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Title:
METHOD AND DEVICE FOR MONITORING A SYNTHETIC THREAD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/115876
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and to a device for monitoring a synthetic thread in a melt spinning process. The thread is formed by means of the extrusion of a plurality of filament strands and is wetted with a fluid such that the filament strands are held together. Subsequently, the thread is guided by means of at least one driven roller. According to the invention, in order to monitor the wetting state of the thread, at least one drive parameter of the driven roller is measured and is evaluated to determine a wetting state of the thread. For this purpose, a sensor means for sensing a drive parameter is associated with the driven roller, which sensor means is connected to an evaluation module for determining a wetting state of the thread.

Inventors:
DLAMINI ANDILE (DE)
NEHRKORN-LUDWIG MARC-ANDRÉ (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/084269
Publication Date:
June 17, 2021
Filing Date:
December 02, 2020
Export Citation:
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Assignee:
OERLIKON TEXTILE GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
D01D5/08; D01D13/00; D01D13/02; G01N33/36
Domestic Patent References:
WO2016110537A12016-07-14
WO2005033697A12005-04-14
Foreign References:
DE4444150A11995-06-29
EP0918217A21999-05-26
Attorney, Agent or Firm:
NEUMANN, Ditmar (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Überwachung eines synthetischen Fadens in einem Schmelzspinnpro zess, bei welchem der Faden durch eine Extrusion einer Vielzahl von Filamentsträn gen gebildet wird, bei welchem der Faden zum Zusammenhalt der Filamentstränge mit einem Fluid benetzt wird und bei welchem der benetzte Faden durch zumindest eine angetriebene Rolle geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Antriebsparameter der angetriebenen Rolle gemessen wird und dass ein Benetzungs zustand des Fadens durch eine Auswertung der Messwerte des Antriebsparameters bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebsparameter der angetriebenen Rolle ein Motorstrom und/oder ein Motordrehmoment eines Rollenmo tors der Rolle gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Messwerte des Antriebsparameters durch einen Auswertungsalgorithmus einer Maschinenlerneinheit ausgeführt wird, wobei die Maschinenlerneinheit durch eine Vielzahl von Werten des Antriebsparameters in Relation zu einem Grad der Benet zung des Fadens geschult ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Antriebsparameter ein angetriebenen Dosierpumpe zur Bestimmung des Benetzungszustands des Fadens gemessen wird, die das Fluid zum Benetzen des Fadens fördert.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebsparameter der Dosierpumpe eine Pumpendrehzahl und/oder ein Motorstrom eines Pumpenmotors gemessen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Antriebsparameter einer angetrieben Galette zur Bestimmung des Benet zungszustands des Fadens gemessen wird, welche Galette den Faden führt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebsparameter der angetriebenen Galette ein Motorstrom und/oder ein Motordrehmoment und/oder ein Motordrehzahl eines Galettenmotors der Galette gemessen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte der Antriebsparameter als ein Datenstrom der Maschineniemeinheit kon tinuierlich zugeführt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenstrom einer Datenbank für historische Werte der Antriebsparameter zugeführt wird, welche eine Vielzahl von Werten der Antriebsparameter in Relation zu einem Grad der Benetzung des Fadens aufweist und welche mit der Maschineniemeinheit verbunden ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinenlerneinheit mit einer Benutzerschnittstelleneinheit verbunden ist, durch welche der Benutzungszustand des Fadens und/oder Prozessanweisungen angezeigt werden.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer Schmelzspinneinrichtung (1), mit einer Benetzungseinrichtung (4) und mit zumindest einer durch einen Rollenmotor (6.1) angetriebenen Rolle (6) zur Führung des Fadens (5), gekennzeichnet durch ein Sensormittel (6.2) zum Erfassen eines Antriebsparameters der angetrieben Rolle (6), welches Sensormittel (6.2) mit einem Auswertungsmodul (7) zur Bestimmung eines Benetzungszustand des Fadens (5) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswertungsmo dul (7) zur Bestimmung eines Benetzungszustand des Fadens (5) eine Maschinen lerneinheit (7.1) mit einem Auswertungsalgorithmus aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Benetzungseinrichtung (4) eine durch einen Pumpenmotor (4.3) angetriebene Dosier pumpe (4.2) aufweist und dass ein Antriebsparameter durch ein Sensormittel (4.4) erfasst wird, das mit dem Auswertungsmodul (7) verbunden ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Galetteneinrichtung (9) mit einer durch einen Galettenmotor (9.3) angetriebene Galette (9.1) zum Abziehen des Fadens (5) vorgesehen ist und dass ein weiteres Sensormittel (9.5) zur Erfassung eines Antriebsparameters der angetrieben Galette (9.1) mit dem Auswertungsmodul (7) verbunden ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel (4.4, 6.2, 9.4, 9.5) mit einer Steuereinrichtung (10) verbunden sind, durch welche ein kontinuierlicher Datenstrom der Sensorsignale erzeugbar ist und welche mit dem Auswertungsmodul (7) verbunden ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Datenbank (11) für historische Werte der Antriebsparameter vorgesehen ist, die mit dem Auswertungsmodul (7) und der Steuereinrichtung (10) verbunden ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Benutzerschnittstelleneinrichtung (8) zur Anzeige von Benetzungszuständen des Fa- dens (5) und/oder Prozessanweisungen vorgesehen ist, die mit dem Auswertungsmo dul (7) verbunden ist

Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines synthetischen Fadens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines synthetischen Fadens in einem Schmelzspinnprozess gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vor richtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.

Bei der Herstellung von synthetischen Fäden, insbesondere für textile Anwendungen ist es allgemein bekannt, dass die multifilen Fäden nach dem Schmelzspinnen und Ab kühlen benetzt werden, um einerseits die Vielzahl der feinen Filamente innerhalb des Fadens zusammenzuführen und andererseits einen antistatischen Zustand zu erzeugen, um den Filamentverbund des Fadens sicher über Führungselemente und Galetten führen zu können. Üblicherweise wird der Faden daher bereits nach einer ersten Abkühlung der Filamentstränge mit einem Fluid benetzt. Als Fluid wird bevorzugt eine Öl-Wasser- Emulsion oder ein reines Öl verwendet. Hierbei ist es jedoch erforderlich, dass der Faden kontinuierlich und ohne Unterbrechung eine gleichmäßige Benetzung erhält. So führen Fadenabschnitte mit einer mangelnden Benetzung oder gar keiner Benetzung unmittelbar zu Fehlstellen und Störungen bei der Weiterbehandlung des Fadens bishin zu einem End produkt. So wurde beispielsweise festgestellt, dass sich eine mangelnde Benetzung des Fadens bei einer späteren Anfärbung zu Farbfehlern im Gewebe führen. Daher ist die Gleichmäßigkeit der Benetzung des Fadens in dem Schmelzspinnprozess von entschei dender Bedeutung für die Qualität des Fadens.

Um den Benetzungszustand des Fadens zu überwachen, ist aus der WO 2005/033 697 Al ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Über wachung eines synthetischen Fadens bekannt, bei welchem der benetzte Faden durch ein elektrisches Feld einer Sensoreinrichtung geführt wird. Dabei wird eine Kapazitätsände rung eines Kondensators der Sensoreinrichtung genutzt, um den Benetzungszustand des Fadens zu detektieren. Hierzu ist es jedoch erforderlich, dass die Sensoreinrichtung mög lichst in einer gekapselten Umgebung gehalten ist, um die in einem Schmelzspinnprozess üblichen Umgebungsbelastungen fernzuhalten. So können derartige Umgebungseinflüsse sich negativ auf das elektrische Feld auswirken und zu Fehlmessungen und Fehlinterpre tationen führen.

Aus der EP 0 918 217 Bl ist ein weiteres Verfahren und Vorrichtung zur Überwa chung eines Fadens bekannt, bei welcher mehrere elektrische Felder innerhalb einer Sen soreinrichtung erzeugt werden, durch welche der Faden geführt ist. Damit lassen sich zwar genauere Messergebnisse erzielen, wobei auch hierbei die Umgebungseinflüsse zu berücksichtigen sind. Die direkte Erfassung des Benetzungszustandes an dem Faden er fordert zudem zusätzliche Sensoreinrichtungen, die innerhalb des Fadenlaufs zu integrie ren sind und zusätzlichen Bauraum erfordern.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Überwachung eines synthetischen Fadens in einem Schmelzspinnprozess sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit welchem bzw. mit welcher eine kontinu ierliche Überwachung vom Benetzungszustand des Fadens direkt innerhalb des Schmelz spinnprozesses möglich ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Online-Überwachung des Benetzungszustandes eines Fadens bereitzustellen, die schnelle und direkte Prozessänderungen ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merk malskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.

Die Erfindung geht auf eine Erkenntnis zurück, dass die Oberflächenbeschaffenheit des Fadens einen unmittelbaren Einfluss auf die Führung des Fadens an einer bewegten Gegenfläche hat. Somit hat der Erfinder erkannt, dass sich die Relation zwischen dem Faden und einem angetriebenen Rollenmantel einer Rolle in Anhängigkeit von der Ober flächenbeschaffenheit des Fadens verändern muss. Somit wird zumindest ein Antriebspa rameter der angetriebenen Rolle gemessen, um daraus einen Benetzungszustand des Fa- dens durch eine Auswertung der Messwerte des Antriebsparameters zu bestimmen. So ist ein Sensormittel zum Erfassen des Antriebsparameters der angetriebenen Rolle zugeord net und mit einem Auswertungsmodul zur Bestimmung eines Benetzungszustandes des Fadens verbunden. Da der Benetzungszustand des Fadens sich im Wesentlichen durch das Zusammen wirken zwischen Fadenoberfläche und Rollenmantel auswirkt, ist die Weiterbildung des Verfahrens bevorzugt ausgeführt, bei welchem als Antriebsparameter der angetriebenen Rolle ein Motorstrom und / oder ein Motordrehmoment eines Rollenmotors der Rolle gemessen wird. So sind beispielsweise die Motordrehmomente des Rollenmotors zur Führung eines trockenen Fadens gegenüber der Führung eines benetzten Fadens sehr un terschiedlich. Damit ist eine kontinuierliche Überwachung des Benetzungszustandes an dem Faden durch eine direkte Messung des Motordrehmomentes oder durch eine indirek te Messung über den Motorstrom möglich. Da das Ausbleiben einer Benetzung an dem Faden und eine mangelnde Benetzung des Fadens viele Ursachen haben kann, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher die Auswertung der Messwerte des Antriebsparameters durch einen Auswer tungsalgorithmus einer Maschinenlerneinheit ausgeführt wird, wobei die Maschinen- lerneinheit durch eine Vielzahl von Werten des Antriebsparameters in Relation zu einem Grad der Benetzung des Fadens geschult ist. So lässt sich eine künstliche Intelligenz vor teilhaft dazu nutzen, um bei einem unzureichenden Benetzungsgrad des Fadens mögliche Ursachen schnell zu ermitteln und aufzuzeigen.

Für die Ursachenfindung einer mangelnden Benetzung des Fadens ist jedoch von be sonderem Vorteil, wenn ein weiterer Antriebsparameter einer angetriebenen Dosierpum pe der Benetzungseinrichtung zur Bestimmung des Benetzungszustandes des Fadens ge messen wird, die das Fluid zum Benetzen des Fadens fördert. So ist bekannt, dass bei der Zuführung des Fluids zu dem Faden allein durch auftretende Luftblasen in den Leitungen oder Verschmutzungen der Präparationsdüsen wesentliche Ursprungsquellen für man gelnde Benetzungen vorliegen können. Damit verbessert sich die Überwachung des Fa dens insbesondere zu Ursachenfindung erheblich.

Als Antriebsparameter der Dosierpumpe wird vorzugsweise eine Pumpendrehzahl und / oder ein Motorstrom eines Pumpenmotors gemessen.

Für den Fall, dass der Faden in dem Schmelzspinnprozess durch angetriebene Galet ten thermisch behandelt, verstreckt und abgezogen wird, lässt sich darüberhinaus ein wei terer Antriebsparameter einer angetriebenen Galette zur Bestimmung des Benetzungs standes des Fadens nutzen. Insoweit lässt sich damit die Sicherheit zur Diagnose des Be netzungszustande des Fadens weiter erhöhen.

Als Antriebsparameter der angetriebenen Galette wird ein Motorstrom und / oder ein Motordrehmoment und / oder eine Motordrehzahl eines Galettenmotors der Galette ge messen Zur Sicherstellung einer kontinuierlichen Überwachung des Fadens in dem Schmelz spinnprozess ist die Verfahrensvariante bevorzugt ausgeführt, bei welcher die Messwerte aller Antriebsparameter zu einem Datenstrom zusammengeführt werden, der kontinuier lich der Maschinenlerneinheit zugeführt wird. Insbesondere können damit bereits vorzei tige Vorhersagen über mögliche mangelnde Benetzungszustände erzeugt werden, die zur Produktionsverbesserung nutzbar sind.

Um zu gewährleisten, dass bei Produktänderungen und Prozessänderungen die Ma schinenlerneinheit sich kontinuierlich verbessert, ist die Verfahrensvariante vorgesehen, bei welcher der Datenstrom einer Datenbank für historische Werte der Antriebsparameter zugeführt wird, die eine Vielzahl von Werten der Antriebsparameter in Relation zu einem Grad der Benetzung des Fadens aufweist und welche mit der Maschinenlerneinheit ver bunden ist. So besteht die Möglichkeit, den Auswertungsalgorithmus zur Analyse des Datenstroms ständig zu trainieren und zu verbessern.

Damit ein Operator aus den Ergebnissen der kontinuierlichen Auswertung des Da tenstromes möglichst schnelle Handlungen zur Verbesserung des Prozesses vornehmen kann, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher die Maschinenlernein heit mit einer Benutzerschnittstelleneinheit verbunden ist, durch welche der Benetzungs zustand des Fadens und / oder Prozessanweisungen angezeigt werden. Damit sind schnel le und direkte Umsetzungen von Prozessänderungen möglich.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zur Durchführung des Verfahrens zumin dest ein Sensormittel zum Erfassen eines Antriebsparameters der angetriebenen Rolle auf, welches Sensormittel mit einem Auswertungsmodul zur Bestimmung eines Benetzungs zustandes des Fadens verbunden ist. Aufgrund der Vielzahl von Fehlerursachen und Fehl er er scheinungen bei mangelnder Benetzung des Fadens weist das Auswertungsmodul zur Bestimmung eines Benetzungs zustandes des Fadens eine Maschinenlerneinheit mit einem Auswertungsalgorithmus auf. Insoweit können große Datenmengen genutzt werden, um schnelle und präzise Ergebnis se bei der Auswertung der Sensorsignale zu erhalten.

Um eine wesentliche Störquelle beim Benetzen eines Fadens mit in die Überwa chung einzubinden, weist die Benetzungseinrichtung eine durch einen Pumpenmotor an getriebene Dosierpumpe auf, deren Antriebsparameter durch ein Sensormittel erfasst wird, der mit dem Auswertungsmodul verbunden ist. Somit ist eine Verknüpfung weiterer Daten zur Überwachung des Benetzungszustand des Fadens gewährleistet.

Eine weitere Verbesserung der Überwachung lässt sich durch die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreichen, bei welcher zumindest eine Galetteneinrich tung mit einer durch einen Galettenmotor angetriebenen Galette zum Abziehen des Fa dens vorgesehen ist und bei welcher ein weiteres Sensormittel zur Erfassung eines An trieb sparameters der angetriebenen Galette mit dem Auswertungsmodul verbunden ist.

Aufgrund der Komplexität eines Schmelzspinnprozesses hat sich die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders bewährt, bei welcher die Sensormittel mit einer Steuereinrichtung verbunden sind, durch welche eine kontinuierlicher Datenstrom der Sensorsignale erzeugbar ist und welche mit dem Auswertungsmodul verbunden ist.

So lassen sich alle in Echtzeit erfassten Sensorsignale der Antriebsparameter direkt einer Auswertung und Analyse zuführen.

Um eine kontinuierliche Fortsetzung der Schulung der Maschinenlerneinheit zu ge währleisten, ist des Weiteren eine Datenbank für historische Werte der Antriebsparameter vorgesehen, die mit dem Auswertungsmodul und der Steuereinrichtung verbunden ist. So kann die Datenbank Offline-Daten und Online-Daten kombiniert enthalten, um bei Pro zessänderungen auf eine verbesserte geschulte Maschinenlerneinheit zurückgreifen zu können.

Für die praktische Umsetzung in dem Prozess ist die Weiterbildung der erfindungs- gemäßen Vorrichtung besonders vorteilhaft, bei welcher eine Benutzerschnittstellenein richtung zur Anzeige von Benetzungszuständen des Fadens und / oder Prozessanweisun gen vorgesehen ist, die mit dem Auswertungsmodul verbunden ist. So kann ein Operator kontinuierliche Prozessverbesserungen vornehmen, um eine hohe Qualität des Fadens am Ende des Prozesses zu gewährleisten.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung eines synthetischen Fadens wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläu tert:

Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung eines synthetischen Fadens

Fig. 2.1 bis

Fig. 2.3 schematisch mehrere zeitliche Verläufe eines Antriebsparameters der angetrie benen Rolle des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 Fig. 3 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfmdungsgemäßen Vorrich tung zur Durchführung des erfmdungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung eines synthetischen Fadens

Fig. 4 schematisch ein zeitlicher Verlauf eines Antriebsparameters einer Dosierpumpe des Ausführungsbeispiels aus Fig. 3

Fig. 5 und Fig. 6 schematisch ein zeitlicher Verlauf des Antriebsparameters einer Galette des Aus führung sb ei spi eis aus Fig. 3

In der Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfmdungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung eines syntheti schen Fadens in einem Schmelzspinnprozess. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Schmelzspinneinrichtung 1, die einen Extruder 1.1 und zumindest einen Spinnkopf 1.2 aufweist, der über eine Schmelzeleitung 1.6 mit dem Extruder 1.1 verbunden ist. Der Spinnkopf 1.2 enthält eine Spinnpumpe (hier nicht dargestellt) und eine an der Unterseite des Spinnkopfes 1.2 angeordnete Spinndüse 1.3. Die Spinndüse 1.3 weist eine Vielzahl von feinen Düsenöffnungen auf, um eine durch den Extruder 1.1 aufgeschmolzene Poly merschmelze zu feinen Filamenten zu extrudieren. Die aus der Spinndüse 1.3 austreten den Filamentstränge 2 durchlaufen einen Kühlschacht 1.4, der innerhalb einer Luftkam mer 1.5 angeordnet ist und zumindest teilweise eine durchlässige Wandung zum Einlass einer Kühlluft aufweist.

Unterhalb der Schmelzspinneinrichtung 1 ist eine Benetzungseinrichtung 4 vorgese hen, die einen Benetzungsfadenführer 4.1 aufweist. Der Benetzungsfadenführer 4.1 ist mit einer Dosierpumpe 4.2 verbunden, um ein kontinuierlich zugeführtes Fluid auf die Filamentstränge 2 aufzutragen. Die Dosierpumpe 4.2 wird über einen Pumpenmotor 4.3 derart angetrieben, dass kontinuierlich eine Kleinstmenge an Fluid dem Benetzungsfa- denführer 4.1 zuführbar ist. Die Filamentstränge 2 werden dabei zu einem Faden 5 zu sammengeführt.

Unterhalb der Benetzungseinrichtung 4 ist im Fadenlauf eine angetriebene Rolle 6 angeordnet. Der Faden 5 wird dabei mit einer Teilumschlingung am Umfang der Rolle 6 geführt. Die Rolle 6 wird durch einen Rollenmotor 6.1 angetrieben. Dem Rollenmotor 6.1 ist ein Sensormittel 6.2 zur Erfassung eines Antriebsparameters zugeordnet. Das Sensor mittel 6.2 ist mit einem Auswertungsmodul 7 verbunden.

Das Auswertungsmodul 7 weist eine Maschinenlerneinheit 7.1 auf, durch welche eine Auswertung der Sensorsignale zur Bestimmung eines Benetzungszustands des Fa dens 5 analysiert werden. Das Ergebnis der Analyse der Maschinenlerneinheit 7.1 wird einer Benutzerschnittstelleneinrichtung 8 zugeführt. Die Benutzerschnittstelleneinrich tung 8 ist durch einen Operator bedienbar, so dass die Ergebnisse der Auswertung der Sensorsignale unmittelbar visualisiert dem Operator angezeigt werden können.

Im Betrieb wird die Extrusion der Filamentstränge 2 kontinuierlich durchgeführt, so dass diese kontinuierlich mit einem Fluid vorzugsweise mit einer Öl-Wasser-Emulsion oder einem reinen Öl durch die Benetzungseinrichtung 4 benetzt werden. Hierbei ist für die Qualität des Fadens 5 ein kontinuierlicher gleichmäßiger Auftrag des Fluids erforder lich. Während des Prozesses können jedoch Störungen in Form von Luftblasen in Zulei tungen des Benetzungsfadenführers 4.1 oder durch Verschmutzungen des Benetzungsfa denführers 4.1 oder Unregelmäßigkeiten beim Antrieb der Dosierpumpe 4.2 auftreten, die zu ungewünschten Mangelbenetzungen an dem Faden 5 führen. Derartige Mängel in der Benetzung des Fadens 5 wirken sich jedoch sehr negativ auf die Qualität des Fadens ins besondere in Weiterverarbeitungsprozessen aus. Um dem Benetzungszustand des Fadens 5 zu erfassen, wird der Faden 5 am Umfang der angetriebenen Rolle 6 geführt. Die jewei lige Oberflächenbeschaffenheit des Fadens 5 in Relation zum Rollenmantel der Rolle 6 lässt sich durch Messung zumindest eines Antriebsparameters der Rolle 6 insbesondere des Rollenmotors 6.1 durch das Sensormittel 6.2 feststellen. Als Antriebsparameter ist hierbei insbesondere der Motorstrom des Rollenmotors 6.1 geeignet und wird kontinuier lich von dem Sensormittel 6.2 erfasst.

In den Fig. 2.1 bis 2.3 sind einige zeitliche Verläufe eines Antriebsparameters des Rollenmotors 6.1 in diesem Fall der Motorstrom in unterschiedlichen Betriebssituationen dargestellt. Diese Verläufe des Motorstromes des Rollenmotors 6.1 basieren auf einer Vielzahl von Messpunkten innerhalb einer vordefinierten Messzeit. Durch ein mathema tisches Verfahren erfolgte dann eine Glättung der Vielzahl der Messpunkte, um die in den Fig. 2.1 bis 2.3 signifikanten Kurvenverläufe zu erhalten. Hierbei wurden der Motorstrom des Rollenmotors 6.1 bei unterschiedlichen Betriebszuständen durch das Sensormittel 6.2 gemessen. Ein erster Betriebszustand stellt einen normalen zeitlichen Verlauf des Motor stromes dar. Demgegenüber ist ein Betriebszustand gewählt, bei welchem bewusst eine Mangelbenetzung erzeugt wurde. Der zeitliche Verlauf des Motorstromes mit mangeln der Benetzung ist jeweils in einem gestrichelten Kurvenverlauf dargestellt.

So ist in der Fig. 2.1 der zeitliche Verlauf des Motorstromes des Rollenmotors 6.1 in einem Normalzustand und mit einem durch Luftblasen in der Zuführleitung des Benet zungsfadenführers 4.1 erzeugten Mangelbenetzung gegenübergestellt. Dabei lassen sich deutlich unterschiedliche Kurvenverläufe im Motorstrom des Rollenmotors 6.1 registrie ren. So wirken die benetzten Fadenoberflächen und die trockenen Fadenoberflächen des Fadens 5 direkt auf ein Antriebsmoment der Rolle 6 und damit auf den Motorstrom ein.

In Fig. 2.2 ist die Mangelbenetzung durch eine Verschmutzung des Benetzungsfa denführers 4.1 erzeugt. Auch hierbei sind die Kurvenverläufe des Motorstromes eines normalen Prozesses und eines Prozesses mit mangelnder Benetzung gegenübergestellt und weisen deutliche Unterschiede auf. In der Fig. 2.3 ist die Situation dargestellt, bei welcher die mangelnde Benetzung durch zeitliche Aussetzung der Benetzung hervorgerufen sind. Derartige Aussetzer kön nen beispielsweise aus einer fehlerhaften Dosierpumpe 4.2 resultieren. Auch hierbei sind die Kurvenverläufe des Motorstromes des Rollenmotors 6.1 sehr unterschiedlich ausge prägt.

In den Fig. 2.1 bis 2.3 sind nur einige Ausführungsbeispiele einer mangelnden Be netzung dargestellt. Grundsätzlich gibt es eine Mehrzahl von Ursachen einer mangelnden Benetzung des Fadens, die durch kontinuierliche Messung eines Antriebsparameters de- tektierbar sind. Als Antriebsparameter können der Motorstrom, eine Motordrehzahl oder ein Motormoment des Rollenmotors 6.1 durch das Sensormittel 6.2 einzeln gemessen und überwacht werden. Bevorzugt werden jedoch alle von dem Rollenmotor 6.1 beim Antrieb der Rolle 6 zur Verfügung stehenden Antriebsparameter erfasst und analysiert.

Die in den Fig. 2.1 bis 2.3 beispielhaft dargestellten Verläufe des Motorstromes die nen zur Schulung eines Auswertungsalgorithmus der Maschinenlerneinheit 7.1. So wer den der Maschineniemeinheit 7.1 eine Vielzahl von Werten der Antriebsparameter in Relation zu einem Grad der Benetzung des Fadens aufgegeben, um mit Hilfe des Aus wertungsalgorithmus eine effektive Prozessüberwachung durchführen zu können. Damit lassen sich mit hoher Wahrscheinlichkeit mangelnde Benetzungszustände des Fadens aufdecken.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrich tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung eines syn thetischen Fadens sind nur die zur Ausführung der Erfindung wesentlichen Bestandteile eines Schmelzspinnprozesses dargestellt. Üblicherweise wird der Faden nach dem Benet zen durch eine Verstreckung, Verwirbelung oder sogar Kräuselung behandelt, so dass die angetriebene Rolle 6 bevorzugt am Ende einer Behandlungsfolge angeordnet wird. Da der Faden in einem Schmelzspinnprozess am Ende zu einer Spule aufgewickelt wird, ist daher die Anordnung der angetriebenen Rolle 6 bevorzugt unmittelbar vor einer Wickel stelle einer Aufspulmaschine vorgesehen. Darüberhinaus wurde festgestellt, dass die Überwachung des synthetischen Fadens zur Ermittlung des Benetzungszustandes noch dadurch wesentlich verbessert werden kann, indem möglichst eine Vielzahl von An triebsparametern weiterer an dem Prozess beteiligter angetriebener Aggregate gemessen und zur Auswertung genutzt werden. Hierzu ist in Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbei spiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Überwa- chung eines synthetischen Fadens schematisch dargestellt.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwischen der Benetzungs einrichtung 4 und er angetriebenen Rolle 6 eine Galetteneinrichtung 9 mit mehreren Ga letten 9.1 und 9.2 angeordnet. Hierbei wird der Faden 5 am Umfang der Galetten 9.1 und 9.2 geführt. Die Galetten 9.1 und 9.2 sind jeweils über einen Galettenmotor 9.3 und 9.4 mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit angetrieben. So dient die Galette 9.1 im wesentlichen zum Abziehen des Fadens 5 aus der Schmelzspinneinrichtung 1. Die Galette 9.2 kann gegenüber der Galette 9.1 eine veränderte Umfangsgeschwindigkeit aufweisen, um eine Verstreckung des Fadens 5 durchzuführen. Zur Überwachung des synthetischen Fadens 5 sind den Galettenmotoren 9.3 und 9.4 jeweils ein Sensormittel 9.5 und 9.6 zugeordnet. Die Sensormittel 9.5 und 9.6 der Galet teneinrichtung 9 sowie das Sensormittel 6.2 der Rolle 6 mit einer Steuereinrichtung 10 verbunden. Der Benetzungseinrichtung 4 ist ebenfalls ein Sensormittel 4.4 zugeordnet, das beispielsweise als Drehzahlsensor die Motordrehzahl des Pumpenmotors 4.3 erfasst. Das Sensormittel 4.4 ist ebenfalls mit der Steuereirichtung 10 verbunden.

Die Steuereinrichtung 10 ist parallel mit den Antrieben und Aktoren (hier nicht dar gestellt) gekoppelt, um den Schmelzspinnprozess zu steuern. Innerhalb der Steuereinrich tung 10 werden die durch die Sensormittel 4.4, 6.2, 9.5 und 9.6 erzeugten Messsignale mit den Messwerten der jeweiligen Antriebsparameter zu einem Datenstrom zusammen geführt. Der Datenstrom der Sensorsignale wird von der Steuereinrichtung 10 dem Aus wertungsmodul 7 mit der Maschinenlerneinheit 7.1 zugeführt. Parallel wird der Daten strom an der Steuereinrichtung 10 zu einer Datenbank 11 geleitet, in welcher eine Viel zahl von historischen Werten der Antriebsparameter hinterlegt sind.

Innerhalb des Auswertungsmoduls 7 wird der Datenstrom der Sensorsignale aufbe reitet und zur Analyse der Maschinenlerneinheit 7.1 zugeführt. Innerhalb der Maschinen lerneinheit 7.1 wird über den geschulten Auswertungsalgorithmus eine Analyse und Auswertung der Sensorsignale ausgeführt, um einen Benetzungszustand des Fadens und eine Veränderung des Benetzungszustandes des Fadens detektieren zu können. Die Er gebnisse werden der Benutzerschnittstelleneinrichtung 8 zugeführt, um den jeweiligen Benetzungszustand des Fadens oder direkt eine Prozessanweisung gegenüber einem Ope rator anzuzeigen.

Das Auswertungsmodul 7 ist mit der Datenbank 11 verbunden, um insbesondere bei Prozessänderungen oder Produktumstellungen weitere Schulungen der Maschinen lerneinheit 7.1 zuzuführen. So lassen sich die historischen Werte der Antriebsparameter von fehlerfreien oder fehlerhaften Prozessen durch den Datenstrom der Sensorsignal er gänzen und zur weiteren Schulung der Maschineniemeinheit nutzen. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Maschineniemeinheit mit dem Auswertungsalgorithmus zuvor weitergeschult, um die Antriebsparameter der Benetzungseinrichtung 4 und der Galetteneinrichtung 9 zur Analyse nutzen zu können. In der Fig. 4 ist schematisch ein Kurvenverlauf des Motorstromes des Pumpenmotors 4.3 der Benetzungseinrichtung 4 schematisch mit einem fehlerfreien, normalen Prozess und einem fehlerbehafteten Prozess mit einer Mangelbenetzung gegenübergestellt. Der feh lerhafte Prozess ist hierbei durch Luftblasen in der Benetzungseinrichtung 4 erzeugt. Der Kurvenverlauf des fehlerhaften Prozesses des Motorstromes des Pumpenmotors 4.3 ist im gestrichelten Kurvenverlauf dargestellt. Auch hierbei erkennt man signifikante Unter schiede zwischen einem normalen und einem Prozess mit einer Mangelbenetzung des Fadens. Die Kurvenverläufe des Motorstromes des Pumpenmotors 4.3 sind mit einer mangelnden Benetzung des Fadens gestrichelt dargestellt.

In den Fig. 5 und 6 sind die Kurvenverläufe des Motorstroms der Galettenmotoren 9.3 und 9.4 mit einer Mangelbenetzung des Fadens und einem normalen Prozess gegen übergestellt. Auch hierbei ist der Kurvenverlauf des fehlerhaften Prozesses gestrichelt dargestellt. Sowohl die Gegenüberstellung der Kurvenverläufe des Motorstromes der Galette 9.1 gemäß Fig. 5 und der Galette 9.2 der Fig. 6 lassen Unterschiede zwischen dem durch Luftblasen gestörten Prozess und einem normalen Prozess erkennen.

Die in Fig. 4 bis 6 dargestellten Kurvenverläufe des Motorstromes des Pumpenmo tors 4.3 und der Galettenmotoren 9.3 und 9.4 sind beispielhaft. Grundsätzlich lassen sich derartige Unterschiede zwischen einem fehlerhaften Prozess und einem fehlerfreien Pro zess auch durch Kurvenverläufe der Motordrehmomente oder auch der Motor drehzahlen der jeweiligen Antriebe erkennen. Hierbei liegen die Zeitintervalle zur Aufnahme der Messpunkte der Antriebsparameter im Bereich von <100 msec. Die damit erzeugten Messwerte der Antriebsparameter werden zur Schulung der Maschinenlerneinheit 7.1 und des Auswertungsalgorithmus genutzt, um aus dem Datenstrom der Sensorsignale des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 eine Analyse des jeweiligen Benetzungszustandes des Fadens zu erhalten. Durch die Vielzahl der Antriebsparameter, die aus der Benetzungs einrichtung 4, der Galetteneinrichtung 9 und der Rolle resultieren, lässt sich der jeweilige Benetzungszustand des Fadens mit höchster Wahrscheinlichkeit direkt im Online-Prozess bestimmen. Damit können längere Zustände, in welchem eine mangelnde Fadenqualität erzeugt wird, weitestgehend minimiert und abgestellt werden. So wird über die Benutzer schnittstelleneinrichtung 8 ein direkter Informationsaustausch und ein direkter Prozess eingriff durch einen Operator möglich.

Das erfmdungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind aller- dings nicht darauf beschränkt, nur mögliche Fehlbenetzungen an dem Faden zu erkennen. Grundsätzlich lässt sich auch eine Gleichmäßigkeit der Benetzung des Fadens überwa chen, die auch durch andere Parameter wie z.B. Temperatur, Feuchtigkeit, Luftströmung etc. beeinflussbar ist.