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Dokumentenidentifikation DE202004002638U1 28.07.2005
Titel Vorrichtung zum Überwachen und Steuern des Fördervorgangs eines fadenförmigen Materials
Anmelder Saurer Hamel AG, Arbon, CH
Vertreter PATENTANWÄLTE CHARRIER RAPP & LIEBAU, 86152 Augsburg
DE-Aktenzeichen 202004002638
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 28.07.2005
Registration date 23.06.2005
Application date from patent application 20.02.2004
IPC-Hauptklasse D01H 13/14
IPC-Nebenklasse B65H 63/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen und/oder Steuern des Fördervorgangs eines fadenförmigen Materials in einer Textilmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 1 685 645 bekannt. Diese zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung eines selbstverzwirnenden Garns mit aus Faserbändern bestehenden Einzelkomponenten, wobei die Faserbänder über ein Streckwerk den hin- und hergehenden Verdrallungsrollen zugeführt werden. An der ersten Verdrallungsrolle werden vier Faserbänder so verdrallt, dass nacheinander folgende Zonen entgegengesetzten Dralls entstehen. Diese Faserbänder werden dann mittels zweier nachgeordneter Führungen zu zwei selbstverdrallten Zwischengarnen verzwirnt. Diese Zwischengarne werden einer zweiten Verdrallungsrolle zugeführt, wobei sie einen weiteren Drall erhalten, indem abwechselnde Zonen entgegengesetzten Dralls überlagert werden. Die Zwischengarne werden anschließend mit einer dritten, nachgeordneten Führung zu einem Selbstzwirngarn verzwirnt und anschließend auf eine Spule aufgewickelt.

Bei derartigen Textilmaschinen besteht der Wunsch, den Fördervorgang des erzeugten Garns zu überwachen und steuern, um die Qualität des Garns sicherstellen zu können und Fehler frühzeitig erkennen zu können.

Aus der DE 42 28 300 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung von Spinnstellen bekannt. Hierbei wird an Spindeln einer Spinnmaschine, die das produzierte Garn aufwickeln, während der Anlaufphase, der Betriebsphase und der Auslaufphase zumindest eines die Spindeln antreibenden Motors unmittelbar die Drehzahl der Spindel oder die Leistungsaufnahme des die Spindel antreibenden Motors als repräsentativer Ist-Wert ermittelt und jeweils mit einem vorgebbaren, gemäß einem vorgegeben Drehzahlprogramm zeitlich variablen Soll-Wert verglichen. Überschreitet die Abweichung des Ist-Werts vom Soll-Wert einen vorgegebenen Schwellenwert, so wird abhängig von der An der Abweichung eine Klassifizierung einer aufgetretenen Störung vorgenommen und ein entsprechendes Alarmsignal ausgelöst. Nachteilig bei dieser Überwachung ist, dass lediglich der tatsächliche Ist-Zustand der am Ende des Fördervorgangs befindlichen Spindel erfasst wird, ohne den tatsächlichen Ist-Zustand der vorgelagerten Bearbeitungsstationen und der Verlaufsstrecke des Garns zu berücksichtigen.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, den Fördervorgang eines fadenförmigen Materials zu überwachen und Änderungen, welche die Qualität des Garns nachteilig beeinflussen, frühzeitig zu erkennen und anzuzeigen. Darüber hinaus soll der Fördervorgang des Garns automatisch steuerbar sein, so dass eine Qualitätsminderung des Garns verringert oder ganz vermieden wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Überwachen und/oder Steuern des Fördervorgangs eines fadenförmigen Materials in einer Textilmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen im Einzelnen.

1: eine Vorderansicht eines Teils einer Zwirnmaschine zur Herstellung eines Selbstzwirngarns;

2: ein schematisches Blockschaltbild des in 1 gezeigten Teils einer Textilmaschine mit Vorrichtungen zum Erfassen, Antreiben, Steuern, Speichern, Rechnen und Anzeigen;

3: den zeitlichen Verlauf des Geschwindigkeitsunterschied zwischen der Förder-Fadengeschwindigkeit und der Aufspul-Fadengeschwindigkeit und/oder seiner Änderung bei einer langsamen Änderung des Geschwindigkeitsunterschieds;

4: den zeitlichen Verlauf des Geschwindigkeitsunterschied zwischen der Förder-Fadengeschwindigkeit und der Aufspul-Fadengeschwindigkeit und/oder seiner Änderung bei einer schnellen Änderung des Geschwindigkeitsunterschieds;

Bei dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Vorrichtung zur Herstellung eines Selbstzwirngarns aus mehreren Vorgarnen mit sich abwechselnden Bereichen mit S- und Z-Drehungen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Anwendungsbereich beschränkt, sondern kann überall dort eingesetzt werden, wo ein fadenförmiges Material F zwischen einer Fördervorrichtung und einer Aufspulvorrichtung gefördert wird. Unter fadenförmigem Material wird hierbei insbesondere ein Einzelfaden, ein Garn oder ein Zwirn verstanden. In dem folgenden Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich bei dem fadenförmigen Material um ein Selbstzwirngarn F.

1 zeigt die Vorderansicht eines für die Erfindung maßgeblichen Teils einer Zwirnmaschine, welcher als Spinnvorrichtung 1 bezeichnet wird. Die Spinnvorrichtung 1 hat ein Streckwerk 2, dem zwei Vorfäden F1 und F2 von einer hier nicht gezeigten Zuführvorrichtung zugeführt werden. Die beiden Vorfäden F1 und F2 werden in dem Streckwerk 2 auf die gewünschte Fadendicke gestreckt und über einen Streckwerksausgangszylinder 3 einer von einem Förderantrieb 6 angetriebenen Fördereinrichtung zugeführt. Die Fördereinrichtung ist als Spinnwalzenanordnung 5 mit zwei, von einem Spinnwalzenantrieb 6 rotierend angetriebenen Spinnwalzen 5a und 5b ausgebildet.

Die Spinnwalzenanordnung 5 dient zum Erzeugen eines Garnes mit alternierender S- und Z-Drehung. Die Spinnwalzen 5a und 5b sind im wesentlichen zylindrisch mit in etwa gleich großen Außendurchmessern D1 ausgebildet und weisen eine zur Verdrillung der Vorfäden F1 und F2 geeignete äußere Oberfläche auf, beispielsweise eine Gummierung. Die Achsen der Spinnwalzen 5a und 5b sind parallel zueinander angeordnet und senkrecht zur Förderrichtung FR der Vorfäden F1 und F2 ausgerichtet. Die Oberflächen der Spinnwalzen 5a und 5b berühren sich und die Vorfäden F1 und F2 werden klemmend durch die Spinnwalzen 5a und 5b durchgeführt. Die Spinnwalzen 5a und 5b sind auf Trägerwellen angeordnet, die sowohl um die Spinnwalzenachsen rotierend als auch in axialer Richtung oszillierend durch den im Spinnwerk 4 angeordneten Spinnwalzenantrieb 6 angetrieben werden. Im Betrieb führen die Spinnwalzen 5a und 5b eine axiale Osziallationsbewegung aus, so dass die beiden Vorfäden F1 und F2 eine Drehung senkrecht zur Förderrichtung FR erhalten und zwar, je nach Oszillationsrichtung, abwechselnd in S- und Z-Richtung. Gleichzeitig rotieren die Spinnwalzen 5a und 5b in gegensinniger Richtungen mit der Förderdrehzahl N1 derart, dass die Vorfäden F1 und F2 in Förderrichtung FR zu einer Zwirneinheit 9 weiter transportiert werden. In der Zwirneinheit 9 verzwirnen sich die beiden Vorfäden F1 und F2 aufgrund ihrer Rückdrehtendenz selbsttätig miteinander zu einem Selbstzwirngarn F.

Durch die Förderbewegung der Spinnwalzen 5a und 5b erhalten die Vorfäden F1 und F2 am Ausgang der Spinnwalzenanordnung 5 eine Förder-Fadengeschwindigkeit V1, die dem Produkt aus der Förderdrehzahl N1 und dem Durchmesser D1 der Spinnwalzen 5a und 5b entspricht.

Das Selbstzwirngarn F wird dann über einen Garnreiniger 11 zu einer Aufspulvorrichtung 15 geführt, wo er mittels eines Changierfadenführers 12 auf eine Scheibenspule 19 aufgewickelt wird. Zwischen der Zwirneinheit 9 und der Aufspulvorrichtung 15 ist ein Fadenspannungssensor 10 zum Erfassen der Fadenspannung F12 des Selbstzwirngarns F vorgesehen.

Der Changierfadenführer 12 führt das Selbstzwirngarn F parallel zu einer Drehachse D der Scheibenspule 19 zwischen deren Enden 19 oszillierend hin und her, um ein gleichmäßiges Aufwickeln des Garns F in Fadenlagen auf der Scheibenspule 19 zu ermöglichen.

Die Scheibenspule 19 ist austauschbar in der Aufspulvorrichtung 15 um eine Drehachse D drehbar gelagert. Die Scheibenspule 19 wird durch einen Aufspulantrieb 16 (2) mit einer Drehzahl N2 so angetrieben, dass das Garn F in der Aufspulvorrichtung 15 eine Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 erhält. Diese Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 entspricht dem Produkt aus der Aufspuldrehzahl N2 und dem Durchmesser der auf der Scheibenspule 19 aufgewickelten Fadenlagen, der bei leerer Scheibenspule dem Durchmesser D2 der Scheibenspule 19 entspricht.

2 zeigt eine schematische Darstellung der für die erfindungsgemäße Vorrichtung wesentlichen Komponenten der Zwirnmaschine.

Der Förder- bzw. Spinnwalzenantrieb 6 ist vorzugsweise ein Elektromotor, beispielsweise ein Schrittmotor mit integriertem Regelkreis. Gesteuert wird der Spinnwalzenantrieb 6 von einer Spinnwalzenantriebssteuerung 8, welche ihre Steuersignale von einer Ein- und Ausgabeeinheit 20 übermittelt bekommt. Die Förderdrehzahlerfassung 7 erfasst die Förderdrehzahl N1 des Spinnwalzenantriebs 6 mittels bekannter Drehzahlmessvorrichtungen, z.B. einer Tacho-Maschine oder Drehzahlencoder, und leitet die Förderdrehzahl N1 an die Ein- und Ausgabeeinheit 20 weiter. Ist der Spinnwalzenantrieb 6 ein Schrittmotor mit integrierter Regelung, so ist es auch möglich, die Förderdrehzahl N, aus dieser integrierten Regelung zu erhalten.

Der Aufspulantrieb 16 ist, wie der Spinnwalzenantrieb 6, vorzugsweise ein Elektromotor, beispielsweise ein Schrittmotor mit integriertem Regelkreis und wird von einer Aufspulantriebssteuerung 18 gesteuert, welche ihre Steuersignale wiederum von einer Ein- und Ausgabeeinheit 20 übermittelt bekommt. Die Aufspuldrehzahlerfassung 17 erfasst die Aufspuldrehzahl N2 des Aufspulantriebs 16 mittels einer Drehzahlmessvorrichtung und leitet die Aufspuldrehzahl N1 an die Ein- und Ausgabeeinheit 20 weiter. Ist der Aufspulantrieb 16 ein Schrittmotor mit integrierter Regelung, so ist es auch möglich, die Aufspuldrehzahl N2 aus dieser integrierten Regelung zu erhalten.

Der Changierfadenführer 12 wird durch einen linear und zwischen zwei Endstellungen hin und her fahrenden Changierfadenführerantrieb 13 angetrieben, der von einer Changierfadenführerantriebssteuerung 13a gesteuert wird. Diese bekommt ihre Steuersignale von der Ein- und Ausgabeeinheit 20 übermittelt. Die Bewegungskomponenten des Changierfadenführers 12, insbesondere sein Geschwindigkeitsbetrag VC und seine Bewegungsrichtung BC, wird mittels einer Changierfadenführererfassung 14 erfasst und an die Ein- und Ausgabeeinheit 20 weitergeleitet. Die von dem Fadenspannungssensor 10 ermittelte Fadenspannung F12 zwischen der Spinnwalzenanordnung 5 und der Aufspulvorrichtung 15 wird ebenfalls an die Ein- und Ausgabeeinheit 20 zur Verarbeitung weitergeleitet. Die Meßwerte werden zumindest temporär in einer Speichereinheit 23 gespeichert.

Die an die Ein- und Ausgabeeinheit 20 zugeleitete Förderdrehzahl N1, die Aufspuldrehzahl N2, die Geschwindigkeitsparameter BC und VC des Changierfadenführers 12 und die Fadenspannung F12 werden anschliessend an eine Recheneinheit 21 weitergeleitet. In der Recheneinheit 21, die beispielsweise ein Mikroprozessor oder ein PC sein kann, wird aus der Förderdrehzahl N1 und dem Durchmesser D1 der Spinnwalzen 5a und 5b die Geschwindigkeit V1 des Garns F nach der Spinnwalzenanordnung 5 als Produkt aus N1 und D1 berechnet und zumindest temporär in der Speichereinheit 23 gespeichert.

Weiter wird in der Recheneinheit 21 aus der Aufspuldrehzahl N2 und dem Durchmesser D2 der Scheibenwalze 19 die Geschwindigkeit V2 des Garns F in der Aufspulvorrichtung 15 berechnet. Vorzugsweise wird über eine hier nicht gezeigte Erfassungsvorrichtung der Durchmesser der auf der Scheibenspule 19 aufgewickelten Fadenlagen erfasst und über die Ein- und Ausgabeeinheit 20 an die Recheneinheit 21 weitergeleitet, so dass der Durchmesser der Lagen der Fadenaufwicklung auf der Scheibenspule 19 statt des Durchmessers D2 der Scheibenspule 19 für die Berechnung der Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 verwendet werden kann. Die Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 ergibt sich analog zur Förder-Fadengeschwindigkeit V1 als Produkt aus der Aufspuldrehzahl N2 und dem Durchmesser D2 der Scheibenspule 19 bzw. dem Durchmesser der auf der Scheibenspule 19 aufgewickelten Fadenlagen. Auch die Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 wird zumindest temporär in der Speichereinheit 23 gespeichert.

Es ist auch möglich, die Geschwindigkeit VC des Changierfadenführers 12 bei der Ermittlung der Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 zu berücksichtigen.

Aus der von der Recheneinheit 21 berechneten Förder-Fadengeschwindigkeit V1 und der Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 wird nun der Geschwindigkeitsunterschied V12 entweder als Differenz oder als Verhältnis berechnet, also V12 = V2 – V1 oder V12 = V2/V1. Dieser Geschwindigkeitsunterschied V12 ist im normalen Förderbetrieb ungleich Null, da zur Einstellung der Fadenspannung F12 zwischen der Spinnwalzenanordnung 5 und der Aufspulvorrichtung 15 üblicherweise die Förderdrehzahl N1 und die Aufspuldrehzahl N2 derart eingestellt werden, dass die Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 geringfügig höher als die Förder-Fadengeschwindigkeit V1 ist. Bei gleichbleibenden Liefer-, Förder- und Aufspulbedingungen des Garns F bleibt der Geschwindigkeitsunterschied V12 dann auf diesem konstanten Wert.

Durch Änderungen im Förderverhalten des Garns F kann es dazu kommen, dass sich die Festigkeit der Vorfäden F1 und F2 oder des Garns F während des Fördervorgangs ändert. Als Folge davon weicht die Fadenspannung F12 von dem gewünschten Wert ab, so dass die Aufspul-Geschwindigkeit V2 entsprechend angepasst werden muss, um die gewünschte Fadenspannung F12 wieder zu erreichen. Nimmt beispielsweise die Festigkeit des Garns F und somit die Fadenspannung F12 ab, so muss die Aufspul-Geschwindigkeit V2 erhöht werden, um die gleiche Fadenspannung F12 wie vorher zu erzielen.

Ein Grund für einen derartigen Festigkeitsverlust können beispielsweise Abnutzungen der Spinnwalzenoberflächen sein, wodurch sich deren Reibkoeffizient vermindert, weshalb die Verdrillung der Vorfäden F1 und F2 durch die Spinnwalzen 5a und 5b weniger stark erfolgt mit der Folge einer geringeren Verzwirnung der Vorfäden F1 und F2. Die daraus resultierende verminderte Festigkeit der Vorfäden F1 und F2 führt dazu, dass durch die automatische Regelung der Spinnvorrichtung 1 die Aufspuldrehzahl N2 und infolgedessen die Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 soweit erhöht wird, bis die Fadenspannung F12 wieder auf den ursprünglichen Wert gelangt. Nimmt nun der Reibkoeffizient und somit die Festigkeit des Garns F aber weiter ab, so wird beständig die Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 erhöht, bis letztendlich das Garn F bricht.

Eine weitere Ursache für eine Änderung der Festigkeit des Garns F kann sein, dass einer der beiden Vorfäden F1 und F2 reißt oder dass ein Materialfehler in einem der beiden Vorfäden F1 und F2 vorliegt. Hierdurch würde sich die Festigkeit des Garns F sehr schnell verändern, wodurch die Geschwindigkeitsanpassung an der Aufspulvorrichtung 15 ebenfalls sehr schnell zu erfolgen hätte, um eine konstante Fadenspannung F12 zu erhalten.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung macht sich die Erfindung nun den durch eine Festigkeitsänderung des Garns F hervorgerufenen Geschwindigkeitsunterschied V12 zunutze, indem zunächst der Geschwindigkeitsunterschied V12 bzw. dessen Änderung &Dgr;V12 ermittelt wird. Der ermittelte Geschwindigkeitsunterschied V12 und/oder seine Änderung &Dgr;V12 wird dann entweder mittels einer Anzeigevorrichtung 22 angezeigt oder in der Recheneinheit 21 weiter verarbeitet.

Die Anzeigevorrichtung 22 kann eine Digitalanzeige oder eine analoge Anzeige sein, welche an einer Bedieneinrichtung der Textilmaschine oder an der Textilmaschine selbst angebracht ist. Der Geschwindigkeitsunterschied V12 und/oder seine Änderung &Dgr;V12 können direkt von der Recheneinheit 21 oder über die Eingabe- und Ausgabeeinheit 20 an die Anzeigevorrichtung 22 weitergeleitet werden.

Der Geschwindigkeitsunterschied V12 bzw. seine Änderung &Dgr;V12 kann auch alternativ oder zusätzlich zur Anzeige in der Recheneinheit 21 zur Erzeugung eines oder mehrerer Steuersignale für den Spinnwalzenantrieb 6, den Aufspulantrieb 16, und/oder den Changierfadenführerantrieb 13 weiter verarbeitet werden. Diese Steuersignale werden von der Recheneinheit 21 über die Eingabe- und Ausgabeeinheit 20 an die Spinnwalzenantriebssteuerung 8, die Aufspulantriebssteuerung 18 und/oder die Changierfadenführerantriebssteuerung 13a weitergeleitet. So kann beispielsweise die Bewegung des Changierfadenführers 12 an die Förder-Fadengeschwindigkeit V2 angepaßt werden, falls diese aufgrund einer Änderung &Dgr;V12 des Geschwindigkeitsunterschieds V12 erhöht oder vermindert wird. Ebenso kann auch die Förder-Fadengeschwindigkeit V1 und die Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 derart angepasst werden, dass der Geschwindigkeitsunterschied V12 konstant bleibt.

Weiterhin ist es möglich, das aufgrund des Geschwindigkeitsunterschieds V12 und/oder seiner Änderung &Dgr;V12 ermittelte Steuersignal zum Steuern des Fördervorgangs für die Regelung der Fadenspannung F12 zu verwenden. Hierzu wird die Fadenspannung F12 durch den Fadenspannungssensor 10 gemessen und an die Recheneinheit 21 weitergeleitet. Vermindert sich die Fadenspannung F12, so wird die Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 bei konstanter Förder-Fadengeschwindigkeit V1 erhöht, wohingegen die Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 verringert wird, wenn sich die Fadenspannung F12 erhöht.

Für den Geschwindigkeitsunterschied V12 wird ein Grenzwert LV vorgegeben, der in der Speichereinheit 23 abgespeichert ist. Dieser Grenzwert LV bestimmt sich üblicherweise aus Test- oder Erfahrungswerten für das zu bearbeitende fadenförmige Material F. Hierbei wird von einem durchschnittlichen oder normalen Geschwindigkeitsunterschied als Referenzwert ausgegangen. Der Grenzwert LV kann sowohl oberhalb als auch unterhalb dieses Referenzwerts liegen, wobei der Grenzwert LV auch ein beidseitiges Toleranzband um den Referenzwert sowohl für Abweichungen über oder unter diesen Grenzwert haben kann.

Weiter ist es möglich, die Änderung &Dgr;V12 dieses Geschwindigkeitsunterschieds V12 aus den ermittelten Geschwindigkeiten V1 und V2 sowie dem Geschwindigkeitsunterschied V12 zu berechnen. Auch für die Änderung &Dgr;V12 des Geschwindigkeitsunterschieds V12 kann ein Grenzwert L&Dgr;V vorgegeben werden, der sowohl eine obere als auch eine untere Grenze oder ein Toleranzband haben kann.

Überschreitet nun der Geschwindigkeitsunterschied V12 den vorgegebenen Grenzwert LV oder die Änderung &Dgr;V12 den Grenzwert L&Dgr;V, so kann an der Anzeigevorrichtung 22 ein Warnsignal ausgegeben werden, beispielsweise durch eine Änderung der Farbe der Anzeige oder ein Blinken am Bedienpult, durch ein akustisches Warnsignal oder durch das Blinken einer Anzeigevorrichtung.

Ebenso ist vorgesehen, dieses Warnsignal zusätzlich in der Speichereinheit 23 oder einer anderen Erfassungseinrichtung in einem Protokoll aufzuzeichnen, um einen Nachweis für das Auftreten des Warnsignals zu haben.

Weiter ist es möglich, das bei Überschreiten des Grenzwerts LV12 bzw. L&Dgr;V12 durch den Geschwindigkeitsunterschied V12 bzw. dessen Änderung &Dgr;V12 den Fördervorgang des Garns F durch simultanes Herunterfahren des Spinnwalzenantriebs 6 und des Aufspulantriebs 16 zu verlangsamen oder ganz anzuhalten.

Wie verfahren wird, hängt von der Bemessung der Grenzwerte LV bzw. L&Dgr;V ab. Ist der jeweilige Grenzwert so bemessen, dass sein Überschreiten auch noch weiterhin einen eingeschränkten Betrieb erlaubt, so kann es ausreichend sein, die Überschreitung des Grenzwerts lediglich anzuzeigen und ein Warnsignal auszugeben oder den Fördervorgang des Garns F zu verlangsamen. Ist hingegen der jeweilige Grenzwert derart bemessen, dass bei seiner Überschreitung die Qualität des Garns F nicht mehr hinnehmbar verschlechtert wird oder gar ein Garnbruch zu befürchten ist, so wird der Fördervorgang angehalten.

Bei der Wahl der Grenzwerte LV bzw. L&Dgr;V kann auch noch die Bewegung des Changierfadenführers 12 berücksichtigt werden, die den Faden F in oszillierender Weise aus einer geradlinigen Förderrichtung zur Scheibenspule 15 hin auslenkt und somit periodische Geschwindigkeitsänderungen hervorruft, die sich dem durch anderweitig Einflüsse hervorgerufenen Geschwindigkeitsunterschied V12 überlagern.

Von besonderem Interesse sind zwei Arten der Überschreitung des vorgegebenen Grenzwerts:

a) Langsame Änderung des Geschwindigkeitsunterschieds V12 (Figur 3)

3 zeigt im oberen Diagramm den Geschwindigkeitsunterschied V12 und im unteren Diagramm die Änderung &Dgr;V12 jeweils über der Zeit Z aufgetragen.

Eine langsame Änderung &Dgr;V12 des Geschwindigkeitsunterschieds V12 kann u. a. hervorgerufen werden durch eine Änderung des Reibwerts der äußeren Oberflächen der Spinnwalzen 5a und 5b. Diese werden über einen längeren Zeitraum, beispielsweise Monate, durch die ständige Einklemmung der Vorfäden F1 und F2 und des Transports der Vorfäden abgeschliffen, so dass sich ihr Durchmesser und ihr Reibwert ständig verringert, weshalb die Förder-Fadengeschwindigkeit V1 kleiner und die Verdrillung der Vorfäden F1 und F2 geringer ist als bei neuen Spinnwalzenoberflächen.

Durch die geringere Verdrillung der Vorfäden F1 und F2 nimmt die Anzahl der Zwirndrehungen in den Vorfäden und in der Folge die Festigkeit des Garns F ab, weshalb zur Einhaltung einer gleichbleibenden Fadenspannung F12 die Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 erhöht werden muss. Die Reibwertänderung kann zwar durch regelmäßiges Reinigen und Aufrauhen der Walzenoberflächen vermindert, aber nicht gänzlich verhindert werden. Sind die Walzenoberflächen zu stark abgerieben, so müssen sie ausgetauscht und durch neue ersetzt werden, was durch das Verfahren angezeigt werden kann.

Für den Fall des Überschreitens des Grenzwerts LV bzw. L&Dgr;V (Zeitpunkt T1 in 3) ist es also nicht unbedingt notwendig, den Fördervorgang des Garns F anzuhalten. Oft ist es ausreichend, das Bedienungspersonal durch ein entsprechendes Warnsignal auf einen erforderlichen Wechsel der Spinnwalzen 5a und 5b oder eine erforderliche Reinigung der Walzenoberflächen aufmerksam zu machen, oder den Fördervorgang nur zu verlangsamen. Eine derartige langsame Änderung des Geschwindigkeitsunterschieds V12 kann auch durch Änderungen in der Materialzusammensetzung der Vorfäden F1 und F2 oder durch veränderte Umgebungseinflüsse wie geänderte Temperatur und Luftfeuchtigkeit hervorgerufen und durch entsprechende Anpassung der Förderparameter ausgeglichen werden.

In diesem Fall ist die langsame Änderung &Dgr;V12 des Geschwindigkeitsunterschieds V12 nur gering und über einen langen Zeitraum schwierig zu erfassen. Zur Überwachung und Anzeige des Überschreitens des Grenzwerts LV wird vorteilhaft nur der Geschwindigkeitsunterschied V12 verwendet.

Weiter ist es im Falle einer langsamen Änderung des Geschwindigkeitsunterschieds V12 auch sinnvoll, den Grenzwert LV als Stufengrenzwert fest zu legen. Hierbei ist eine erste Grenzwertstufe so zu bemessen, dass deren Überschreiten die Garnqualität nicht wesentlich beeinflusst, aber als Hinweis für eine innerhalb eines relativ kurzen Zeitraumes zu befürchtende Überschreitung einer zweiten Grenzwertstufe geeignet ist, wenn die Änderung &Dgr;V12 des Geschwindigkeitsunterschieds V12 konstant bleibt oder sich verstärkt. Wird diese erste Grenzwertstufe überschritten, so wird lediglich ein Warnsignal erzeugt, der Fördervorgang der Spinnvorrichtung 1 wird jedoch unverändert weiter betrieben. Erst wenn die zweite Grenzwertstufe überschritten wird, bei der die Garnqualität nachteilig beeinflusst wird, wird der Fördervorgang des Garns F verlangsamt oder ganz angehalten.

b) Schnelle Änderung des Geschwindigkeitsunterschieds V12 (Figur 4)

4 zeigt im oberen Diagramm den Geschwindigkeitsunterschied V12 und im unteren Diagramm die Änderung &Dgr;V12 jeweils über der Zeit Z aufgetragen.

Eine schnelle oder sogar abrupte Änderung &Dgr;V12 des Geschwindigkeitsunterschieds V12 kann beispielsweise durch den Bruch oder das Fehlen eines der beiden Vorfäden F1 und F2 hervorgerufen werden. Hierdurch vermindert sich schlagartig die Festigkeit des Garns F, wodurch die Änderung &Dgr;V12 des Geschwindigkeitsunterschieds V12 sehr rasch erfolgt. Hierdurch wird die Qualität des Garns F wesentlich verschlechtert, weshalb der Fördervorgang sofort angehalten wird, um die Ursache hierfür feststellen zu können.

In diesem Fall springt die Änderung &Dgr;V12 des Geschwindigkeitsunterschieds V12 zum Zeitpunkt T2 in 4 von einem ursprünglichen, im wesentlichen konstanten Wert auf einen wesentlich höheren Wert, weshalb für diesen Fall für die Überwachung und Anzeige des Überschreitens des Grenzwerts L&Dgr;V vorteilhaft die Änderung &Dgr;V12 des Geschwindigkeitsunterschieds V12 verwendet wird.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Parameter des Fördervorgangs des Garns F zwischen der Förderreinrichtung 5 und der Aufspulvorrichtung 15 aufgrund der tatsächlichen Betriebszustände des Förderantriebs 6 und des Aufspulantriebs 16 ermittelt werden. Hierdurch kann der Fördervorgang sehr genau erfaßt, überwacht und gesteuert werden.

Insbesondere die Verwendung des im Idealbetrieb konstanten und betragsmäßig kleinen Geschwindigkeitsunterschieds &Dgr;V12 verbessert die Überwachung, da somit die wertmäßige Auflösung des Geschwindigkeitsunterschieds wesentlich &Dgr;V12 höher ist, weshalb der vorgegebene Grenzwert LV bzw. L&Dgr;V wesentlich genauer angepasst werden kann.

Auch kann durch die Erfindung der Zustand der Förder- und Aufspulmittel, z. B. der Zustand der Oberflächen der Walzen, erfasst und ein ggf. erforderlicher Austausch angezeigt werden.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zum Überwachen und/oder Steuern des Fördervorgangs eines fadenförmigen Materials (F) in einer Textilmaschine, mit einer durch einen Förderantrieb (6) drehbar antreibbaren Fördereinrichtung (5) und einer durch einen Aufspulantrieb (16) drehbar antreibbaren Aufspulvorrichtung (15), wobei das fadenförmige Material (F) in eine Förderrichtung (FR) von der Fördereinrichtung (5) zu der Aufspulvorrichtung (15) transportiert und in der Aufspulvorrichtung (15) aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtungen zum Erfassen (7, 17) der Förder-Fadengeschwindigkeit (V1) an der Fördereinrichtung (5) und der Aufspul-Fadengeschwindigkeit (V2) an der Aufspulvorrichtung (15) sowie eine Anzeigevorrichtung (22) zur Anzeige eines Geschwindigkeitsunterschieds (V12) zwischen der Förder-Fadengeschwindigkeit (V1) und der Aufspul-Fadengeschwindigkeit (V2) und/oder einer Änderung (&Dgr;V12) dieses Geschwindigkeitsunterschieds (V12) vorgesehen sind, und/oder dass Vorrichtungen zum Steuern (8, 18) der Förderdrehzahl (N1) und der Aufspuldrehzahl (N1) vorgesehen sind, welche mindestens ein Steuersignal zur Steuerung des Fördervorgangs des fadenförmigen Materials (F) erzeugen und an den Förderantrieb (6) und/oder den Aufspulantrieb (16) ausgeben, wenn der Geschwindigkeitsunterschied (V12) und/oder die Änderung (&Dgr;V12) des Geschwindigkeitsunterschieds (V12) einen vorgegebenen Grenzwert (LV, L&Dgr;V) überschreitet.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (5) zwei Spinnwalzen (5a, 5b) umfasst, welche gegenläufig um im wesentlichen senkrecht zur Förderrichtung des fadenförmigen Materials (F) angeordnete Achsen rotieren und sich gegensinnig oszillierend zwischen zwei Grenzstellungen in axialer Richtung bewegen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zum Erfassen (7, 17) und/oder Steuern (8, 18) der Förderdrehzahl (N1) und Aufspuldrehzahl (N2) umfassen:

    a) eine Eingabe- und Ausgabeeinheit (20) zum Einlesen der Förderdrehzahl (N1) und der Aufspuldrehzahl (N2) und zum Ausgeben eines Anzeigesignals an die Anzeigevorrichtung (22) und/oder des mindestens einen Steuersignals an den Förderantrieb (6) und/oder den Aufspulantrieb (16),

    b) eine oder mehrere Recheneinheiten (21) zum Ermitteln der Förder-Fadengeschwindigkeit (V1), der Aufspul-Fadengeschwindigkeit (V2) und der Änderung des Geschwindigkeitsunterschieds zwischen der Förder-Fadengeschwindigkeit (V1) und der Aufspul-Fadengeschwindigkeit (V2), zum Vergleichen des Geschwindigkeitsunterschieds (V12) und/oder der Änderung (&Dgr;V12) des Geschwindigkeitsunterschieds (V12) mit einem vorgegebenen Grenzwert (LV bzw. L&Dgr;V), und zum Erzeugen des Anzeigesignals und/oder zum Erzeugen des Steuersignals für den Förderantrieb (6) bzw. den Aufspulantrieb (16), wenn der Geschwindigkeitsunterschied (V12) und/oder die Änderung (&Dgr;V12) des Geschwindigkeitsunterschieds (V12) den vorgegebenen Grenzwert (LV bzw. L&Dgr;V) überschreitet,

    c) eine oder mehrere Speichereinheiten (23) zum Speichern des vorgegebenen Grenzwerts (LV bzw. L&Dgr;V) und/oder der durch die Recheneinheit (21) ermittelten Werte, insbesondere des Geschwindigkeitsunterschieds (V12) und/oder der Änderung (&Dgr;V12) des Geschwindigkeitsunterschieds (V12).
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen (8, 18) zum Steuern der Förderdrehzahl (N1) bzw. der Aufspuldrehzahl (N2) eine Förderantriebssteuerung (7) bzw. eine Aufspulantriebssteuerung (17) beinhalten.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zwischen der Fördereinrichtung (5) und der Aufspulvorrichtung (15) angeordneten Changierfadenführer (12) umfasst, der sich parallel zur Drehachse (D) einer Scheibenspule (19) hin und her bewegt und das fadenförmige Material (F) zum Aufwickeln auf die Scheibenspule (19) führt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Changierfadenführererfassung (14) vorgesehen ist, welche die Geschwindigkeit (Vc) des Changierfadenführers (12) erfasst und zur Berechnung der Aufspul-Fadengeschwindigkeit (V2) an die Recheneinheit (21) weiterleitet.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen mit der Eingabe- und Ausgabeeinheit (20) oder der Recheneinheit (21) verbundenen Fadenspannungssensor (10) zum Erfassen der Fadenspannung (F12) zwischen der Fördereinrichtung (5) und der Aufspulvorrichtung (15) beinhaltet.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
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