaschine beispielweise die Position einer Walze bestimmt, nicht mehr in eine Ausgangslage zurückgestellt werden kann. Ein Walzenspalt, der unter anderem durch diese Walze ausgebildet wird, kann also bei einem Stromausfall nicht mehr geöffnet werden. Beispielweise kann dann eine durch den Walzenspalt hindurchlaufende Faserbahn nicht mehr aus dem Walzenspalt entfernt werden.

[0011] Darüber hinaus müssen Digitalventile in einem Digitalventil-Regler regelmäßig anhand von Wartungsroutinen auf ihre fehlerfreie Funktion überprüft werden. Während dieser Wartungsroutinen, die üblicherweise während einem Betrieb der Faserbahnmaschine durchgeführt werden, muss die anzusteuernde Hydraulikvorrichtung also vollständig von dem Digitalventil-Regler getrennt werden, ohne die Funktion der Hydraulikvorrichtung zu beeinflussen.

[0012] Letztendlich ist es ein generelles Problem, dass jedes zu ersetzende Servo- oder Proportionalventil in einer Faserbahnmaschine durch eine Vielzahl von Digitalventilen ersetzt wird. Die Anzahl an benötigten Ventilen steigt demnach um ein Vielfaches, wodurch sich die statistische Fehleranfälligkeit der Hydraulikregelung in der Faserbahnmaschine unerwünschterweise erhöht.

[0013] Ferner ist eine Anordnung zur Regelung der Position einer Walze oder des Spaltdrucks eines zwischen zwei Walzen ausgebildeten Walzenspalts insbesondere in einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 aus der WO 2009/077650 A1 bekannt.

[0014] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Anordnung zur Regelung der Position einer Walze oder des Spaltdrucks eines Walzenspalts sowie ein Steuerungsverfahren als auch ein Diagnose- und Wartungsverfahren für die verbesserte Anordnung bereitzustellen, wodurch die vorhergehend genannten Probleme gelöst werden.

[0015] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Steuerungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 sowie ein Diagnose- und Wartungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

[0016] Eine erfindungsgemäße Anordnung zur Regelung der Position einer Walze oder des Spaltdrucks eines zwischen zwei Walzen ausgebildeten Walzenspalts, insbesondere für eine Fasermaschine wie z.B. eine Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, weist mindestens einen fluiddruckgetriebenen Aktuator zum Verändern der Walzenposition oder des Walzenspaltdrucks auf. Der Aktuator ist dabei ein Hydraulikzylinder, vorzugsweise ein Ölhydraulikzylinder, der direkt mit einer Walze der Papier-, Karton- oder Tissuemaschine verbunden sein kann, wobei die Kraft des Hydraulikzylinders und dadurch die Position der Walze bzw. ein Druck in einem Walzenspalt zu steuern ist, der unter anderem durch die Walze ausgebildet wird. Des Weiteren weist die erfindungsgemäße Anordnung mindestens einen Digitalventil-Regler auf, der vorzugsweise sowohl mit einer Fluidpumpe mit Druckspeicher als auch mit einem Fluidauffangbehälter (Tank oder Akkumulator) verbunden ist. Der Regler ist dabei mit dem mindestens einen fluiddruckgetriebenen Aktuator bzw. mit mehreren fluiddruckgetriebenen Aktuatoren verbunden und weist eine Vielzahl von Digitalventilen auf, die dazu dienen, einen in dem Aktuator wirkenden Fluiddruck durch Einstellen des durch die einzelnen Digitalventile hindurchtretenden Fluiddurchsatzes zu steuern.

[0017] Der Regler umfasst mindestens zwei Digitalventilmodule jeweils mit einer Vielzahl von Digitalventilen, wobei ein Digitalventilmodul mit einer stangenseitigen Hydraulikkammer des als Aktuator wirkenden Hydraulikzylinders und das andere Digitalventilmodul mit einer kolbenseitigen Hydraulikkammer des Hydraulikzylinders verbunden ist, so dass eine translatorische Verstellbewegung des Hydraulikzylinders durch eine gezielte Ansteuerung der stangenseitigen Hydraulikkammer und/oder der kolbenseitigen Hydraulikkammer erfolgt. Jedes Digitalventilmodul weist mehrere Digitalventile, weiter vorzugsweise zwölf Digitalventile auf, wobei der Regler je nach Bedarf auch mehr als zwei Digitalventilmodule mit jeweils mehr als zwölf Digitalventilen aufweisen kann.

[0018] Zudem weist die erfindungsgemäße Anordnung noch mindestens ein erstes digitales, normal offenes Abschaltventil auf, das jeweils zwischen Regler und Aktuator vorgesehen ist. Es ist auch eine Anordnung denkbar, bei der ein digitales Abschaltventil zwischen jedem Digitalventilmodul des Reglers und einer mit diesem Digitalventilmodul verbundenen Hydraulikkammer vorgesehen ist. Das mindestens eine erste digitale Abschaltventil kann ein hydraulisch gesteuertes/betätigtes Digitalventil sein, dessen Hydraulikzufuhr vorzugsweise durch ein Steuerventil gesteuert wird. Ein derartiges Steuerventil kann ein elektromagnetisch betätigbares, normal geschlossenes Digitalventil sein. Anstelle des elektromagnetisch betätigbaren Digitalventils kann aber auch jede andere Art von Steuerventil zur Anwendung kommen.

[0019] Weiter vorzugsweise ist ein normal geschlossenes Digitalventil zwischen den beiden Digitalventilmodulen des Reglers vorgesehen, das als digitales Verbindungsventil dient. Durch dieses Verbindungsventil kann eine Verbindung zwischen der Leitung, die von dem einen Digitalventilmodul zu der stangenseitigen Hydraulikkammer führt, und der Leitung hergestellt werden, die von dem anderen Digitalventilmodul zu der kolbenseitigen Hydraulikkammer führt. Durch einen derartigen Aufbau kann beim Schließen aller Digitalventile beider Digitalventilmodule und Öffnen des Verbindungsventils eine direkte Verbindung zwischen der kolbenseitigen Hydraulikkammer und der stangenseitigen Hydraulikkammer des Hydraulikzylinders hergestellt werden, so dass ein Hydraulikdruck der Hydraulikkammern ohne eine externe Hydraulikfluidzufuhr bzw. -abfuhr lediglich anhand der bereits in den Kammern vorliegenden unterschiedlichen Hydraulikdrücke eingestellt werden kann.

[0020] Die erfindungsgemäße Anordnung hat des Weiteren vorzugsweise mindestens ein zweites digitales Abschaltventil, das parallel zu jedem ersten digitalen Abschaltventil vorgesehen ist. Das zweite digitale Abschaltventil ist vorzugsweise ein normal geschlossenes Digitalventil. Durch diese Anordnung kann eine Parallelschaltung eines normal geschlossenen Digitalventils und eines normal offenen Digitalventils zum Einsatz kommen, die zwischen dem Regler bzw. einem Digitalventilmodul des Reglers und dem Hydraulikzylinder bzw. einer jeden Hydraulikkammer des Hydraulikzylinders angeordnet ist.

[0021] Prinzipiell können bei der erfindungsgemäßen Anordnung anstelle eines Hydraulikzylinders, wie er in der vorhergehend beschriebenen Anordnung beispielhaft vorgesehen ist, auch zwei oder mehrere parallel angeordnete Hydraulikzylinder mit dem Regler verbunden sein, an die das vorhergehend beschriebene System angepasst ist. Demnach kann beispielsweise ein erstes digitales Abschaltventil zwischen jedem Digitalventilmodul des Reglers und jeder Hydraulikkammer vorgesehen sein, und/oder ein oder mehrere vorhergehend beschriebene Verbindungsventile können die Leitungen zu den durch die weiteren Hydraulikzylinder bereitgestellten Hydraulikkammern miteinander verbinden.

[0022] Weiterhin vorzugsweise ist ein Drucksensor und/oder ein Durchflusssensor oder dergleichen jeweils zwischen dem mindestens einen ersten Abschaltventil und dem mindestens einen Hydraulikzylinder bzw. einer Hydraulikkammer des Hydraulikzylinders angeordnet, wodurch eine Regelung des Hydraulikdrucks in dem Zylinder ermöglicht wird.

[0023] Des Weiteren ist es vorzuziehen, dass der Regler, d.h. mindestens eines der Digitalventilmodule oder auch jedes Digitalventilmodul des Reglers mindestens ein normal offenes Digitalventil aufweist, das als Sicherheitsventil dienen kann. Mit einem derartigen Sicherheitsventil wird ein evtl. nötiges Ablassen von Fluid durch den Regler hindurch bei einem Stromausfall, einer Fehlfunktion des Reglers oder dergleichen sichergestellt. Dadurch werden bis dato dafür verwendete Notstromeinrichtungen oder dergleichen überflüssig.

[0024] Mit der erfindungsgemäßen Anordnung, wie sie vorhergehend beschrieben ist, lassen sich unter anderem verschiedene Steuerungs- und Diagnoseverfahren des Reglers verwirklichen. Ein erstes erfindungsgemäßes Steuerungsverfahren für eine erfindungsgemäße Anordnung zur Regelung der Position einer Walze oder des Spaltdrucks eines zwischen zwei Walzen ausgebildeten Walzenspalts, insbesondere in einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, weist dabei die folgenden Schritte auf:

• Öffnen einer bestimmten Anzahl von Digitalventilen eines Digitalventilmoduls des Digitalventil-Reglers, wobei sich die Anzahl der offenen Digitalventile nach dem gewünschten Fluiddurchfluss richtet;
• Öffnen des mindestens einen ersten digitalen Abschaltventils, das zwischen dem einen teilweise oder vollständig geöffneten Digitalventilmodul und einer durch dieses Digitalventilmodul anzusteuernden Hydraulikkammer eines anzusteuernden ersten Hydraulikzylinders vorgesehen ist, wobei die anzusteuernde Hydraulikkammer durch das Öffnen des gewünschten Abschaltventils festgelegt wird;
• Zuführen von Hydraulikfluid zu der anzusteuernden Hydraulikkammer, bis ein gewünschter Hydraulikdruck in der anzusteuernden Hydraulikkammer erreicht ist, wodurch die Kolbenstange des Hydraulikzylinders bewegt wird und die translatorische Lage einer damit verbundenen Walze beispielsweise im Zuge einer Positionsveränderung der Walze verändert wird; und
• Schließen des Abschaltventils, so dass ein der anzusteuernden Hydraulikkammer zugeführter Hydraulikdruck und dadurch eine Position der Kolbenstange und damit der anzusteuernden Walze beibehalten wird.

[0025] Mit einem derartigen Steuerungsverfahren ist es möglich, anhand von Digitalventilen eine schnelle, gezielte Ansteuerung eines Hydraulikzylinders zu erreichen, wobei ein einmal eingestellter Druck in einer Hydraulikkammer des Hydraulikzylinders durch Schließen des der Hydraulikkammer vorgelagerten Abschaltventils beibehalten werden kann, ohne dass weitere Digitalventile dauerhaft angesteuert werden müssen. Diese Art der Ansteuerung ist daher energiesparend und kostengünstig.

[0026] Bei dem ersten erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren kann vorzugsweise ein weiterer Hydraulikzylinder parallel zu dem ersten Hydraulikzylinder mit dem Regler verbunden sein. Bei einer derartigen parallelen Anordnung sind eine stangenseitige Hydraulikkammer des ersten Hydraulikzylinders und eine stangenseitige Hydraulikkammer des weiteren Hydraulikzylinders mit demselben Digitalventilmodul des Reglers verbunden, und eine kolbenseitige Hydraulikkammer des ersten Hydraulikzylinders und eine kolbenseitige Hydraulikkammer des weiteren Hydraulikzylinders sind mit demselben Digitalventilmodul des Reglers verbunden. Weiterhin ist eine Anordnung, bei der eine stangenseitige Hydraulikkammer des ersten Hydraulikzylinders und eine kolbenseitige Hydraulikkammer des weiteren Hydraulikzylinders mit demselben Digitalventilmodul des Reglers verbunden sind, also eine Überkreuz-Anordnung als Alternative ebenso denkbar.

[0027] Bei dem ersten erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren umfasst ferner vorzugsweise der Schritt des Öffnens mindestens eines ersten Abschaltventils ein Öffnen eines weiteren ersten digitalen Abschaltventils, das zwischen dem einen Digitalventilmodul und einer parallel angeschlossenen Hydraulikkammer des weiteren Hydraulikzylinders angeordnet ist. Das bedeutet, dass bei dem Schritt des Öffnens mindestens eines ersten Abschaltventils die Leitungen zwischen den parallel mit dem Digitalventilmodul verbundenen Hydraulikkammern des ersten und des weiteren Hydraulikzylinders und dem entsprechenden Digitalventilmodul geöffnet werden.

[0028] Weiterhin umfasst bei dem ersten erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren der Schritt des Zuführens von Hydraulikfluid zu der anzusteuernden Hydraulikkammer vorzugsweise ein paralleles Zuführen von Hydraulikfluid zu der parallel angeschlossenen Hydraulikkammer, so dass zu den parallel angeordneten Hydraulikkammern zeitgleich ein Hydraulikfluid durch den mit dem Digitalventil-Regler verbundenen Druckspeicher, bspw. die Pumpe, zugeführt wird. Dabei umfasst weiter vorzugsweise der Schritt des Schließens des Abschaltventils vorzugsweise ein Schließen aller in der Anordnung vorhandenen Abschaltventile, so dass ein allen anzusteuernden Hydraulikkammern zugeführter Hydraulikdruck beibehalten werden kann, ohne Druckverluste hinzunehmen. Dadurch ist es möglich, mehrere Hydraulikzylinder durch ein und dasselbe Digitalventilmodul anzusteuern und einen gewünschten Hydraulikdruck in den angesteuerten Hydraulikkammern der Hydraulikzylinder zu erzeugen, der durch Schließen der Abschaltventile beibehalten wird, ohne einen weiteren Fluiddurchfluss durch die Ventile zu benötigen. Das bedeutet dass eine Ansteuerung der Hydraulikzylinder anhand der wie vorhergehend beschrieben angeordneten Digitalventile durch ein energiesparendes und damit kostengünstiges Verfahren erzielt werden kann.

[0029] Ein weiteres vorteilhaftes Steuerungsverfahren bezieht sich auf eine erfindungsgemäße Anordnung zur Regelung der Position einer Walze oder des Spaltdrucks eines zwischen zwei Walzen ausgebildeten Walzenspalts, insbesondere in einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, wobei die Anordnung ferner ein normal geschlossenes, digitales Verbindungsventil aufweist, das eine Leitung zwischen einem Digitalventilmodul der beiden Digitalventilmodule und der stangenseitigen Hydraulikkammer des ersten Hydraulikzylinders mit einer Leitung zwischen dem anderen Digitalventilmodul der beiden Digitalventilmodule und der kolbenseitigen Hydraulikkammer des Hydraulikzylinders verbindet. Zusätzlich zu dem ersten Steuerungsverfahren weist dieses Verfahren ferner die folgenden Schritte auf:

• Schließen aller Digitalventile eines Digitalventil-Reglers, der zwei Digitalventilmodule umfasst;
• Öffnen des digitalen Verbindungsventils, das die Leitung, die von einem Digitalventilmodul des Digitalventil-Reglers zu der Hydraulikkammer des ersten Hydraulikzylinders führt, mit der Leitung verbindet, die von dem anderen Digitalventilmodul des Reglers zu der anderen Hydraulikkammer des Hydraulikzylinders führt; und
• Öffnen mindestens eines ersten digitalen Abschaltventils, wobei jeweils ein Abschaltventil zwischen dem einen Digitalventilmodul und der einen Hydraulikkammer und zwischen dem anderen Digitalventilmodul und der anderen Hydraulikkammer vorgesehen ist.

[0030] Bei dem weiteren Steuerungsverfahren wird durch den Schritt des Öffnens des mindestens einen ersten digitalen Abschaltventils ein Hydraulikdruck direkt zwischen den Hydraulikkammern des Hydraulikzylinders übertragen bzw. ausgetauscht, ohne auf einen externen Druckspeicher angewiesen zu sein, der den erforderlichen Fluiddruck liefert. Dadurch kann eine noch schnellere Ansteuerung einer Hydraulikkammer anhand eines bereits vorhandenen Hydraulikdrucks der anderen Hydraulikkammer erzielt werden, ohne dass der Regler entsprechend angesteuert werden muss. Zudem kann durch dieses Steuerungsverfahren ein Druck anhand eines einzelnen Digitalventils im Vergleich zu einer Vielzahl von Digitalventilen in dem Regler gesteuert werden, wodurch eine energiesparende Drucksteuerung verwirklicht wird.

[0031] Bei dem weiteren Steuerungsverfahren ist vorzugsweise ein weiterer Hydraulikzylinder parallel zu dem ersten Hydraulikzylinder mit dem Regler verbunden, ähnlich dazu, wie es bereits bei dem ersten erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren beschrieben ist.

[0032] Weiterhin umfasst der Schritt des Öffnens mindestens eines ersten digitalen Abschaltventils vorzugsweise ein Öffnen mindestens eines weiteren ersten digitalen Abschaltventils, das jeweils zwischen dem einen Digitalventilmodul und der einen Hydraulikkammer des weiteren Hydraulikzylinders und zwischen dem anderen Digitalventilmodul und der anderen Hydraulikkammer vorgesehen ist, so dass Hydraulikdruck zwischen den Hydraulikkammern der Hydraulikzylinder untereinander ausgetauscht bzw. übertragen werden kann.

[0033] Bei dem vorhergehend beschriebenen ersten und vorteilhaften zweiten erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren ist weiter vorzugsweise ein zweites digitales Abschaltventil parallel zu dem ersten digitalen Abschaltventil angeordnet, und der Schritt des Öffnens mindestens eines digitalen Abschaltventils umfasst vorzugsweise ein Öffnen des ersten digitalen Abschaltventils und des zweiten digitalen Abschaltventils, so dass ein Hydraulikdruck durch die parallel geschalteten Abschaltventile simultan geleitet werden kann. Das erste digitale Abschaltventil kann dabei ein normal offenes Digitalventil sein, und das zweite digitale Abschaltventil kann ein normal geschlossenes Abschaltventil sein, so dass das erste digitale Abschaltventil als Sicherheitsventil für einen Stromausfall, eine Fehlfunktion oder dergleichen dienen kann, um ein evtl. gewünschtes Ablassen von Fluid aus dem Zylinder zu ermöglichen.

[0034] Weiterhin ist es mit der erfindungsgemäßen Anordnung möglich, ein erfindungsgemäßes Diagnose- und Wartungsverfahren durchzuführen. Dieses Verfahren für eine erfindungsgemäße Anordnung zur Regelung der Position einer Walze oder des Spaltdrucks eines zwischen zwei Walzen ausgebildeten Walzenspalts insbesondere in einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, weist zusätzlich zu dem ersten Steuerungsverfahren die folgenden Schritte auf:

• Öffnen aller Digitalventile mindestens eines Digitalventilmoduls des Digitalventil-Reglers gemäß einer bestimmten Schaltabfolge und Versorgen des Reglers mit Fluid, wobei eine Diagnoseschaltabfolge der Digitalventile ein bekanntes Ansteuern zur Funktionsfähigkeitsüberprüfung der Digitalventile umfasst; und
• Bestimmen eines fehlerhaften Digitalventils anhand des aus dem Regler austretenden Fluiddurchsatzes, wobei durch den Schritt des Schließens des digitalen Abschaltventils zwischen Digitalventilmodul und Hydraulikkammer ein Hydraulikkammerdruck während des Diagnose- und Wartungsverfahrens ohne Druckverlust beibehalten werden kann.

[0035] Das beschriebene Diagnose- und Wartungsverfahren kann also während eines Betriebs der Hydraulikzylinder durchgeführt werden, ohne deren Funktionsfähigkeit nachteilig zu beeinflussen oder die Hydraulikzylinder vorübergehend außer Betrieb zu setzen. Ein reibungsloser Betrieb der Faserbahnmaschine kann dadurch gewährleistet werden.

[0036] Bei dem Diagnose- und Wartungsverfahren kann das Abschaltventil ein hydraulisch gesteuertes Digitalventil sein, dessen Hydraulikzufuhr vorzugsweise durch ein Steuerventil gesteuert wird. Das Steuerventil kann weiter vorzugsweise ein elektromagnetisch betätigbares, normal geschlossenes Digitalventil sein, das den Schritt des Schließens des mindestens einen Abschaltventils steuert. Durch diesen Aufbau ist es möglich, mehrere hydraulische Abschaltventile simultan anhand lediglich eines elektromagnetisch gesteuerten Digitalventils zu schließen bzw. zu öffnen. Dadurch kann ein stromsparendes, kostengünstiges und dennoch schnelles Diagnose- und Wartungsverfahren umgesetzt werden.

[0037] Weitere Aufgaben, Vorteile und Gesichtspunkte ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Zeichnungen.

[0038] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0039] 

Fig. 1 ist eine schematische Zeichnung eines erfindungsgemäßen Digitalventil-Reglers, der mit zwei Hydraulikzylindern verbunden ist; und

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht eines weiteren Digitalventil-Reglers, der mit zwei parallel angeordneten Hydraulikzylindern verbunden ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

[0040] In Fig. 1 ist eine Anordnung mit einem Digitalventil-Regler 1 mit vier Digitalventilmodulen 11, 12, 13, 14 gezeigt, deren jeweilige gemeinsame Eingangsleitung mit einer Pumpe 2 und deren jeweilige gemeinsame Ausgangsleitung mit einem Fluidauffangbehälter 3 verbunden sind. Jedes Digitalventilmodul 11, 12, 13, 14 besteht insgesamt aus zwölf Digitalventilen, wobei die mit der gemeinsamen Eingangsleitung verbundene Eingangsseite eines jeden Digitalventilmoduls 11, 12, 13, 14 mit sechs normal geschlossenen (NC) Eingangs-Digitalventilen verbunden ist. Die sechs normal geschlossenen (NC) Eingangs-Digitalventile münden in eine gemeinsame Zufuhrleitung 111, 121, 131, 141, die wiederum mit fünf normal geschlossenen (NC) Ausgangs-Digitalventilen und einem normal offenen (NO) Ausgangs-Digitalventil 112, 122, 132, 142 verbunden ist, wobei die Ausgangs-Digitalventile über die Ausgangsseite eines jeden Digitalventilmoduls 11, 12, 13, 14 in die gemeinsame Ausgangsleitung münden. Das normal offene (NO) Ausgangs-Digitalventil 112, 122, 132, 142 eines jeden Digitalventilmoduls 11, 12, 13, 14 dient als Sicherheitsventil 112, 122, 132, 142, das bei einem Stromausfall, einer Fehlfunktion oder dergleichen ein Ablassen des zu regelnden Fluids ermöglicht.

[0041] Die Zufuhrleitungen 111, 121, 131, 141 sind jeweils über ein normal offenes (NO) Digitalventil 15, 16, 17, 18 mit einer Hydraulikkammer 41, 42, 51, 52 eines Hydraulikzylinders 4, 5 verbunden. Genauer gesagt ist die Zufuhrleitung 111 des Digitalventilmoduls 11 über das als Abschaltventil wirkende Digitalventil 15 mit der stangenseitigen Hydraulikkammer 41 des Hydraulikzylinders 4 verbunden, die Zufuhrleitung 121 des Digitalventilmoduls 12 ist über das als Abschaltventil wirkende Digitalventil 16 mit der kolbenseitigen Hydraulikkammer 42 des Hydraulikzylinders 4 verbunden, die Zufuhrleitung 131 des Digitalventilmoduls 13 über das als Abschaltventil wirkende Digitalventil 17 mit der stangenseitigen Hydraulikkammer 51 des Hydraulikzylinders 5 verbunden, und die Zufuhrleitung 141 des Digitalventilmoduls 14 ist über das ebenfalls als Abschaltventil wirkende Digitalventil 18 mit der kolbenseitigen Hydraulikkammer 52 des Hydraulikzylinders 5 verbunden.

[0042] Im Betrieb der Hydraulikzylinder 4, 5, die in einer Faserbahnmaschine, insbesondere in einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine in der Regel zur Positionierung einer Walze (nicht gezeigt) dienen, wird je nach Bewegung der zu positionierenden Walze entweder die kolbenseitige Hydraulikkammer 42, 52 der Zylinder 4, 5 zur Vorwärtsbewegung der Walze oder die stangenseitige Hydraulikkammer 41, 51 der Zylinder 4, 5 zur Rückwärtsbewegung der Walze mit Hydraulikfluiddruck beaufschlagt. Der gewünschte Hydraulikfluiddruck, der durch die Pumpe 2 geliefert wird, wird dabei über eine An-Aus-Kombination der Digitalventile eines jeden Digitalventilmoduls 11, 12, 13, 14 präzise eingestellt, wie es an früherer Stelle bereits beschrieben wurde. Eine Regelung der Position eines jeden Hydraulikzylinders 4, 5 wird jeweils durch die Rückmeldung eines Linearsensor (nicht gezeigt) ermöglicht, durch die eine Positionierung einer Kolbenstange 43, 53 eines jeden Zylinders 4, 5 durch einen von dem Digitalventil-Regler 1 einzustellenden Hydraulikdruck exakt gesteuert werden kann.

[0043] Die in Fig. 1 gezeigten Abschaltventile 15, 16, 17, 18 sind hydraulische Digitalventile, die mit einem durch einen Elektromagneten 191 betriebenen, digitalen Steuerventil 19 angesteuert werden. Ein Hydraulikfluiddruck, der zur Ansteuerung der Abschaltventile 15, 16, 17, 18 dient, wird ebenfalls von der Pumpe 2 über die Eingangsleitung des Digitalventilmoduls 11 geliefert. Die gemeinsame Verbindung des Steuerventils 19 mit jedem der Abschaltventile 15, 16, 17, 18 ermöglicht es, dass alle Abschaltventile 15, 16, 17, 18 simultan und dadurch stromsparend angesteuert werden können, um entweder offen oder geschlossen zu sein. Mit einer derartigen Steuerungsanordnung ist es auch denkbar, mehr als vier Abschaltventile gleichzeitig und stromsparend zu steuern.

[0044] Die normal geschlossenen (NC) Digitalventile des Digitalventil-Reglers 1 haben denselben Aufbau wie das Steuerventil 19, das im unbetätigten, also im stromlosen Zustand durch ein Federelement 192 in eine geschlossene Stellung gedrängt wird. Nach einem gewünschten Beaufschlagen der Hydraulikzylinder 4, 5 mit Hydraulikdruck kann eine dadurch erzielte Stellung der Kolbenstangen 43, 53 in jedem Hydraulikzylinder 4, 5 beibehalten werden, indem die Abschaltventile 15, 16, 17, 18 geschlossen werden. Während eines geschlossenen Zustands der Abschaltventile 15, 16, 17, 18 können außerdem verschiedene Diagnose- und Wartungsverfahren der Digitalventilmodule 11, 12, 13, 14 durchgeführt werden, um zu überprüfen, ob alle Digitalventile des Digitalventil-Reglers 1 fehlerfrei funktionieren. Ein derartiges Diagnose- und Wartungsverfahren ist bereits an früherer Stelle beschrieben.

[0045] Dabei wird eine Hydraulikfluidzufuhr zu den Abschaltventilen 15, 16, 17, 18 unterbrochen, was dazu führt, dass das auf die Abschaltventile 15, 16, 17, 18 wirkende Hydraulikfluid durch einen Ablauf (nicht gezeigt) abgelassen werden kann und die Abschaltventile 15, 16, 17, 18 durch ein jeweils vorgesehenes Federelement 151, 161, 171, 181 in eine offene Stellung gedrängt werden. Auf diese Weise kann ein auf die Hydraulikzylinder 4, 5 wirkender Hydraulikdruck über die offenen Abschaltventile 15, 16, 17, 18 und das in jedem Digitalventilmodul 12, 13, 14, 15 vorgesehene Sicherheitsventil 112, 122, 132, 142 verringert werden. Dadurch wird verhindert, dass die Hydraulikzylinder 4, 5 in einer festen Stellung festgestellt bzw. arretiert sind. Die durch die Hydraulikzylinder 4, 5 positionierte Walzen können demnach von Hand oder durch ein Sicherheitssystem (nicht gezeigt) in eine Ausgangsstellung bewegt werden, um beispielsweise eine über die Walzen laufende Papier-, Karton- oder Tissuebahn in einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine zu befreien.

[0046] In Fig. 2 ist eine weitere erfindungsgemäße Anordnung gezeigt, in der ein Digitalventil-Regler 1 zwei Digitalventilmodule 11, 12 aufweist, deren Aufbau mit denen der Digitalventilmodule 11, 12 aus Fig. 1 übereinstimmt. Jedes Digitalventilmodul 11, 12 besteht also wie bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung aus zwölf Digitalventilen, wobei die gemeinsame Eingangsleitung eines jeden Digitalventilmoduls 11, 12 mit sechs normal geschlossenen (NC) Eingangs-Digitalventilen verbunden ist. Die sechs normal geschlossenen (NC) Eingangs-Digitalventile münden in eine gemeinsame Zufuhrleitung 111, 121, die wiederum mit fünf normal geschlossenen (NC) Ausgangs-Digitalventilen und einem normal offenen (NO) Ausgangs-Digitalventil 112, 122 verbunden ist, wobei die Ausgangs-Digitalventile in die gemeinsame Ausgangsleitung eines jeden Digitalventilmoduls 11, 12 münden. Das normal offene (NO) Ausgangs-Digitalventil 112, 122 eines jeden Digitalventilmoduls 11, 12 dient als Sicherheitsventil 112, 122, das bei einem Stromausfall, einer Fehlfunktion oder dergleichen ein Ablassen des zu regelnden Fluids ermöglicht.

[0047] Die Zufuhrleitungen 111, 121 sind jeweils über eine Steuereinheit 7 mit einer Hydraulikkammer 41, 42, 51, 52 eines Hydraulikzylinders 4, 5 verbunden, wobei die Steuereinheit 7 aus einem normal offenen (NO) Digitalventil 71 und einem normal geschlossenen (NC) Digitalventil 72 besteht. Zwischen beiden Digitalventilmodulen 11, 12 ist ein normal geschlossenes (NC) Digitalventil 6 vorgesehen, das als Verbindungsventil 6 dient und die Zufuhrleitungen 111, 121 wahlweise miteinander verbinden kann.

[0048] In einem geschlossenen Zustand des Verbindungsventils 6 ist die Zufuhrleitung 111 des Digitalventilmoduls 11 über die entsprechende Steuereinheit 7 mit der stangenseitigen Hydraulikkammer 41 des Hydraulikzylinders 4 und/oder der stangenseitigen Hydraulikkammer 51 des Hydraulikzylinders 5 verbunden, und die Zufuhrleitung 121 des Digitalventilmoduls 12 ist über die entsprechende Steuereinheit 7 mit der kolbenseitigen Hydraulikkammer 42 des Hydraulikzylinders 4 und/oder der kolbenseitigen Hydraulikkammer 52 des Hydraulikzylinders 5 verbunden.

[0049] In einem offenen Zustand des Verbindungsventils 6 und einem geschlossenen Zustand aller Digitalventile des Reglers 1 ist die Zufuhrleitung 111 mit der Zufuhrleitung 121 kurzgeschlossen, so dass die stangenseitige Hydraulikkammer 41 des Hydraulikzylinders 4 und/oder die stangenseitige Hydraulikkammer 51 des Hydraulikzylinders 5 direkt mit der kolbenseitigen Hydraulikkammer 42 des Hydraulikzylinders 4 und/oder der kolbenseitigen Hydraulikkammer 52 des Hydraulikzylinders 5 verbunden ist, wodurch ein direkter Hydraulikdruckaustausch zwischen den Kammern 41, 42, 51, 52 hervorgerufen werden kann. Das normal offene (NO) Digitalventil 71 einer jeden Steuereinheit 7 dient als Sicherheitsventil ähnlich wie das Sicherheitsventil 112, 122 in jedem Digitalventilmodul 11, 12, um einen Druckablass bei einem Stromausfall, einer Fehlfunktion oder dergleichen zu ermöglichen. Je nach Bedarf können beide Digitalventile 71, 72 jeder Steuereinheit 7 offen geschaltet werden, wodurch ein größerer Fluiddurchfluss zu der entsprechenden Hydraulikkammer 41, 42, 51, 52 ermöglicht wird. Dadurch kann eine schnelle Ansteuerung einer Hydraulikkammer 41, 42, 51, 52 erreicht werden.

[0050] Zwischen jeder Steuereinheit 7 und jeder Hydraulikkammer 41, 42, 51, 52 sowie zwischen der Pumpe 2 bzw. dem Fluidspeicher 3 und dem Digitalventil-Regler 1 ist jeweils ein Drucksensor oder ein Durchflusssensor 8 vorgesehen, um einen Hydraulikdruck bzw. einen Hydraulikfluiddurchfluss zu messen und eine Hydraulikdruckregelung zu ermöglichen.

[0051] Im Einstellbetrieb für den Walzenspaltdruck werden die gewünschten Drücke in jeder Hydraulikkammer 41, 42, 51, 52 eingestellt und die Digitalventile 71, 72 der Steuereinheiten 7 geschlossen, was einem Druckfluidparmodus entspricht. Wenn die Druckmesssensoren 8, die zwischen den Steuereinheiten 7 und den Hydraulikkammern 41, 42, 51, 52 vorgesehen sind, einen Druckverlust melden, wird eines oder beide Digitalventile 71, 72 der entsprechenden Steuereinheit 7 geöffnet, um eine Druckkorrektur auf den Sollwert vorzunehmen. Dabei können anhand des Verbindungsventils 6 die beiden Digitalventilmodule 11, 12 miteinander verbunden werden, so dass der Digitalventil-Regler 1 je nach Anforderung in der Lage sein kann, die entsprechende der Hydraulikdruckkammern 41, 42, 51, 52 mit dem gewünschten Hydraulikdruck zu beaufschlagen. Durch eine Anordnung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, ist es im Vergleich zu der Anordnung in Fig. 1 möglich, zwei Hydraulikzylinder mit nur zwei Digitalventilmodulen und damit mit insgesamt dreiunddreißig Digitalventilen anzusteuern, anstatt zwei Digitalventilmodule pro Hydraulikzylinder (also insgesamt vier Digitalventilmodule) vorsehen zu müssen.

[0052] Ein als Sicherheitsventil wirkendes normal offenes Digitalventil ist auch bei anderen Anwendungen denkbar. Beispielsweise ist ein derartiges Sicherheitsventil bei einer Rakeleinrichtung zum Beschichten einer Faserbahn, wie z.B. einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn in dem digitalen Drucksystem zum Einstellen des Drucks der Rakelstange auf die Faserbahn denkbar, um ein Entfernen der Rakelstange von der Faserbahn bei einem Stromausfall oder bei einer Fehlfunktion der Rakeleinrichtung zu ermöglichen. Auch ist es möglich, ein derartiges Sicherheitsventil bei einem digitalen Schmierkreislaufsystem vorzusehen, so dass eine Restschmierung bei einem Störfall sichergestellt ist.

[0053] Abgesehen von ihrer Verwendung in einer Faserbahnmaschine sind weitere andere Verwendungsmöglichkeiten für die vorhergehend beschriebenen Anordnungen denkbar. Zum Beispiel können derartige Regler-Anordnungen bei jeder Druck- und/oder Durchflusssteuerung eines fluiddruckgetriebenen Systems oder Aktuators verwendet werden.

Ansprüche

1. Anordnung zur Regelung der Position einer Walze oder des Spaltdrucks eines zwischen zwei Walzen ausgebildeten Walzenspalts, insbesondere in einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, mit:

mindestens einem fluiddruckgetriebenen Aktuator (4, 5) zum Verändern der Walzenposition oder des Walzenspaltdrucks,

mindestens einem mit dem mindestens einen Aktuator (4, 5) oder mit mehreren fluiddruckgetriebenen Aktuatoren (4, 5) verbundenen Digitalventil-Regler (1), der eine Vielzahl von Digitalventilen aufweist und der in der Lage ist, einen Aktuatorfluiddruck und/oder einen Aktuatorfluiddurchfluss zu steuern, wobei

der Aktuator (4, 5) ein Hydraulikzylinder (4, 5) ist;

der Digitalventil-Regler (1) mindestens zwei Digitalventilmodule (11, 12) aufweist, die jeweils aus mehreren Digitalventilen bestehen; und

ein Digitalventilmodul (11) mit einer stangenseitigen Hydraulikkammer (41, 51) und das andere Digitalventilmodul (12) mit einer kolbenseitigen Hydraulikkammer (42, 52) verbunden ist, um eine translatorische Verstellbewegung des Hydraulikzylinders (4, 5) zu steuern, gekennzeichnet durch

mindestens ein erstes digitales, normal offenes Abschaltventil (15, 16, 17, 18; 71), das jeweils zwischen einem Digitalventilmodul (11, 12) und einer anzusteuernden Hydraulikkammer (41, 42, 51, 52) des Hydraulikzylinders (4, 5) vorgesehen ist und das so konfiguriert ist, dass durch das Schließen des Abschaltventils (15, 16, 17, 18; 71) ein der anzusteuernden Hydraulikkammer (41, 42, 51, 52) zugeführter Hydraulikdruck und dadurch eine Position der anzusteuernden Walze beibehalten wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das erste digitale, normal offene Abschaltventil (15, 16, 17, 18; 71) zwischen jedem Digitalventilmodul (11, 12) und der damit verbundenen Hydraulikkammer (41, 41, 51, 52) vorgesehen ist.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Anordnung des Weiteren mindestens ein zweites digitales Abschaltventil (72) aufweist, das jeweils parallel zu dem ersten digitalen Abschaltventil (71) zwischen dem Regler (1) und dem mindestens einen fluiddruckgetriebenen Aktuator (4, 5) vorgesehen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, wobei jeweils ein erstes digitales Abschaltventil (71) und ein zweites digitales Abschaltventil (72) eine Steuereinheit (7) bilden, die jeweils zwischen einem Digitalventilmodul (11, 12) und einer Hydraulikkammer (41, 42, 51, 52) des als der mindestens eine Aktuator wirkenden Hydraulikzylinders (4, 5) vorgesehen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, wobei das zweite digitale Abschaltventil (72) ein normal geschlossenes Digitalventil (72) ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein normal geschlossenes, digitales Verbindungsventil (6) zwischen den beiden Digitalventilmodulen (11, 12) des Reglers (1) vorgesehen ist.

7. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine erste digitale Abschaltventil (15, 16, 17, 18) ein hydraulisch gesteuertes Digitalventil (15, 16, 17, 18) ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, wobei die Hydraulikzufuhr des mindestens einen ersten digitalen Abschaltventils (15, 16, 17, 18) durch ein Steuerventil (19) gesteuert wird.

9. Anordnung nach Anspruch 8, wobei das Steuerventil (19) ein elektromagnetisch betätigbares, normal geschlossenes Digitalventil (19) ist.

10. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Drucksensor (8) und/oder ein Durchflusssensor (8) jeweils zwischen dem mindestens einen ersten Abschaltventil (71) und dem mindestens einen Aktuator (4, 5) angeordnet ist.

11. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Regler (1) mindestens ein normal offenes Digitalventil (112, 122, 132, 142) aufweist.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei jedes Digitalventilmodul (11, 12, 13, 14) mindestens ein normal offenes Digitalventil (112, 122, 132, 142) aufweist.

13. Steuerungsverfahren für eine Anordnung zur Regelung der Position einer Walze oder des Spaltdrucks eines zwischen zwei Walzen ausgebildeten Walzenspalts, insbesondere in einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, mit den folgenden Schritten:

Öffnen einer bestimmten Anzahl von Digitalventilen eines Digitalventilmoduls (11, 12) des Digitalventil-Reglers (1), wobei der Digitalventil-Regler (1) mit einem ersten Hydraulikzylinder (4) verbunden ist,

Öffnen des mindestens einen ersten digitalen, normal offenen Abschaltventils (15, 16, 17, 18; 71), das zwischen dem einen Digitalventilmodul (11, 12) und einer anzusteuernden Hydraulikkammer (41, 42) des ersten Hydraulikzylinders (4) vorgesehen ist,

Zuführen von Hydraulikfluid zu der stangenseitigen Hydraulikkammer (41, 51) oder der kolbenseitigen Hydraulikkammer (42, 52), bis ein gewünschter Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer (41, 42, 51, 52) erreicht ist; und

Schließen des Abschaltventils (15, 16; 71), sodass ein der anzusteuernden Hydraulikkammer (41, 42, 51, 52) zugeführter Hydraulikdruck und dadurch eine Position der anzusteuernden Walze beibehalten wird.

14. Steuerungsverfahren nach Anspruch 13, wobei
ein weiterer Hydraulikzylinder (5) parallel zu dem ersten Hydraulikzylinder (4) mit dem Regler (1) verbunden ist;
der Schritt des Öffnens mindestens eines ersten Abschaltventils (15, 16; 71) ein Öffnen eines weiteren ersten digitalen Abschaltventils (15, 16; 71) umfasst, das zwischen dem einen Digitalventilmodul (11, 12) und einer parallel angeschlossenen Hydraulikkammer (51, 52) des weiteren Hydraulikzylinders (5) angeordnet ist;
der Schritt des Zuführens von Hydraulikfluid zu der anzusteuernden Hydraulikkammer (41, 42) ein Zuführen von Hydraulikfluid zu der parallel angeschlossenen Hydraulikkammer (51, 52) umfasst; und
der Schritt des Schließens des Abschaltventils ein Schließen aller Abschaltventile (15, 16; 71, 72) umfasst.

15. Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 13, wobei ein normal geschlossenes, digitales Verbindungsventil (6) zwischen zwei Digitalventilmodulen (11, 12) des Reglers (1) vorgesehen ist, das eine Leitung zwischen einem Digitalventilmodul (11) der beiden Digitalventilmodule (11, 12) und der stangenseitigen Hydraulikkammer (41) des ersten Hydraulikzylinders (4) mit einer Leitung zwischen dem anderen Digitalventilmodul (12) der beiden Digitalventilmodule (11, 12) und der kolbenseitigen Hydraulikkammer (42) des ersten Hydraulikzylinders (4) verbindet, wobei das Verfahren ferner folgende Schritte aufweist:

Schließen aller Digitalventile beider Digitalventilmodule (11, 12) des Digitalventil-Reglers (1),

Öffnen des digitalen Verbindungsventils (6), und

Öffnen mindestens eines ersten digitalen Abschaltventils (71), das jeweils zwischen dem einen Digitalventilmodul (11) und der stangenseitigen Hydraulikkammer (41) und zwischen dem anderen Digitalventilmodul (12) und der kolbenseitigen Hydraulikkammer (42) vorgesehen ist, um gezielt ein Hydraulikfluid zwischen den Hydraulikkammern (41, 42) des ersten Hydraulikzylinders (4) zu übertragen.

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei
ein weiterer Hydraulikzylinder (5) parallel zu dem ersten Hydraulikzylinder (4) mit dem Regler (1) verbunden ist; und
der Schritt des Öffnens mindestens eines ersten digitalen Abschaltventils (71) ein Öffnen mindestens eines weiteren ersten digitalen Abschaltventils (71) umfasst, das jeweils zwischen dem einen Digitalventilmodul (11) und der stangenseitigen Hydraulikkammer (51) des weiteren Hydraulikzylinders (5) und zwischen dem anderen Digitalventilmodul (12) und der kolbenseitigen Hydraulikkammer (52) vorgesehen ist, um gezielt ein Hydraulikfluid zwischen den Hydraulikkammern (41, 42, 51, 52) der Hydraulikzylinder (4, 5) zu übertragen.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei ein zweites digitales Abschaltventil (72) parallel zu dem ersten digitalen Abschaltventil (71) angeordnet ist, und wobei der Schritt des Öffnens mindestens eines digitalen Abschaltventils ein Öffnen des ersten digitalen Abschaltventils (71) und des zweiten digitalen Abschaltventils (72) umfasst.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das zweite digitale Abschaltventil (72) ein normal geschlossenes Abschaltventil ist.

19. Diagnose- und Wartungsverfahren für eine Anordnung zur Regelung der Position einer Walze oder des Spaltdrucks eines zwischen zwei Walzen ausgebildeten Walzenspalts, insbesondere in einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, mit den Schritten des Steuerungsverfahrens gemäß Anspruch 13 und ferner mit den folgenden Schritten:

Öffnen aller Digitalventile mindestens eines Digitalventilmoduls (11, 12, 13, 14) des Digitalventil-Reglers (1) gemäß einer bestimmten Schaltabfolge und Versorgen des Reglers (1) mit Hydraulikfluid; und

Bestimmen eines fehlerhaften Digitalventils anhand des aus dem Regler (1) austretenden Hydraulikfluiddurchsatzes und/oder anhand des Hydraulikfluiddrucks.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt des Schließens des mindestens einen Abschaltventils (15, 16, 17, 18) durch ein Steuerventil (19) gesteuert wird.

Claims

1. Arrangement for regulating the position of a roller or of the nip pressure of a roller nip formed between two rollers, especially in a paper, carton or tissue machine, comprising:

at least one fluid pressure driven actuator (4, 5) for changing the roller position or the roller nip pressure,

at least one digital valve regulator (1) connected to the at least one actuator (4, 5) or to a plurality of fluid pressure driven actuators (4, 5), which comprises a plurality of digital valves and which is capable of controlling an actuator fluid pressure and/or an actuator fluid flow rate, wherein

the actuator (4, 5) is a hydraulic cylinder (4, 5);

the digital valve regulator (1) comprises at least two digital valve modules (11, 12) which are composed of a plurality of digital valves, respectively, and one digital valve module (11) is connected to a rod side hydraulic chamber (41, 51) and the other digital valve module (12) is connected to a piston side hydraulic chamber (42, 52) so as to control a translatory displacement movement of the hydraulic cylinder (4, 5), characterized by

at least a first digital, normally open shut-off valve (15, 16, 17, 18; 71), which is provided respectively between a digital valve module (11, 12) and a hydraulic chamber (41, 42, 51, 52) to be controlled, of the hydraulic cylinder (4, 5), and which is configured such that by closing the shut-off valve (15, 61, 17, 18; 71) a hydraulic pressure supplied to the hydraulic chamber (41, 42, 51, 52) to be controlled and thus a position of the roller to be controlled are maintained.

2. Arrangement according to claim 1, wherein the first digital, normally open shut-off valve (15, 16, 17, 18; 71) is provided between each digital valve module (11, 12) and the hydraulic chamber (41, 42, 51, 52) connected thereto.

3. Arrangement according to one of claims 1 and 2, wherein the arrangement further comprises at least a second digital shut-off valve (72), which is provided parallel to the first digital shut-off valve (71) between the regulator (1) and the at least one fluid pressure driven actuator (4, 5), respectively.

4. Arrangement according to claim 3, wherein a first digital shut-off valve (71) and a second digital shut-off valve (72) respectively constitute a control unit (7), which is provided respectively between a digital valve module (11, 12) and a hydraulic chamber (41, 42, 51, 52) of the hydraulic cylinder (4, 5) acting as the at least one actuator.

5. Arrangement according to claim 3 or 4, wherein the second digital shut-off valve (72) is a normally closed digital valve (72).

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, wherein a normally closed digital connecting valve (6) is provided between the two digital valve modules (11, 12) of the regulator (1).

7. Arrangement according to one of the preceding claims, wherein the at least one first digital shut-off valve (15, 16, 17, 18) is a hydraulically controlled digital valve (15, 16, 17, 18).

8. Arrangement according to claim 7, wherein the hydraulic supply of the at least one first digital shut-off valve (15, 16, 17, 18) is controlled by a control valve (19).

9. Arrangement according to claim 8, wherein the control valve (19) is an electromagnetically operable, normally closed digital valve (19).

10. Arrangement according to one of the preceding claims, wherein a pressure sensor (8) and/or a flow rate sensor (8) are respectively arranged between the at least one first shut-off valve (71) and the at least one actuator (4, 5).

11. Arrangement according to one of the preceding claims, wherein the regulator (1) comprises at least one normally open digital valve (112, 122, 132, 142).

12. Arrangement according to one of claims 1 to 11, wherein each digital valve module (11, 12, 13, 14) comprises at least one normally open digital valve (112, 122, 132, 142).

13. Control method for an arrangement for regulating the position of a roller or the nip pressure of a roller nip formed between two rollers, especially in a paper, carton or tissue machine according to one of claims 1 to 12, comprising the steps of:

opening a predetermined number of digital valves of a digital valve module (11, 12) of the digital valve regulator (1), wherein the digital valve regulator (1) is connected to the first hydraulic cylinder (4),

opening the at least one first digital, normally open shut-off valve (15, 16, 17, 18; 71), which is provided between the digital valve module (11, 12) and a hydraulic chamber (41, 42) of the hydraulic cylinder (4) to be controlled,

supplying hydraulic fluid to the rod side hydraulic chamber (41, 51) or to the piston side hydraulic chamber (42, 52) until a desired hydraulic pressure in the hydraulic chamber (41, 42, 51, 52) is reached; and

closing the shut-off valve (15, 16; 71), such that a hydraulic pressure supplied to the hydraulic chamber (41, 42, 51, 52) to be controlled and thus a position of the roller to be controlled are maintained.

14. Control method according to claim 13, wherein
a further hydraulic cylinder (5) is connected to the regulator (1) in parallel to the first hydraulic cylinder (4);
the step of opening at least one first shut-off valve (15, 16; 71) includes opening a further first digital shut-off valve (15, 16; 71), which is arranged between the one digital valve module (11, 12) and a parallely connected hydraulic chamber (51, 52) of the further hydraulic cylinder (5);
the step of supplying hydraulic fluid to the hydraulic chamber (41, 42) to be controlled comprises supplying of hydraulic fluid to the hydraulic chamber (51, 52) connected in parallel; and
the step of closing the shut-off valve includes closing of all shut-off valves (15, 16; 72, 72).

15. Control method according to claim 13, wherein a normally closed digital connecting valve (6) is provided between two digital valve modules (11, 12) of the regulator (1), which connects a line between a digital valve module (11) of the two digital valve modules (11, 12) and the rod side hydraulic chamber (41) of the first hydraulic cylinder (4) to a line between the other digital valve module (12) of the two digital valve modules (11, 12) and the piston side hydraulic chamber (42) of the first hydraulic cylinder (4), wherein the method further comprises the following steps:

closing all digital valves of both digital valve modules (11, 12) of the digital valve regulator (1),

opening the digital connecting valve (6), and

opening at least one first digital shut-off valve (71), which is provided respectively between the one digital valve module (11) and the rod side hydraulic chamber (41) and between the other digital valve module (12) and the piston side hydraulic chamber (42), so as to purposefully transmit a hydraulic fluid between the hydraulic chambers (41, 42) of the hydraulic cylinder (4).

16. Method according to claim 15, wherein
a further hydraulic cylinder (5) is connected to the regulator (1) in parallel to the first hydraulic cylinder (4); and
the step of opening at least one first digital shut-off valve (71) includes opening of at least one further first digital shut-off valve (71), which is provided between the one digital valve module (11) and the rod side hydraulic chamber (51) of the further hydraulic cylinder (5) and between the other digital valve module (12) and the piston side hydraulic chamber (52), respectively, so as to purposefully transmit a hydraulic fluid between the hydraulic chambers (41, 42, 51, 52) of the hydraulic cylinders (4, 5).

17. Method according to any one of claims 13 to 16, wherein a second digital shut-off valve (72) is arranged in parallel to the first digital shut-off valve (71), and wherein the step of opening at least one digital shut-off valve includes opening the first digital shut-off valve (71) and the second digital shut-off valve (72).

18. Method according to claim 17, wherein the second digital shut-off valve (72) is a normally closed shut-off valve.

19. Diagnose and maintenance method for an arrangement for regulating the position of a roller or the nip pressure of a roller nip formed between two rollers, especially in a paper, carton or tissue machine, according to any one of claims 1 to 12, comprising the steps of the control method according to claim 13 and further comprising the following steps:

opening all digital valves of at least one digital valve module (11, 12, 13, 14) of the digital valve regulator (1) according to a specific control order and supplying the regulator (1) with hydraulic fluid; and

determining a defective digital valve by means of the hydraulic fluid flow rate leaking from the regulator (1) and/or by means of the hydraulic fluid pressure.

20. Method according to claim 19, wherein the step of closing the at least one shut-off valve (15, 16, 17, 18) is controlled by a control valve (19).

Revendications

1. Dispositif de régulation de la position d'un rouleau ou de la pression d'interstice d'un interstice situé entre deux rouleaux, plus particulièrement dans une machine à papier, à carton ou à tissu, avec :

au moins un actionneur (4, 5) entraîné par la pression d'un fluide pour la modification de la position du rouleau ou de la pression d'interstice du rouleau,

au moins un régulateur à soupape numérique (1) relié à l'au moins un actionneur (4, 5) ou à plusieurs actionneurs (4, 5) entraînés par la pression d'un fluide, qui comprend une pluralité de soupapes numériques et qui permet de contrôler une pression de fluide d'actionneur et/ou un débit de fluide d'actionneur, dans lequel

l'actionneur (4, 5) est un vérin hydraulique (4, 5) ;

le régulateur à soupape numérique (1) comprend au moins deux modules à soupapes numériques (11, 12) constitués chacun de plusieurs soupapes numériques ; et

un module à soupapes numériques (11) est relié à une chambre hydraulique côté tige (41, 51) et l'autre module à soupapes numériques (12) est relié à une chambre hydraulique (42, 52) du côté du piston, afin de contrôler un mouvement de réglage de translation du vérin hydraulique (4, 5), caractérisé par

au moins une première soupape d'arrêt numérique normalement ouverte (15, 16, 17, 18 ; 71), qui est prévue entre un module à soupapes numériques (11, 12) et une chambre hydraulique (41, 42, 51, 52) à contrôler du vérin hydraulique (4, 5) et qui est configurée de façon à ce que, du fait de la fermeture de la soupape d'arrêt (15, 16, 17, 18 ; 71), une pression hydraulique produite dans la chambre hydraulique (41, 42, 51, 52) à contrôler, et donc une position du rouleau à contrôler, est maintenue.

2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la première soupape d'arrêt numérique normalement ouverte (15, 16, 17, 18 ; 71) est prévue entre chaque module à soupapes numériques (11, 12) et la chambre hydraulique (41, 42, 51, 52) qui y est reliée.

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel ce dispositif comprend en outre une deuxième soupape d'arrêt numérique (72), qui est branchée en parallèle à la première soupape d'arrêt numérique (71) entre le régulateur (1) et l'au moins un actionneur (4, 5) entraîné par la pression d'un fluide.

4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel une première soupape d'arrêt numérique (71) et une deuxième soupape d'arrêt numérique (72) constituent une unité de commande (7), qui est prévue entre un module à soupapes numériques (11, 12) et une chambre hydraulique (41, 42, 51, 52) du vérin hydraulique (4, 5) agissant comme l'au moins un actionneur.

5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, dans lequel la deuxième soupape d'arrêt numérique (72) est une soupape numérique normalement fermée (72).

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel une soupape de liaison numérique normalement fermée (6) est prévue entre les deux modules à soupapes numériques (11, 12) du régulateur (1).

7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'au moins une première soupape d'arrêt numérique (15, 16, 17, 18) est une soupape numérique hydraulique (15, 16, 17, 18).

8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel l'alimentation hydraulique de l'au moins une première soupape d'arrêt numérique (15, 16, 17, 18) est commandée par une soupape de commande (19).

9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel la soupape de commande (19) est une soupape numérique électromagnétique normalement fermée (19).

10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un capteur de pression (8) et/ou un capteur de débit (8) sont disposés chacun entre l'au moins une première soupape d'arrêt (71) et l'au moins un actionneur (4, 5).

11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le régulateur (1) comprend au moins une soupape numérique normalement ouverte (112, 122, 132, 142).

12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel chaque module à soupapes numériques (11, 12, 13, 14) comprend au moins une soupape numérique normalement ouverte (112, 122, 132, 142).

13. Procédé commande pour un dispositif de régulation de la position d'un rouleau ou de la pression d'interstice d'un interstice situé entre deux rouleaux, plus particulièrement dans le machine à papier, à carton ou à tissu, selon l'une des revendications 1 à 12, comprenant les étapes suivantes :

Ouverture d'un nombre défini de soupapes numériques d'un module à soupapes numériques (11, 12) du régulateur à soupapes numériques (1), le régulateur à soupapes numériques (1) étant relié à un premier vérin hydraulique (4),

Ouverture de l'au moins une soupape d'arrêt numérique normalement ouverte (15, 16, 17, 18 ; 71), qui est prévue entre le module à soupapes numériques (11, 12) et une chambre hydraulique (41, 42) à contrôler du premier vérin hydraulique (4),

Introduction d'un fluide hydraulique dans une chambre hydraulique côté tige (41, 51) ou de la chambre hydraulique côté piston (42, 52), jusqu'à ce qu'une pression hydraulique souhaitée soit atteinte dans la chambre hydraulique (41, 42, 51, 52) ; et

Fermeture de la soupape d'arrêt (15, 16 ; 71), de façon à ce qu'une pression hydraulique introduite dans la chambre hydraulique (41, 42, 51, 52) à contrôler, et donc une position du rouleau à contrôler, soit maintenue.

14. Procédé de commande selon la revendication 13, dans lequel
un autre vérin hydraulique (5) est relié parallèlement au premier vérin hydraulique (4) avec le régulateur (1) ;
l'étape d'ouverture d'au moins une première soupape d'arrêt (15, 16 ; 71) comprend une ouverture d'une autre première soupape d'arrêt numérique (15, 16 ; 71), qui se trouve entre un module à soupapes numériques (11, 12) et une chambre hydraulique (51, 52), branchée en parallèle, de l'autre vérin hydraulique (5) ;
l'étape d'introduction de fluide hydraulique dans la chambre hydraulique (41, 42) à contrôler comprend une introduction d'un fluide hydraulique dans la chambre hydraulique (51, 52) branchée en parallèle ; et
l'étape de fermeture de la soupape d'arrêt comprend une fermeture de toutes les soupapes d'arrêt (15, 16 ; 71, 72).

15. Procédé de commande selon la revendication 13, dans lequel
une soupape de liaison numérique normalement fermée (6) est prévue entre deux modules à soupapes numériques (11, 12) du régulateur (1), qui comprend une conduite entre un module à soupapes numériques (11) des deux modules à soupapes numériques (11, 12) et la chambre hydraulique côté tige (41) du premier vérin hydraulique (4) avec une conduite entre l'autre module à soupapes numériques (12) des deux modules à soupapes numériques (11, 12) et la chambre hydraulique côté piston (42) du premier vérin hydraulique (4), le procédé comprenant en outre les étapes suivantes :

Fermeture de toutes les soupapes numériques des deux modules à soupapes numériques (11, 12) du régulateur à soupapes numériques (1),

Ouverture de la soupape de liaison numérique (6), et

Ouverture d'au moins une première soupape d'arrêt numérique (71), qui est prévue entre un module à soupapes numériques (11) et la chambre hydraulique côté tige (41) et entre le module à soupapes numériques (12) et la chambre hydraulique côté piston (42), afin de transmettre, de manière ciblée, un fluide hydraulique entre les chambres hydrauliques (41, 42) du premier vérin hydraulique (4).

16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel
un autre vérin hydraulique (5) est relié parallèlement au premier vérin hydraulique (4) avec le régulateur (1) ; et
l'étape d'ouverture d'au moins une soupape d'arrêt numérique (71) comprend une ouverture d'au moins une autre première soupape d'arrêt numérique (71), qui est prévue entre le module à soupapes numériques (11) et la chambre hydraulique côté tige (51) de l'autre vérin hydraulique (5) et entre l'autre module à soupapes numériques (12) et la chambre hydraulique côté piston (52), afin de transmettre, de manière ciblée, un fluide hydraulique entre les chambres hydrauliques (41, 42, 51, 52) des vérins hydrauliques (4, 5).

17. Procédé selon l'une des revendications 13 à 16, dans lequel une deuxième soupape d'arrêt numérique (72) est disposée parallèlement à la première soupape d'arrêt numérique (71) et dans lequel l'étape d'ouverture d'au moins une soupape d'arrêt numérique comprend une ouverture de la première soupape d'arrêt numérique (71) et de la deuxième soupape d'arrêt numérique (72).

18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel la deuxième soupape d'arrêt numérique (72) est une soupape d'arrêt normalement fermée.

19. Procédé de diagnostic et de maintenance pour un dispositif de régulation d'un rouleau ou de la pression d'interstice d'un interstice entre deux rouleaux, plus particulièrement d'une machine à papier, à carton, ou à tissu selon l'une des revendications 1 à 12, avec les étapes du procédé de commande selon la revendication 13 et en outre avec les étapes suivantes :

Ouverture d'anciennes soupapes numériques d'au moins un module à soupapes numériques (11, 12, 13, 14) du régulateur à soupapes numériques (1) selon une séquence de commutation déterminée et alimentation du régulateur (1) avec un fluide hydraulique ; et

Détermination d'un comportement erroné d'une soupape numérique à l'aide du débit du fluide hydraulique et/ou à l'aide de la pression du fluide hydraulique sortant du régulateur (1).

20. Procédé selon la revendication 19, dans lequel l'étape de fermeture de l'au moins une soupape d'arrêt (15, 16, 17, 18) est commandée par une soupape de commande (19).

Zeichnung