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Dokumentenidentifikation DE4140952A1 17.06.1993
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung der Sensorflächen einer Garnüberwachung
Anmelder Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG, 8070 Ingolstadt, DE
Erfinder Pozzo, Hans, 8070 Ingolstadt, DE
DE-Anmeldedatum 12.12.1991
DE-Aktenzeichen 4140952
Offenlegungstag 17.06.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.06.1993
IPC-Hauptklasse D01H 13/14
IPC-Nebenklasse D01H 13/04   
IPC additional class // B08B 1/00  
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen der Sensorflächen einer Garnüberwachung, die an Spinnmaschinen eingesetzt wird zur Überwachung des Garns und/oder der Garnqualität. Die Garnüberwachung ist berührungslos im Changierbereich zwischen Abzugswalze und Friktionswalze oder unterhalb der Abzugswalze positioniert. Die Reinigung der Sensorflächen erfolgt während des Fadenlaufs in den Umkehrpunkten einer Fadenchangierung für die Zeitdauer des Berührens oder der Annäherung des Fadens an die Begrenzung der Garnüberwachung bis zum Entfernen des laufenden Fadens.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen der Sensorflächen einer Garnüberwachung, die an Spinnmaschinen eingesetzt wird zur Überwachung des Garns und/oder der Garnqualität. Die Sensorfläche ist jene Fläche, die ein optisch oder kapazitiv arbeitendes Überwachungsverfahren benötigt, um eine dem physikalischen Prinzip entsprechende Signalerfassung zu gewährleisten. Die Vorrichtung dient zur Durchführung des Verfahrens.

Die Sensorfläche einer Garnüberwachung ist im Spinnprozeß einer Verschmutzung ausgesetzt. Die Funktionsfähigkeit der Sensorfläche für die Arbeitsweise der Garnüberwachung ist zu gewährleisten.

Die berührungslose Überwachung und Abtastung des Garns erfolgt getrennt für jede Spinnstelle. Der Einsatz eines Garnüberwachungssystems ist für die Spinnmaschine eine wichtige Auswerteeinheit. Die optische oder kapazitive Garnüberwachung als Bestandteil des Garnüberwachungssystems liefert eine Information zum Vorhandensein des Garns und/oder der Garnstärke bzw. Garnqualität. Dazu müssen die Sensorflächen in unmittelbarer Nähe des Garns positioniert werden.

Charakteristisch für diese optischen oder kapazitiven Überwachungsverfahren ist, daß das Garnüberwachungssystem eine Garnüberwachung besitzt, die einen U-förmigen Meßspalt hat. Innerhalb dieses Meßspaltes wird der laufende Faden berührungslos geführt. Im Prinzip ist die optische oder kapazitive Garnüberwachung so gestaltet, daß sich als seitenbegrenzende Flächen innerhalb des Meßspaltes in gleicher, horizontaler Ebene zwei Sensorflächen gegenüberliegen.

Da während des Spinnprozesses erhebliche Mengen von Staub, Schmutzpartikeln und Avivage anfallen, lagern sich diese auf den Sensorflächen ab und haben zur Folge, daß diese Sensorflächen der Garnüberwachung schnell einen Verschmutzungszustand erreichen können, der zu verfälschten Meßwerten führt.

Da dieser Verschmutzungszustand für die einzelnen Garnüberwachungen der Spinnstellen unterschiedlich ist und somit auch keine gesicherten Voraussagen für einen kritischen Verschmutzungszustand getroffen werden können, muß nach dem Stand der Technik in vorbeugenden Zeitabständen ein Reinigungsvorgang der Sensorflächen veranlaßt werden.

Garnüberwachungen gehobener Preisklasse besitzen teilweise eine Auswerteeinheit, die die Entwicklung eines kritischen Funktionszustandes über einen zweiten Signalausgang anzuzeigen vermag, dennoch bleibt die Notwendigkeit der Reinigung der Sensorflächen der Garnüberwachung bestehen.

Eine bekannte Möglichkeit der Reinigung ist das Ausblasen des Meßspaltes bzw. das gezielte Beblasen der dort installierten Sensorflächen, um die Verunreinigungen zu entfernen bzw. den laufenden Faden ständig vor dessen Eintritt in den Meßraum so zu beblasen, daß die vom Faden mitgeführten frei beweglichen Fasern eine Richtungsänderung erhalten und sich nicht auf der Optik bzw. den Kondensatorplatten ablagern können. Eine zusätzliche Blasvorrichtung und deren exakte Positionierung ist erforderlich. Weiterhin kann klebrige Avivage oftmals nicht von der Sensorfläche abgelöst werden. Nur die Beblasung bringt keinen ausreichenden Reinigungseffekt.

Eine andere Möglichkeit der Reinigung ist mechanischer Natur. Es existiert auch die Praxis, daß das Bedienpersonal bei gemeldetem Funktionsausfall einer Garnüberwachung mit einem Pinsel manuell die Reinigung des Meßspaltes vornimmt, d. h. die optisch oder kapazitiv arbeitenden Sensorflächen mechanisch reinigt. Die entsprechende Spinnstelle ist dabei stillgesetzt.

Die DE-OS 40 01 255 beschreibt, wie mittels einer rotierenden Profilbürste, die aus elastischem Material besteht, der Meßraum immer dann mechanisch abgeschabt wird, wenn kein Faden vorhanden ist (z. B. nach Fadenbruch). Diese rotierende Bürste kann mit einer Blas- und Absaugvorrichtung kombiniert sein und ist in einem vor den Arbeitsstellen verfahrbaren Wartungsautomaten installiert. Insgesamt ist diese Lösung sehr kostenintensiv und setzt für das Reinigungsverfahren voraus, daß kein Fadenlauf vorhanden ist. Die Reinigung ist somit an ein Ereignis gebunden, welches in Zukunft immer weiter reduziert werden muß. Die Alterung des elastischen Materials oder ein Verkanten der Profilbürste kann zu Verkratzungen der optisch aktiven Fläche führen.

Aufgabe der Erfindung ist, die Sensorflächen der Garnüberwachung wirksam zu reinigen, so daß eine Funktionseinschränkung des Meßverfahrens durch Verschmutzung vermieden wird.

Die Erfindung geht davon aus, den Faden selbst in den Reinigungsvorgang einzubeziehen. Ein weiteres Merkmal ist, daß die Garnüberwachung in einen Fadenlauf installiert werden muß, der eine Changierung aufweist. Die Größe des Meßspaltes ist somit abhängig von der Größe der Changierbewegung. Es kann die Garnüberwachung sowohl oberhalb der Abzugswalze im Fadenlauf zwischen Abzugswalze und Friktionswalze installiert sein als auch unterhalb zwischen Abzugswalze und Fadenabzugsröhrchen. Letzteres unter dem Aspekt, daß Maschinen zur Vermeidung der Rillenbildung an der Oberfläche der Abzugswalze im benannten Abschnitt eine geringe Changierung besitzen. Zu diesem Zweck ist der in der Draufsicht auf die Garnüberwachung U-förmige Meßspalt so gestaltet, daß die jeweilige optisch oder kapazitiv arbeitende Seitenfläche (Sensorfläche) parallel zum Fadenlauf in den Umkehrpunkten der Changierbewegung angeordnet ist. In der Vorderansicht des Meßraumes zeigt sich eine gleichschenklige, trapezförmige Fläche, wobei die gedachte Symetrieachse eine momentane, mittlere Position der Fadenchangierung ist. Die kleinere Parallelseite des Trapezes zeigt in Richtung einlaufenden Faden.

Die Erfindung sieht einerseits vor, daß der laufende Faden die optisch oder kapazitiv arbeitenden Sensorflächen der Garnüberwachung berührt. Durch diese Berührung des laufenden Fadens erfolgt ein mechanisches Schaben, so daß Ablagerungen auf der optisch oder kapazitiv arbeitenden Sensorfläche wirksam beseitigt werden.

Es wurde weiterhin gefunden, daß ein wirkungsvoller Reinigungsvorgang mit Hilfe des laufenden Fadens, ohne das vorhergehende Merkmal, auch dann realisiert werden kann, wenn sich der laufende Faden der jeweiligen Sensorfläche bis auf einen geringen Abstand nähert. Dieser Abstand ist fest einzustellen. Zu diesem Zweck wurde (in Vorderansicht gesehen), in Ebene zu den Parallelseiten der trapazförmigen Flächenansicht des Meßraumes je ein Anschlag befestigt, der über die Sensorfläche hinausragt. Der Anschlag ragt somit in den Changierbereich des Fadens hinein. Das trifft für beide Sensorflächen des Meßspaltes zu. Oberhalb und unterhalb der Sensorfläche wird somit der Faden begrenzt, so daß er in einem exakt definierten Abstand parallel zur jeweiligen Sensorfläche verläuft. Der Anschlag ist verstellbar und auf einen gewählten Wert fixierbar, so daß der senkrechte Abstand zwischen Faden und Sensorfläche einen konstanten Wert hat. Der Anschlag ist aus einem verschleißfesten Material und weist in Berührung mit dem Faden keine Kanten auf. Die Changierung ermöglicht, daß der laufende Faden sich jeweils einer der beiden Sensorflächen nähern kann. Mit Auftreffen des Fadens auf die Anschläge einer Sensorfläche wird exakt eine Distanz zwischen Faden und Sensorfläche erreicht, die erst jetzt den gewünschten Reinigungsvorgang ermöglicht. Der Reinigungsvorgang wird dadurch erreicht, daß

  • - die vorhandene Haarigkeit des Fadens einen "Pinseleffekt" gegenüber der optischen aktiven Fläche ermöglicht,
  • - durch den laufenden Faden eine um ihn sich bildende Grenzschichtströmung einen Luftzug erzeugt, der eine wirksame Kraft auf abgelagerten Staub und Fasern ausübt,
  • - die Fadenlaufunruhe sichert, daß eine Fläche gereinigt wird, die ca. der 4fachen Fadenbreite entspricht.


Der Reingigungsvorgang dauert an bis der Faden wieder in die entgegengesetzte Richtung changiert wird. Diese drei Effekte zugleich auszunutzen ist nur möglich durch die exakte Fixierung des Fadens in den Umkehrpunkten der Changierung gegenüber der Sensorfläche.

Die Haarigkeit des Fadens garantiert ein vorhandenes Abspreizen von Einzelfasern, die durch den geringen Abstand zwischen Faden und Sensorfläche beim Berühren einen "Pinseleffekt" ermöglichen. Je stärker der Faden, um so günstiger der "Pinseleffekt". Mit abnehmender Haarigkeit des zu produzierenden Fadens nimmt auch der "Pinseleffekt" ab, was aber nicht nachteilig ist, denn dann ist auch der Grad möglicher Verschmutzung durch Verflugung reduziert. Durch den fixierten Abstand kann die sich um den laufenden Faden ausbildende Grenzschichtströmung wirkungsvoll ausgenutzt werden, um abgelagerten Staub und Einzelfasern durch den Luftstrom zu beseitigen. Die existierende Laufunruhe des Fadens in Verbindung mit den beiden beschriebenen Effekten bewirkt eine Reinigungsschneiße auf der Sensorfläche, die ca. dem 4fachen der Fadenstärke entspricht. Das bewirkt, daß der Faden stets durch die Sensorfläche überwacht werden kann.

Staub und Ablagerungen von Fasern werden wirkungsvoll beseitigt.

Ein entscheidender Vorteil der Erfindung ist, daß die Reinigung bei laufendem Betrieb der Spinnstellen erreicht wird und realisierbar ist mit unerwartet geringfügigen, technischen Veränderungen.

Bei einem Dauerbetrieb der Spinnmaschine ist die Häufigkeit des zeitlich begrenzten Reinigungsvorganges ausreichend, um eine Beeinflussung des optischen Meßverfahrens durch Verschmutzungen zu vermeiden.

Das Verfahren und die Vorrichtung zum Reinigen der Sensorflächen der Garnüberwachung werden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Fadenlauf an einer OE-Spinnmaschine mit Positionierung der Garnüberwachung,

Fig. 2 Garnüberwachung mit U-förmigem Spalt im Fadenlauf,

Fig. 3 Ausschnitt aus der Vorderansicht der Garnüberwachung mit trapezförmiger Spaltfläche,

Fig. 4 Parallelität zwischen Faden und Sensor-Fläche bei Annäherung,

Fig. 5 Berührung zwischen Faden und Sensorfläche.

Die Figuren sind nicht maßstäblich. Gemäß Fig. 1 wird die Spinnbox 1 einer OE-Spinnmaschine mit einem Faserband 2 aus einer Vorlagekanne 3 gespeist. Nach Fig. 1 wird über das Fadenabzugsrohr 4 der Faden 5 mittels der Abzugswalzen 6a und 6b abgezogen. Von hier wird der Faden weitertransportiert über die Fadenumlenkstange 8 und durch Changierbewegung des Fadenführers 9 über die Breite einer Garnspule 10 aufgewicklet, wobei die Garnspule über den paarweisen Spulenhalter 11 gehalten wird. Der Antrieb der Garnspule 10 erfolgt über die Friktionswalze 12.

Um den Fadenlauf 5 zu überwachen, findet in der Textilindustrie eine optisch oder kapazitiv arbeitende Garnüberwachung Verwendung. Die Garnüberwachung besitzt einen Meßspalt, der U-förmig ausgebildet ist und den Faden berührungslos umgibt, so daß der Faden zwischen den beiden gegenüberliegenden Sensorflächen läuft.

Nach Fig. 1 ist die Installation einer Garnüberwachung 7 in den Fadenlauf oberhalb der Abzugswalzen 6a, 6b dargestellt. Diese Installation könnte auch unterhalb der Abzugswalzen im Fadenlauf zwischen Abzugswalzen 6a, 6b und Abzugsrohr 4 erfolgen. Entscheidend ist, daß eine Changierbewegung des Fadens 5 vorliegt. Somit muß der Meßspalt der Garnüberwachung so ausgebildet sein, daß er in seiner Positionierung eine Fadenchangierung nicht behindert.

Nach Fig. 2 ist eine der Sensorflächen 13 erkennbar, wobei die gegenüberliegende Fläche nicht sichtbar ist. Der Meßspalt umschließt den Faden U-förmig. Die Sensorflächen sind gegenüber dem Fadenlauf geneigt und stellen die Begrenzung d. h. die Umkehrpunkte der Changierung dar.

Die Einzelheiten der Erfindung sind dargestellt in Fig. 3. Es ist dargestellt, daß der Meßspalt in der Vorderansicht eine gleichseitige, trapezförmige Fläche bildet. Die gleichseitigen Flächen tragen die jeweils gegenüberliegenden Sensorflächen 13. Diese Sensorflächen sind bei einem optischen Überwachungsverfahren lichtdurchlässig und bestehen in der Regel aus einem Plastmaterial oder Glas. Bei Anwendung eines kapazitiv arbeitenden Überwachungsverfahrens bestehen die Kondensatorplattten aus einem Edelstahl. Zu erkennen ist, daß diese Sensorflächen sich in einer horizontalen Ebene gegenüberliegen. Diese Sensorflächen besitzen einen durch das Gehäuse der Garnüberwachung 7 bedingten Abstand zu den einzelnen Deckplatten 14. Zu jeder Sensorfläche 13 ist oberhalb und unterhalb je eine Deckplatte 14 angeordnet, die so weit über die Sensorfläche 13 hinausragt, daß (wie in Fig. 3 gezeigt) der durch die Changierung anliegende Faden genau in einem definierten, senkrechten Abstand Z parallel zur Sensorfläche verlaufen muß. Dieser Abstand ist ein aus dem Bereich von 0,3 bis 0,5 mm ausgewählter Wert, der mit 0,4 mm ein Optimum für die Durchführung des Verfahrens darstellt.

Vorzugsweise ist nach Fig. 4 ein senkrechter Abstand Z von 0,4 mm skizziert. Dieser senkrechte Abstand Z von 0,4 mm bestimmt die Parallelität zwischen Faden 5 und Sensorfläche 13. Aus dem dargestellten ergibt sich, daß die Deckplatte 14 folglich um einen Längenbetrag über die Sensor-Fläche hinausragen muß, der der Länge der Hypothenuse L des (in Fig. 4 nicht maßstäblich dargestellten) Dreiecks entsprechen muß. Diese Deckplatten 14 sind aus einem verschleißfestem Material wie z. B. Keramik oder Edelstahl und besitzen keine Kanten in der Berührung mit dem Fadenlauf.

Mit Changierbewegung des Fadens trifft natürlich dieser auf jeweils 1 Paar der Deckplatten 14 auf. Der Reinigungsvorgang erfolgt stets für die Zeitdauer des Auftreffens des Fadens auf die paarweise angeordneten Deckplatten bis zum Zurückführen des Fadens von den Deckplatten durch den Fadenführer.

Durch den konstanten Abstand Z wird verhindert, daß der laufende Faden auf der Sensorfläche anliegt. Durch die Haarigkeit des Garnes streifen die abgespreizten Fasern über die optisch aktive Fläche und reinigen sie von Staub und abgelagerten freien Fasern. Neben diesem "Pinseleffekt" wird zugleich ein anderer Effekt ausgenutzt. Die sich um den laufenden Faden bildende Grenzschichtströmung führt zu einem Luftzug, der zusätzlich die optisch aktive Fläche erreicht und reinigt.

Fig. 5 zeigt eine Reinigung der Sensorfläche durch Berührung mit dem laufenden Faden. Der Faden wird auf der Sensorfläche in Fadenabzugsrichtung bewegt. Dabei schabt der Faden auf der Sensorfläche und beseitigt somit Schmutz- und Staubablagerungen. Diese Berührung wird möglich, da die Sensorfläche Anschlag und Unkehrpunkt zugleich für den changierten Faden ist. Die Reinigung beginnt mit dem Berühren zwischen Faden und Sensorfläche und endet mit der Rückbewegung des Fadens in Richtung der gegenüberliegenden Sensorfläche.

Bezugszeichen

1 Spinnbox

2 Faserband

3 Vorlagekanne

4 Abzugsrohr

5 Faden

6a fixierte Abzugsrolle

6b bewegliche Abzugsrolle

7 Garnüberwachung

8 Fadenumlenkstange

9 Fadenführer

10 Garnspule

11 Spulenhalter

12 Friktionswalze

13 Sensorfläche

14 Anschlag

R Fadenlaufrichtung

Z senkrechter Abstand

L Hypothenuse


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Reinigung der Sensorflächen einer berührungslosen Garnüberwachung an einer Spinnmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden im Bereich der Fadenchangierung überwacht wird und daß der Faden zwischen den Sensorflächen hin und her bewegt wird, wobei der Faden auf die jeweilige Sensorfläche soweit zubewegt wird, daß durch den Fadenlauf auf der Sensorfläche befindliche Ablagerungen beseitigt werden.
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorflächen soweit verschoben werden, daß sie in den Umkehrpunkten der Changierbewegung angeordnet sind, so daß für die Zeitdauer der Berührung zwischen laufendem Faden und Sensorfläche ein Abschaben der Verschmutzung erfolgt.
  3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei unmittelbarer Annäherung des laufenden Fadens dieser parallel und somit in einem senkrechten, konstant gehaltenen Abstand zur Sensorfläche geführt wird, wobei ein Reinigungsvorgang von Staub und Fasern sowohl durch die abspreizenden Einzelfasern des Fadens infolge Haarigkeit als auch durch eine sich um den laufenden Faden bildende Grenzschichtströmung wirksam gemacht werden, wobei mittels natürlicher Laufunruhe des Fadens beim Changieren eine Fläche der Sensorfläche reinigbar ist, die dem mehrfachen der Fadenstärke entspricht.
  4. 4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der senkrechte Abstand zwischen Sensorfläche und Faden mit 0,4 mm ein Optimum für die Reinigung darstellt.
  5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit einer berührungslos arbeitenden Garnüberwachung, die einen U-förmigen Meßspalt besitzt, so daß die beiden Sensorflächen gegenüberliegend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Changierbereich zwischen Abzugswalze und Friktionswalze oder unterhalb der Abzugswalze die Sensorflächen der Garnüberwachung positioniert sind, wobei die Mitte des Meßspaltes in der Mitte der Changierbreite angeordnet ist und der Meßspalt durch einen Anschlag begrenzt ist, der im Randbereich der Changierbreite liegt, maximal im Umkehrpunkt des Changierfadens angeordnet ist.
  6. 8. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorflächen der Garnüberwachung je einen gegenüberliegenden Anschlag bilden, so daß der laufende Faden diesen Anschlag berührt.
  7. 7. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb und unterhalb jeder Sensorfläche ein Anschlag angeordnet ist, der in den Changierbereich hineinragt, so daß der Faden diesen Anschlag berührt und kurzzeitig in konstantem, senkrechtem Abstand parallel zur Sensorfläche geführt wird.
  8. 8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag aus verschleißfestem Material ist.
  9. 9. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß der Anschlag im Bereich 0,3 mm bis 0,5 mm verstellbar und auf einen gewählten Wert fixierbar ist, so daß der senkrechte Abstand zwischen Faden und Sensorfläche einen konstanten Wert hat.






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