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Dokumentenidentifikation DE102004040214A1 02.03.2006
Titel Textilmaschine und Verfahren zur Ansetzeroptimierung
Anmelder Maschinenfabrik Rieter AG, Winterthur, CH
Erfinder Lovas, Kurt, 85113 Böhmfeld, DE;
Baier, Frank, 85290 Geisenfeld, DE
Vertreter Schlief, T., Dipl.-Phys.Univ. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 85055 Ingolstadt
DE-Anmeldedatum 19.08.2004
DE-Aktenzeichen 102004040214
Offenlegungstag 02.03.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.03.2006
IPC-Hauptklasse D01H 13/14(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse D01H 4/48(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      B65H 63/04(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Textilmaschine, insbesondere Offenend-Spinnmaschine, mit einer oder mehreren fahrbaren Wartungseinrichtungen, die Mittel zum Neuanspinnen eines Fadens oder zu dessen Anspinnen nach einem Fadenbruch aufweisen und die darüber hinaus mit einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Textilmaschine ausgestattet ist. Erfindungsgemäß ist die Textilmaschine dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßvorrichtung zur Messung der Fadenspannung und/oder der Fadenbruchspannung des von der Textilmaschine gelieferten und kontinuierlich durchlaufenden Fadens vorgesehen ist, wobei die Meßvorrichtung ganz oder teilweise an der Textilmaschine, der Wartungseinrichtung oder beiden angeordnet ist.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Textilmaschine, insbesondere eine Offenendspinnmaschine, mit einer oder mehreren fahrbaren Wartungseinrichtungen, die Mittel zum Neuanspinnen eines Fadens oder zu dessen Anspinnen nach einem Fadenbruch aufweisen und die darüber hinaus mit einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Textilmaschine ausgestattet ist. Im weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Anspinnen an Arbeitsstellen von Textilmaschinen, insbesondere an Offenendspinnmaschinen.

An fadenproduzierenden Textilmaschinen kommt es bei Spulenwechseln oder beim Auftreten von Fadenbrüchen immer wieder dazu, daß zur Fortführung der Fadenproduktion ein Fadenende anzuspinnen ist. Dabei wird entweder das gebrochene Fadenende oder im Fall eines Spulenwechsels das Ende eines Hilfsfadens zum Anspinnen verwendet. An der Übergangsstelle vom vorhandenen Faden zu dem neu angesponnenen Fadenabschnitt entstehen beim Anspinnen regelmäßig Übergange die als Ansetzer bezeichnet werden. Wünschenswert ist es diese sogenannten Ansetzer bzw. Ansetzerstellen möglichst ohne Qualitätseinbußen, das heißt Veränderungen der Fadenqualität herzustellen. Insbesondere muß gewährleistet sein, daß die mechanische Belastbarkeit an den Ansetzerstellen ausreichend hoch ist, um bei einer nachfolgenden Weiterverarbeitung des produzierten Garnes, beispielsweise in einer Webmaschine, Fadenbrüche an dieser Stelle und damit Störungen des Produktionsablaufes zu vermeiden.

So ist es bekannt produzierte Ansetzen bzw. Ansetzerstellen von den Arbeitsstellen von Offenendspinnmaschinen zu entnehmen und diese auf die Festigkeit ihrer Ansetzerstellen hin zu untersuchen. Nachteilig ist dabei jedoch, daß der Faden mit der gesamten Spule von der Maschine zu entnehmen ist. Anschließend müssen im Labor die Ansetzerstellen gesucht und dann den Prüfungen unterzogen werden. Die zu ermittelnden Meßergebnisse liegen deshalb nur zeitversetzt vor. Für die Bestimmung der benötigten Meßwerte sind außerdem Meßvorrichtungen in einem Labor bereitzuhalten. Eine andere bekannte Art die Ansetzerstellen zu prüfen beschränkt sich auf die Erfassung von Massenzunahmen. Hieraus können aber keine Aussagen über das Dehnungs-Reißverhalten der Ansetzerstellen hergeleitet werden.

Aufgaben der Erfindung ist es daher eine Textilmaschine bzw. eine Wartungseinrichtung sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art bereit zu stellen, mit dem die Qualität der produzierten Ansätze mit besonders geringem Aufwand in sehr kurzer Zeit bestimmbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Textilmaschine dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßvorrichtung zur Messung Fadenspannung und/oder der Fadenbruchspannung des von der Textilmaschine gelieferten und kontinuierlich durchlaufenden Fadens vorgesehen ist, wobei die Meßvorrichtung ganz oder teilweise an einer Textilmaschine, der Wartungseinrichtung oder beiden angeschlossen ist. Ist die Meßvorrichtung in der erfindungsgemäßen Weise in der Textilmaschine, der Wartungseinrichtung oder an beiden integriert angeordnet, können praktisch zu jeder Zeit Messungen der Fadenspannung bzw. der Fadenbruchspannung vorgenommen werden, ohne daß eine separate Bereitstellung der Meßvorrichtung erforderlich ist. Zudem ist es mit der erfindungsgemäßen Textilmaschine möglich den kontinuierlich durchlaufenden Faden zu messen, wodurch eine Entnahme des gesamten Fadens inklusive Spule entfällt. Die Arbeitseffizienz der Wartungseinrichtung bzw. der Textilmaschine wird trotz ausgeführter Messungen nicht oder nur unmerklich beeinträchtigt.

Eine mögliche Ausführungsform der Meßvorrichtung sieht dazu vorteilhafterweise vor, daß diese Führungs- und Umlenkvorrichtungen aufweist, sowie Meßmittel zur Bestimmung der für die Umlenkung des Fadens aufzubringenden Kräfte, und daß ferner Berechnungsmittel zur Berechnung der aus den bestimmten Kräften resultierenden Fadenspannung vorgesehen ist. Bei bekannter Geometrie der den Faden umlenkenden Punkte bzw. Kontaktflächen und bekannten Kräften, welche auf diese Stellen einwirken, läßt sich ggf. unter Berücksichtigung der Reibungskoeffizienten die am Faden anliegende Fadenspannung berechnen. Die Ermittlung der auf die Umlenkstellen einwirkenden Kräfte kann beispielsweise durch einen in Richtung der vom Faden ausgeübten Kraft biegsamen Körper geschehen, dessen Verformung über Dehnungsmeßstreifen ermittelt wird. Aus den Werkstoffkennwerten des Biegekörpers, der Geometrie der Meßanordnung sowie den sich einstellenden Dehnungswerten des Biegekörpers kann die auftretende Kraft und damit auch die am Faden anliegende Fadenspannung ermittelt werden. Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von Meßanordnungen zur Bestimmung von Fadenspannungen bekannt, welche im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung in erfindungsgemäßer Weise einsetzbar sind. Das Grundprinzip ist allen gleich und beruht darauf die Fadenspannung in direktem Wege durch die Bestimmung der zur Auslenkung des Fadens benötigten Kräfte zu bestimmen.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Meßvorrichtung Meßmittel zur Bestimmung der Leistungsaufnahme von einer an der Textilmaschine vorgesehenen Fadenabzugsvorrichtung aufweist. Hierbei handelt es sich um eine indirekte Bestimmung der Fadenspannung, die beispielsweise über die Leistungsaufnahme oder Leistungsabgabe eines Hydraulikantriebes oder eines pneumatischen Antriebes erfolgt. Die zur Messung eingesetzten Antriebe dienen dabei zum Abzug des Fadens von der Textilmaschine. So kommt es beispielsweise bei Offenendspinnmaschinen vor, daß bei einer bestimmten Fadenabzugsgeschwindigkeit der Fadenabzugsantrieb eine bestimmte gleichbleibende Leistungsaufnahme aufweist. Erhöht sich nun die Fadenspannung, was beispielsweise aufgrund höherer Abzugsgeschwindigkeiten, vergrößerter Reibung oder größeren Rückhaltekräften im Bereich des Rotors auftreten kann, so erhöht sich auch die Leistungsaufnahme des Fadenabzugsantriebes. Indirekt kann damit über die Leistungsaufnahme bzw. Leistungsabgabe ein Rückschluß auf die Fadenspannung erfolgen. Derartige Leistungsmessungen sind beispielsweise über Druck- und Volumenbestimmungen der aufgenommenen Antriebsmedien wie Hydraulikflüssigkeit oder Druckluft besonders einfach zu bestimmen. Damit ist die erfindungsgemäße Textilmaschine mit Mittel zur Bestimmung der Fadenspannung in besonders einfacher Weise realisierbar, da nur noch die erforderlichen Leistungsmeßeinrichtungen zu installieren sind, was beispielsweise bei einer Wartungseinrichtung ohne größeren Aufwand möglich ist.

Eine andere besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht dazu vor, daß die einer Textilmaschine vorgesehene Fadenabzugsvorrichtung elektrisch betrieben ist. Bei einem elektrischen Antrieb beispielsweise mittels eines Elektromotors der als Schritt- oder Servomotor ausgebildet sein kann, ist die Messung der Leistungsaufnahme besonders einfach, da hierzu lediglich der aufgenommene Strom und die korrespondierende Spannung zu ermitteln ist. Da Fadenabzugsantriebe in der Regel bereits elektrisch ausgeführt sind kann eine solche erfindungsgemäße Ausführungsform ganz besonders leicht an der Spinnmaschine oder der Wartungseinrichtung realisiert werden.

Zur Auswertung der gewonnenen Meßdaten ist es besonders vorteilhaft, wenn die Meßvorrichtung an eine Steuerungseinrichtung der Textilmaschine und/oder der Wartungseinrichtung angeschlossen ist. Derartige Steuerungseinrichtungen sind in der Regel mit elektronischen Prozessoren ausgestattet die vorgegebene Programme abarbeiten. Mittels solcher Programme können die von der Meßvorrichtung an die Steuerungseinrichtung übergebenen Meßdaten weiterverarbeitet werden. Steuerungseinrichtungen sind an Textilmaschinen bzw. Wartungseinrichtungen in der Regel bereits vorhanden, so daß eine Umsetzung der vorliegenden Erfindung lediglich auf eine entsprechende Anpassung der auszuführenden Programme beschränkt, was besonders zeit- und kostensparend ist.

So ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß in der Steuerungseinrichtung zur Bestimmung und Auswertung vorbestimmter Zustände Vorschriften in maschinen lesbarer Form abrufbar hinterlegt sind. Mit solchen Vorschriften wird die Steuerungseinrichtung in die Lage versetzt bestimmte Zustände zu erkennen. Gleichzeitig wird ihr vorgegeben in welcher Weise sie sich bei den jeweiligen Zuständen zu verhalten hat, wenn einer dieser Zustände erreicht ist. Mit Hilfe solcher Programme kann die Steuerungseinrichtung die von der Meßvorrichtung ermittelten Meßwerte zunächst erfassen, soweit gewünscht speichern und auch analysieren. Die Ergebnisse der Verarbeitung der Meßwerte kann dann beispielsweise an einen Bediener ausgegeben werden. Dies kann durch eine Anzeige ein Ausdruck oder eine akustische Mitteilung erfolgen. Ein mögliches Ergebnis kann beispielsweise so aussehen, daß wenn nach einem erfolgten Fadenabwurf keine Fadenspannung aufgebaut wird die Anwurflänge zu kurz ist und das Fadenende den Rotorinnenraum nicht berührt. Dieses Ergebnis kann dann entsprechend dem Bediener mitgeteilt werden, der die Fadenabwurflänge manuell korrigiert.

In Weiterbildung der Erfindung kann darüber hinaus vorgesehen werden, daß in der Steuerungseinrichtung Vorschriften zur automatischen Durchführung eines Parameter-Optimierungsverfahrens in maschinenlesbarer Form abrufbar hinterlegt sind. Nach erfolgter Auswertung der Meßwerte in der Steuerungseinrichtung kann mittels solcher erfindungsgemäßer Programme eine selbständige Beseitigung von Mängeln bzw. Optimierung von Ansetzparametern durch die Steuerungseinrichtung in der Textilmaschine erfolgen. In dem vorbenanntem Beispiel der zu kurzen Fadenabwurfslänge kann mittels eines solchen Programms die Steuerungseinrichtung die vorgegebene Fadenabwurflänge selbständig verlängern, so daß das Fadenende im Rotor erfaßt wird. Eine solche Verlängerung kann beispielsweise in einer vorbestimmten iterativen Weise erfolgen.

Die darüber hinaus von der Erfindung vorgeschlagene Wartungseinrichtung für Textilmaschinen ist dadurch gekennzeichnet, daß diese mit einer Meßvorrichtung zur Messung der Fadenspannung und/oder der Fadenbruchspannung nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestattet ist. Die Zusammenlegung bzw. gemeinsame Anordnung aller erforderlichen Komponenten in einer Wartungseinrichtung ist in der Praxis besonders vorteilhaft, da die Wartungseinrichtung damit selbständig eine Optimierung der Ansetzerstellen vornehmen kann. Sowohl die benötigte Meßvorrichtung als die Steuerungsvorrichtung samt den darin abgelegten Vorschriften in Form von Programmen wirken in einer Einheit zusammen. So kann beispielsweise eine Wartungseinrichtung an einer von vielen Arbeitsstellen einer Textilmaschine eine Ansetzeroptimierung ausführen, die dabei ermittelten Ansetzparameter speichern und bei den übrigen Arbeitsstellen eine Textilmaschine zur Anwendung bringen. Selbstverständlich ist es hierbei auch möglich verschiedenartige konfigurierte Arbeitsstellen an ein und derselben Textilmaschine zu verwenden. In diesem Fall würde die Wartungseinrichtung dahingehend beschränkt, daß sie die ermittelten Parameter nur auf Arbeitsstellen anwendet die eine gleiche oder hinreichend ähnliche Konfiguration aufweisen.

Das im weiteren von der Erfindung vorgeschlagene Verfahren zeichnet sich vorteilhafterweise dadurch aus, daß die Fadenspannung direkt am gelieferten Faden gemessen und entsprechend dem Ergebnis einer Optimierung der Anspinnparameter vorgenommen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt aufgrund der zeitgleichen bzw. besonders zeitnahen Messung der Fadenspannung am durchlaufenden Faden besonders rasche Bestimmung der optimierten Anspinnparameter und beeinträchtigt den Produktionsbetrieb höchstens sehr geringfügig. Erreicht wird durch die Optimierung der Ansetzparameter aber die Herstellung besonders gleichmäßiger und reißfester Ansetzerstellen.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise als Anspinnparameter die Fadenabwurflänge, die Verweildauer des Fadens im Rotor oder die Fadenabzugsgeschwindigkeit optimiert. Es ist aber darüber hinaus möglich auch mehrere Parameter gleichzeitig zu optimieren. Dies kann beispielsweise mittels eines mathematischen Algorithmus oder sonstiger Programmvorschriften geschehen, welche die verschiedenen zu optimierenden Parameter und die aus der Messung gewonnenen Werte, Zustände bzw. Ergebnisse berücksichtigen.

Eine mögliche Form der Optimierung von Ansetzerstellen sieht dabei erfindungsgemäß vor, daß bei Vorliegen der Fadenspannung die Fadenabzugsgeschwindigkeit iterativ verringert wird, so daß die Fadenspannung bei nachfolgenden Iterationsschritten ansteigt. Dieser Art der Optimierung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß mit einem Absinken der Fadenabzugsgeschwindigkeit die Festigkeit der Ansetzerstellen bis zu einem bestimmten Maximalwert ansteigt.

Unterschreitet nun die Fadenabzugsgeschwindigkeit einen Mindestwert, so kommt es zu einem Fadenbruch. Der Mindestwert der Fadenabzugsgeschwindigkeit ist von zahlreichen Faktoren abhängig, wie beispielsweise Klimafaktoren, Maschinenbeschaffenheit und Art des herzustellenden Fadens bzw. Art des verwendeten Fasermaterials. Um nun den Mindestwert möglichst exakt zu bestimmen wird die Fadenabzugsgeschwindigkeit so lange iterativ verringert bis es zum Fadenbruch kommt. Danach ist es vorteilhaft, daß die Fadenabzugsgeschwindigkeit bzw. die Verweildauer des Fadenendes im Rotor in vorbestimmter Weise geändert wird, wenn nach einem der Iterationsschritte ein Fadenbruch festgestellt wird. Die vorbestimmte Weise kann beispielsweise vorsehen, daß nach dem Feststellen des Fadenbruches die zuletzt verwendete Fadenabzugsgeschwindigkeit um einen festen Prozentsatz, der beispielsweise 10% oder 20% beträgt, erhöht wird. Damit kann erreicht werden, daß im weiteren Produktionsverlauf auch unter Berücksichtigung auftretender Streuungen Ansetzerstellen mit optimaler Festigkeit produziert werden und gleichzeitig das Risiko von Fadenbrüchen weitestgehend eliminiert wird.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, daß bei nicht vorliegender Fadenspannung eine vorgegebene Fadenabwurflänge iterativ vergrößert wird. Reicht das Fadenende nach dem erfolgten Abwurf nicht bis an die Rotorinnenseite heran, so muß der Anspinnversuch zwangsläufig scheitern. Dieser Fehler wird über das nicht eintretende Ansteigen Fadenspannung nach dem erfolgten Fadenabwurf festgestellt. Eine schrittweise Vergrößerung der Fadenabwurflänge schafft hierbei die gewünschte Abhilfe.

Zusätzlich kann in Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen werden, daß bei zunächst vorliegender Fadenspannung und deren Abfall vor dem Beschleunigen auf die Fadenabzugsgeschwindigkeit die Verweildauer des abgeworfenen Fadenendes im Rotor verkürzt wird. Verweilt das Fadenende nämlich zu lange im Rotor ohne abgezogen zu werden, so erfährt der Faden insgesamt einen zu starken Drall, was zu einem Abdrehen führt. Ein früheres Herausziehen das Fadenendes schafft hierbei Abhilfe.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß beim Abfall der Fadenspannung nach Beginn des Fadenabzuges zwischen einem abrupten Abfall und einem stetigen Abfall unterschieden wird. Es wurde nämlich festgestellt, daß die beiden Arten von Abfall der Fadenspannung auf unterschiedlichen Fehlerursachen beruhen.

So ist es bei einem abrupten Abfall der Fadenspannung vorteilhaft, wenn Maßnahmen gegen Abdrehen des Fadens eingeleitet werden. Die Fadenabzugsgeschwindigkeit zu erhöhen oder den Zeitpunkt des Beginns des Fadenabzugs vorzuverlegen, stellen zwei der möglichen Maßnahmen dar.

Bei einem langsamen Abfall der Fadenspannung hingegen ist es vorteilhaft, wenn Maßnahen gegen ein Auslaufen des Fadens eingeleitet werden. Ein langsames Auslaufen des Fadens kann beispielsweise durch eine zu geringe Förderung von Faserband bzw. Fasern zur Auflösewalze oder zu einer zu hohen Fadenabzugsgeschwindigkeit herrühren. Dementsprechend sieht die zugehörige Maßnahme zur Fehlerbeseitigung ein Absenken der Fadenabzugsgeschwindigkeit oder eine Erhöhung der Faserzufuhr in den Rotor vor.

Die Bestimmung der Fadenspannung erfolgt vorteilhafterweise dadurch, daß diese über Umlenkkräfte und/oder die Leistungsaufnahme, insbesondere hierbei die Stromaufnahme, von Fadenabzugseinrichtungen bestimmt wird. Diese Art der Messungen sind einfach zu realisieren und besonders genau. Insbesondere die Messung von Stromaufnahmen, beispielsweise der Antriebsmotoren von Fadenabzugseinrichtungen, kann in besonders einfacher Weise geschehen und ist an der Maschine leichtrealisierbar.

Ein besonders rationelles Arbeiten wird erreicht, wenn die Parameter-Optimierung an einer Arbeitsstelle einer Textilmaschine ausgeführt und das Ergebnis an anderen Arbeitsstellen, insbesondere an gleichartigen Arbeitsstellen, übernommen wird. Damit ist beispielsweise bei einem Partiewechsel eine Parameteroptimierung nur an einer einzigen Arbeitsstelle vorzunehmen. Die dabei bestimmten Anspinnparameter können anschließend von der Wartungseinrichtung oder der Textilmaschine an allen übrigen Arbeitsstellen übernommen werden. So bleibt der Wirkungsgrad der Wartungseinrichtung im wesentlichen unverändert. Lediglich bei einer ersten Spinnstelle ist ein etwas längerer Aufenthalt zwecks Durchführung der Parameteroptimierung erforderlich.

Die Erfindung wird zur Verdeutlichung im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt darin in:

1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Textilmaschine mit Wartungseinrichtung;

2 einen zeitlichen Verlauf von Stromaufnahme und Fadenabzugsgeschwindigkeit eines ersten Fehlerzustands;

3 einen zeitlichen Verlauf von Stromaufnahme und Fadenabzugsgeschwindigkeit eines zweiten Fehlerzustands;

4 einen zeitlichen Verlauf von Stromaufnahme und Fadenabzugsgeschwindigkeit eines dritten Fehlerzustands;

5 einen zeitlichen Verlauf von Stromaufnahme und Fadenabzugsgeschwindigkeit eines vierten Fehlerzustands.

Die 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine erfindungsgemäße Textilmaschine 1. Bei der Textilmaschine 1 handelt es sich in dem vorliegenden Beispiel um eine Offenend-Spinnmaschine. In der Textilmaschine 1 wird Faserband 2 zu einem Faden 3 verarbeitet. Das Faserband 2 wird dazu in Kannen 4 bereitgestellt, welche wahlweise über eine Kannenversorgung 5 in automatischer Weise oder alternativ manuell an der Textilmaschine 1 bereitgestellt werden. Das Faserband 2 wird mittels einer Speisewalze 6 zu einer nachfolgenden Auflösewalze 7 zugeführt. Von dort gelangen die vereinzelten Fasern, angetrieben durch eine Unterdruckströmung, in den Innenraum eines Rotors B. Dort werden sie durch schnelle Rotation des Rotors 8 an das Fadenende des Fadens 3 angesponnen. Der für den Spinnbetrieb erforderliche Unterdruck wird mittels einer Unterdruckvorrichtung 9 erzeugt. Der auf diese Weise gesponnene Faden 3 wird mittels eines Fadenabzugsantriebs 10 aus dem Rotorinnenraum herausgezogen und im weiteren zu einer Spule 11 geführt, wo er aufgewickelt wird. Der Antrieb der Spule 11 erfolgt in Normalbetrieb über eine Spulwalze 12. Im vorliegend dargestellten Zustand, bei dem Wartungstätigkeiten an der gezeigten Arbeitsstelle ausgeführt werden, wird die Spule 11 jedoch von einer Hilfsantriebswalze 13 einer Wartungseinrichtung 14 angetrieben. Die Wartungseinrichtung 14 verfügt über eine Steuerungseinrichtung 15, die u.a. über die Leitungen 16 mit der Hilfsantriebswalze 13, dem Fadenabzugsantrieb 10 und einer Fadenspannungsmeßeinrichtung 17 verbunden ist.

Die Fadenspannungsmeßeinrichtung 17 arbeitet vorliegend mit einer mechanischen Meßanordnung. Der durchlaufende Faden 3 wird dabei über zwei äußere Umlenkungen 18 geführt und von einer inneren Umlenkung 19 aus seinem normalen Fadenverlauf ausgelenkt. Dabei übt der Faden 3 mit zunehmender Fadenspannung eine rückstellende Kraft auf die innere Umlenkung 19 in Richtung des Pfeils 20 aus. Die in Richtung des Pfeils 20 ausgeübte Kraft wird mit bekannten Kraftmeßeinrichtungen ermittelt. Hierzu können beispielsweise Dehnungsmeßstreifen eingesetzt werden, wenn es sich bei der inneren Umlenkung 19 um einen mechanischen Biegearm handelt, der vorliegend die Form einer zylindrische ausgebildete Achse aufweist. Aber auch andere Meßeinrichtungen, wie beispielsweise Kraftmeßdosen o.ä. können hierbei zur Bestimmung der Rückstellkraft zum Einsatz kommen.

Alternativ kann auf die Fadenspannungsmeßeinrichtung 17 auch verzichtet werden, wenn die Steuerungseinrichtung 15 die für den Fadenabzug benötigte Kraft bzw. Leistung über die Leistungsaufnahme des Fadenabzugsantriebs 10 bestimmt. Dies kann beispielsweise über eine Ermittlung der Stromaufnahme des elektrisch angetriebenen Fadenabzugsantriebs 10 geschehen.

Zur weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Wartungseinrichtung 14 mit einer Speichervorrichtung ausgestattet, die innerhalb der Steuerungseinrichtung angeordnet ist. In dieser Speichereinrichtung ist das erfindungsgemäße Verfahren in Form von maschinenlesbaren Programmen hinterlegt und wird beim Vorliegen der entsprechenden Bedingungen aufgerufen und ausgeführt. In den vorliegenden Figuren wird das erfindungsgemäße Verfahren, das zur Ausführung anhand von Textilmaschinen bestimmt ist, näher erläutert.

In 2 ist in einem Diagramm der zeitliche Verlauf einer Fadenabzugsgeschwindigkeit und einer Stromaufnahme eines für den Fadenabzug verwendeten elektrischen Antriebes dargestellt. Auf der horizontalen Achse des Diagramms ist die Zeit t aufgetragen. Auf der vertikalen Achse liegt die Fadenabzugsgeschwindigkeit V und der von der Antriebseinrichtung aufgenommene Strom I. Für das Verständnis der vorliegenden Erfindung ist nur ein zeitlich begrenzter Abschnitt eines Anspinnvorganges von Bedeutung. Aus diesem Grunde wurde auf eine Darstellung des Stromverlaufes bzw. der Fadenabzugsgeschwindigkeit zu den übrigen Zeitpunkten verzichtet. Dies ist im Diagramm unter anderem durch die Trennung der Zeitachse an der mit dem parallel entsprechend gekennzeichneten Trennstelle ersichtlich. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung beginnt das erfindungsgemäße Verfahren am Zeitpunkt t0. Zum Zeitpunkt t0 wird ein in einer Anspinnvorrichtung bereit gehaltener Faden abgeworfen. Dementsprechend kennzeichnet der Zeitpunkt t0 den Zeitpunkt des Fadenabwurfs. Als Anspinnvorrichtung kann beispielsweise eine Wartungseinrichtung einer Offenendspinnmaschine dienen. Der darin vorgehaltene Faden wird zum Zeitpunkt t0 freigegeben und von einem in der Maschine herrschendem Unterdruck in Richtung eines Spinnrotors gesaugt. Zum Zeitpunkt tH0 erreicht das freigegebene Fadenende den Rotor. Es gelangt mit dem Rotor in Kontakt wird in Rotation versetzt und gleitet an dessen Rutschwände entlang in Richtung der Fasersammelrille, wo es mit den gleichzeitig zugeführten Fasern versponnen wird. Mit dem Erreichen des Rotors wird eine Zugkraft auf das Fadenende ausgeübt. Um ein Einziehen des Fadens in den Rotor zu vermeiden, muß der verwendete Fadenabzugsantrieb folglich eine entsprechende Gegenkraft ausüben. Dies kann beispielsweise über Servomotoren erfolgen. Zur Ausübung der Rückhaltekraft benötigt der Fadenabzugsantrieb einen Haltestrom IH. Verweilt das Fadenende nun so für einen bestimmten Zeitraum im Rotor, so kommt es dazu, daß dieser irgendwann zu viele Drehungen erfährt. Dies führt zu einem Bruch des angesponnenen Fadens zum Zeitpunkt tB durch Abdrehen. Die Fadenantriebseinrichtung muß dann zum Halten des abgedrehten Fadenendes keine Kraft mehr aufwenden, was sich in einem Absinken der Stromaufnahme auf Null ablesen läßt. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird nun festgestellt, daß Istverlauf der Stromaufnahme von einem zu erwarten Sollverlauf nach dem Zeitpunkt tB abweicht. Käme es nämlich zu keinem Fadenbruch, so bliebe die Stromaufnahme bis zu einem Zeitpunkt t1, der den Beginn des Fadenabzugs aus dem Rotor angibt, auf dem Wert IH des Haltestroms. Das vorzeitige Absinken der Stromaufnahme zeigt somit das Abdrehen des Fadens an, woraufhin ein Korrekturprozeß eingeleitet wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform startet der mit einer unterbrochenen Pfeillinie dargestellte Korrekturprozeß zwischen den Zeitpunkten tB und t1. Alternativ kann er aber auch zu einem späteren Zeitpunkt, etwa nach t1 oder t2 einsetzen. Dies ist dann aber mit unnötigen Zeitverlusten verbunden.

Im weiteren Verlauf des Diagramms ist ein Verlauf der Stromaufnahme und der Fadenabzugsgeschwindigkeit dargestellt, der sich beim einem fehlerhaften Ansetzvorgang der beschriebenen Art einstellen würde. Zum Zeitpunkt t1 beginnt die Anspinnvorrichtung mit dem Fadenabzug. Die Fadenabzugsgeschwindigkeit V ist im Diagramm mit einer durchgezogenen Linie dargestellt. Sie beginnt bei Null wird in einer ersten Phase mit einer ersten Beschleunigung gesteigert und ab dem Zeitpunkt t2 mit einer zweiten größeren Beschleunigung, was so lang geschieht, bis die Fadenabzugsgeschwindigkeit auf die endgültige Liefergeschwindigkeit gesteigert ist. Dies ist zum Zeitpunkt t3 der Fall.

Da in diesem Zustand der Faden gebrochen ist steigt die Stromaufnahme zum Zeitpunkt t1 nur bis zur Höhe des Leerlaufstromes IL an. Im weiteren steigt er näherungsweise linear mit der Fadenabzugsgeschwindigkeit an. Während bei bisher bekannten Anspinnvorrichtungen ein Fadenbruch erst mittels der im späteren Fadengang angeordneten Fadendetektoren erkennbar ist, kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens des Vorliegen eines Fehlers bereits zum Zeitpunkt tB erkannt werden. Das Absinken der Stromaufnahme gegen Null vor dem Zeitpunkt t1 zeigt nämlich den Fadenbruch schon viel früher an. Darüber hinaus kann der Fadenbruch nicht nur viel früher, sondern auch seine Ursache genauer bestimmt werden. Bei der dargestellten Fehlerform ist nämlich deutlich erkennbar, daß der Grund für den auftretenden Fehler in einem zu späten Einsetzen des Fadenabzugs zum Zeitpunkt t1 liegt. Verlegt man nun den Zeitpunkt t1 vor den Zeitpunkt des Fadenbruches tB oder zumindest zeitgleich damit, so wird ein Fadenbruch durch Abdrehen sicher vermieden. Die Vorverlegung des Zeitpunktes t1 kann beispielsweise in fest vorgegebenen Schritten in iterativer Weise erfolgen oder durch Messung der Zeitdauer zwischen dem Stromabfall zum Zeitpunkt tB und dem Zeitpunkt t1 und eine entsprechende Vorverlegung um diesen Differenzwert. Es können auch Zugaben vorgegeben werden mittels denen die Zeitdauer um die der Zeitpunkt t1 vorverlegt wird beispielsweise noch um 10% oder 20% verlängert wird, so daß mit Sicherheit ein Fadenabzug in ausreichendem Abstand vor dem Zeitpunkt tB erfolgt. Bei der Anwendung eines iterativen Verfahrens kann beispielsweise vorgegeben werden, daß nach einem erfolgreichen Ansetzvorgang noch eine zusätzliche Vorverlegung des Zeitpunkts t1 um beispielsweise 1 oder 2 zusätzliche Schritte geschieht.

Die 3 zeigt eine andere, mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Wie zuvor erfolgt auch hier zum Zeitpunkt t0 der Fadenabwurf durch die Anspinnvorrichtung. Hierbei wird jedoch im nachfolgenden Zeitraum weder ein Stromverbrauch noch ein Anstieg des Stromverbrauches registriert. Insbesondere nach dem Zeitpunkt tH0, der den zu erwatenden Beginn der Haltephase des abgeworfenen Fadens darstellt, ist keinerlei Leistungsaufnahme durch den Fadenabzugsantrieb feststellbar. Hieraus kann nun geschlossen werden, daß das Fadenende den Rotor bzw. dessen Innenseite nicht erreicht hat, da ansonsten entsprechende Zugkräfte aufträten, die ihrerseits wieder eine Leistungsaufnahme des Fadenabzugsantriebes hervorrufen würden. Nach dem nun ein entsprechender Zeitraum nach dem Zeitpunkt tHO verstrichen ist und immer noch keine Leistungsaufnahme vorliegt, kann mit Sicherheit davon ausgegangen werden, daß das die gewählte Fadenabwurflänge des abgeworfenen Fadens zu kurz ist. Je nach gewünschter Prozeßsicherheit kann die Wartezeit nach dem Zeitpunkt tHO größer oder kleiner gewählt werden. Vorteilhaft an dem Verfahren ist, daß der zu kurze abgeworfene Faden noch vor dem erreichen des Zeitpunktes t1 erkannt wird. Entsprechend dem unteren zurücklaufendem Pfeil, welcher den Korrekturprozeß darstellt, kann die Ansetzvorrichtung von einem Zeitpunkt aus, welcher vor dem Zeitpunkt t0 des Fadenabwurfes liegt erneut den Anspinnvorgang starten. Dies geschieht dann mit einer korrigierten Fadenabwurflänge, was im vorliegenden Fall einer verlängerten Fadenabwurflänge entspricht. Wie bereits zuvor kann auch hierbei die Korrektur in iterativen vorgegebenen Schritten erfolgen. Alternativ können aber beispielsweise auch fest vorgegebene Prozentwerte oder sonstige Rechenalgorithmen zur Bestimmung der korrigierten Fadenabwurflänge Verwendung finden. Das Verfahren nach 3 erlaubt damit eine rasche Bestimmung des Vorliegens eines Fehlers und darüber hinaus der Art des Fehlers. Es wird damit vermieden, daß der Fadenabzugsantrieb mit einem nicht angesponnenen Faden die nach dem Zeitpunkt t1 dargestellte Kurve sinnlos durchlaufen muß.

In 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der nach dem Fadenabwurf zum Zeitpunkt t0 das Fadenende zum Zeitpunkt tH0 im Rotorinnenraum in Kontakt mit den anzuspinnenden Fasern tritt. Zu diesem Zeitpunkt steigt die Stromaufnahme des Fadenabzugsantriebs auf den Haltestrom IH an. Nach der kurzen Verweildauer des Fadenendes im Rotor beginnt der Fadenabzugsantrieb mit dem Fadenabzug. Die hierzu benötigte höhere Leistung spiegelt sich in einer Erhöhung der Stromaufnahme ab dem Zeitpunkt t1 wieder. Gleichzeitig beginnt die Fadenabzugsgeschwindigkeit V vom Wert Null an zu steigen. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird davon ausgegangen, daß der Strom des Fadenabzugsantriebes proportional zur Fadenabzugsgeschwindigkeit V ansteigt. In der Praxis können sich hierbei jedoch, je nach Art der verwendeten Antriebseinrichtungen, Abweichungen ergeben. Wichtig für die Erfindung ist jedoch die prinzipielle Abhängigkeit von auftretenden Kräften bzw. Leistungsaufnahmen zum Zustand des produzierten Fadens. Zum Zeitpunkt tB tritt dann ein Fadenabbruch auf, der sich durch einen abrupten Abfall der Stromaufnahme bemerkbar macht. Der aufgenommene Strom fällt dabei auf den Wert IL ab, welcher dem Leerlaufstrom des Fadenabzugsantriebes entspricht. Dieser muß lediglich den für die eigene Bewegung erforderlichen Strom aufnehmen, da der abzuziehende Faden keine Widerstand mehr bietet. Nach dem abrupten Abfall der Stromaufnahme wird wiederum der mit dem Pfeil dargestellte Korrekturprozeß veranlaßt, um den aufgetretenen Fehler zu beseitigen. Dieser Korrekturprozeß kann mehr oder weniger schnell nach dem abrupten Abfall der Stromaufnahme einsetzen. Wie bereits in den vorhergehenden Figuren setzt auch hierbei der Neustart des Anspinnverfahrens an einem vor dem Zeitpunkt t0 des Fadenabwurfes liegenden Punkt erneut an. Aus der Tatsache, daß der Fadenbruch von einem abrupten Stromabfall begleitet wurde, kann vorliegend geschlossen werden, daß der Faden bedingt durch zuviel Drall gebrochen ist. Ein solches Abdrehen kann bei zukünftigen Anspinnversuchen durch eine höhere Fadenabzugsgeschwindigkeit vermieden werden. Dementsprechend wird in dem Korrekturprozeß beim nächsten Ansatzvorgang eine entsprechend höhere Fadenabzugsgeschwindigkeit eingestellt.

In 5 ist schließlich eine Ausführungsform dargestellt, bei der nach dem erfolgten Fadenabwurf zum Zeitpunkt t0 der Faden abgeworfen wird. Ab dem Zeitpunkt tHO greift dieser wie zuvor in 4 beschrieben am Rotor an und wird dort für eine kurze Weile gehalten. Ab dem Zeitpunkt t1 erfolgt auch hierbei der Beginn des Fadenabzuges. Die Fadenabzugsgeschwindigkeit V steigt dabei ausgehend vom Wert null kontinuierlich an, was im übrigen auch für den vom Fadenabzugsantrieb aufgenommenen Strom I gilt. Ab dem Zeitpunkt tB beginnt ein auftretender Fehler mit einem allmählich einsetzenden Fadenbruch. Dieser allmählich einsetzende Fadenbruch zeichnet sich durch ein allmähliches Absinken der Stromaufnahme des Fadenabzugantriebes ab. Während er zum Zeitpunkt tB noch fast gleich mit der Stromaufnahme eines fehlerfreien Betriebes ist, so hat sich die Stromaufnahme zum Zeitpunkt t2, dem Zeitpunkt an dem die Fadenabzugsgeschwindigkeit stärker erhöht wird, gegenüber einem fehlerfreien Verlauf bereits deutlich verringert. Die Stromaufnahme fällt im weiteren dann allmählich bis auf den Leerlaufstrom IL ab. Ein solcher Fehler tritt auf, wenn beispielsweise zu wenig Fasern in den Rotor eingespeist werden. Eine andere mögliche Fehlerursache ist, daß die Fadenabzugsgeschwindigkeit zu hoch ist. Dementsprechend kann eine Korrektur durch Erhöhung der Faserzuspeisung bzw. Verringerung der Fadenabzugsgeschwindigkeit geschehen. Der entsprechende Korrekturprozeß kann nach dem Auftreten des Fadenbruches zum Zeitpunkt tB einsetzen und wie auch zuvor wieder an einem Zeitpunkt vor dem Fadenabwurf t0 erneut mit einem Ansetzvorgang beginnen. Auch hierbei kann je nach Wunsch eine Toleranz vorgegeben werden, innerhalb der die Stromaufnahme von einer vorgegebenen Stromaufnahme abweichen darf, ohne daß ein Fadenbruch erkannt wird. Dabei gilt, je größer die Toleranz ist, desto sicherer wird ein Fadenbruch bestimmt aber auch desto später.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungsmöglichkeiten gegeben. So können neben den beschriebenen Fehlerarten auch andere Fehlerarten anhand der Leistungsaufnahme erkannt und gegebenenfalls durch einen Korrekturprozeß anschließend beseitigt werden. Neben der Möglichkeit der Leistungsaufnahme besteht aber auch die Möglichkeit die Fadenspannung anhand von Kräften zu bestimmen, welche zur Umlenkung des Fadens erforderlich sind. Darüber hinaus sind die beschriebenen Vorgehensweise zur Fehlerkorrektur nicht abschließend. Vielmehr können zahlreiche andere Parameter und Einstellung, wie beispielsweise die Rotordrehzahl, ebenfalls im Rahmen der Parameteroptimierung verändert werden.


Anspruch[de]
  1. Textilmaschine, insbesondere eine Offenend-Spinnmaschine, mit einer oder mehreren fahrbaren Wartungseinrichtungen (14), die Mittel zum Neuanspinnen eines Fadens (3) oder zu dessen Anspinnen nach einem Fadenbruch aufweisen und die darüber hinaus mit einer Steuerungseinrichtung (15) zur Steuerung der Textilmaschine ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßvorrichtung (17) zur Messung der Fadenspannung und/oder der Fadenbruchspannung des von der Textilmaschine gelieferten und kontinuierlich durchlaufenden Fadens (3) vorgesehen ist, wobei die Meßvorrichtung (17) ganz oder teilweise an der Textilmaschine, der Wartungseinrichtung (14) oder beiden angeordnet ist.
  2. Textilmaschinen nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (17) Führungs- und Umlenkvorrichtungen (18, 19) aufweist, sowie Meßmittel zur Bestimmung der für die Umlenkung des Fadens (3) aufzubringenden Kräfte, und daß ferner Berechnungsmittel zur Berechnung der aus den bestimmten Kräften resultierenden Fadenspannung vorgesehen sind.
  3. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch Gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung Meßmittel zur Bestimmung der Leistungsaufnahme von einer an der Textilmaschine vorgesehenen Fadenabzugsvorrichtung (10) aufweist.
  4. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch Gekennzeichnet, daß die an der Textilmaschine vorgesehene Fadenabzugsvorrichtungen (10) elektrisch betrieben ist.
  5. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (17) an eine Steuerungseinrichtung (15) der Textilmaschine und/oder der Wartungseinrichtung (14) angeschlossen ist.
  6. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerungseinrichtung (14) zur Bestimmung und Auswertung vorbestimmter Zustände Vorschriften in maschinenlesbarer Form abrufbar hinterlegt sind.
  7. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerungseinrichtung (14) Vorschriften zur automatischen Durchführung eines Parameter-Optimierungsverfahrens in maschinenlesbarer Form abrufbar hinterlegt sind.
  8. Wartungseinrichtung (14) für Textilmaschinen, insbesondere für Offenend-Spinnmaschinen, die entlang der Textilmaschine verfahrbar sind und die Mittel zum Neuanspinnen eines Fadens (3) oder zum Anspinnen nach einem Fadenbruch aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß diese mit einer Meßvorrichtung (17) zur Messung der Fadenspannung und/oder der Fadenbruchspannung nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestattet ist.
  9. Verfahren zum Anspinnen an Arbeitsstellen von Textilmaschinen, insbesondere an Offenend-Spinnmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenspannung direkt am gelieferten Faden gemessen und entsprechend dem Ergebnis eine Optimierung von Anspinnparametern vorgenommen wird.
  10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß als Anspinnparameter die Fadenabwurflänge, die Verweildauer des Fadens im Rotor oder die Fadenabzugsgeschwindigkeit optimiert wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei vorliegender Fadenspannung die Fadenabzugsgeschwindigkeit iterativ verringert wird, so daß die Fadenspannung bei nachfolgenden Iterationsschritten ansteigt.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenabzugsgeschwindigkeit bzw. die Verweildauer des Fadenendes im Rotor in vorbestimmter Weise geändert wird, wenn nach einem der Iterationsschritte ein Fadenbruch festgestellt wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht vorliegender Fadenspannung eine vorgegebene Fadenabwurflänge iterativ vergrößert wird.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei zunächst vorliegender Fadenspannung und deren Abfall vor dem Beschleunigen auf die Fadenabzugsgeschwindigkeit die Verweildauer des abgeworfenen Fadenendes im Rotor verkürzt wird.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Abfall der Fadenspannung, nach Beginn des Fadenabzugs, zwischen einem abrupten Abfall und einem stetigen Abfall unterschieden wird.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem abrupten Abfall der Fadenspannung Maßnahme gegen Abdrehen des Fadens eingeleitet werden.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem langsamen Abfall der Fadenspannung Maßnahmen gegen ein Auslaufen des Fadens eingeleitet werden.
  18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenspannung über Umlenkkräfte und/oder die Leistungsaufnahme, insbesondere hierbei die Stromaufnahme, von Fadenabzugseinrichtungen bestimmt wird.
  19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter-Optimierung an einer Arbeitsstelle einer Textilmaschine ausgeführt und das Ergebnis an anderen Arbeitsstellen, insbesondere an gleichartigen Arbeitsstellen, übernommen wird.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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