MEDVETCHI EMIL (CH)
| WO1993021368A1 | 1993-10-28 |
| GB2063477A | 1981-06-03 | |||
| DE3937912A1 | 1991-05-16 | |||
| GB2312957A | 1997-11-12 |
| 1. | Berührungsloses Messverfahren mittels mindestens zweier sich gegenüberliegender Bauteile einer Textilmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21; 25, 34, 37; 42, 43; 46, mindestens jeweils eine elektrisch leitende Oberfläche, insbesondere eine vorstehende Fläche oder eine Spitze (25a, 19a; 30a, 31 'a, 31 "a, 32'a, 32"a; 25a, 30a; 25a, 21a; 25a, 34a, 37a; 42a, 43a; 46a, 47a), aufweisen und durch Anlegen einer veränderbaren Potentialdifferenz an sich gegenüberliegende vorstehende Spitze oder Flächen (25a, 19a; 30a, 31 'a, 31 "a, 32'a, 32"a; 25a, 30a; 25a, 21a; 25a, 34a, 37a; 42a, 43a; 46a, 47a) mindestens eine elektrische Entladung zwischen ihnen provoziert wird, aus welcher auf räumliche Relationen und/oder auf Geometrieeigenschaften sich gegenüberliegender vorstehender Flächen (25a, 19a; 30a, 31 'a, 31 "a, 32'a, 32"a; 25a, 30a; 25a, 21a; 25a, 34a, 37a; 42a, 43a; 46a, 47a) und/oder auf das Betriebsmikroklima und/oder auf Faserverhältnisse im Bereich der Bauteile (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21; 25, 34, 37; 42, 43) geschlossen wird. |
| 2. | Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Entladungen derart ausgewertet werden, dass aus der Häufigkeit und/oder der Anzahl und/oder der Art der Entladungen und/oder mindestens einer elektrischen Grosse in Bezug auf die elektrischen Entladungen der geringste Abstand zwischen den vorstehenden Flächen (25a, 19a; 30a, 31 'a, 31 "a, 32'a, 32"a; 25a, 30a; 25a, 21a; 25a, 34a, 37a; 42a, 43a; 46a, 47a) ermittelt wird. |
| 3. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den beiden Bauteilen (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21; 25, 34, 37; 42, 43; 46, 47) verringert wird, bis eine elektrische Entladung entsteht. |
| 4. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den beiden Bauteilen (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32";25 30; 25, 21 ; 25, 34, 37; 42, 43; 46, 47) vergrössert wird, bis die Anzahl der elektrischen Entladungen geringer wird oder elektrische Entladungen ganz unterbunden werden. |
| 5. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Potentialdifferenz zwischen den beiden Bauteilen (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21 ; 25, 34, 37; 42, 43; 46, 47) eine Spannung mit zumindest einer ansteigenden Flanke an die vorstehende Fläche (25a; 30a; 42a; 46a) des ersten oder zweiten Bauteils (25; 30; 42; 46) angelegt wird, wobei auf Grundlage der Durchschlag bzw. Entladungsspannung während eines Flankenanstiegs der Abstand zwischen den Bauteilen (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21 ; 25, 34, 37; 42, 43; 46, 47) ermittelt oder eingestellt wird. |
| 6. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. dass die Spannung einen Verlauf aus mehreren aufeinander folgenden an und abfallenden Flanken aufweist. |
| 7. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Spannung eine sägezahnförmige Spannung oder eine Gleichspannung mit sagezahnförmigen Spitzen („peaks") gewählt wird. |
| 8. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswert (UE) unmittelbar vor der elektrischen Entladung gemessen wird. |
| 9. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an eine Spannungsentladung ein Plasma im Zwischenraum zwischen den beiden Bauteilen (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21 ; 25, 34, 37; 42, 43; 46, 47) für eine Zeitspanne im Millisekundenbereich oder darunter erzeugt wird, wobei aus der Plasmaspannung zur Aufrechterhaltung des Plasmas oder aus der Löschspannung der Abstand zwischen den Bauteilen (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21 ; 25, 34, 37; 42, 43; 46, 47) ermittelt oder eingestellt wird. |
| 10. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch statistische Berechnungen eine Trennung von in Anwesenheit von Fasern erhaltenen Messwerten von solchen in faserfreier Luft vorgenommen wird. |
| 11. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Messungen in Anwesenheit von Fasern und ohne Fasern durchgeführt werden und die Messungen anschliessend miteinander verglichen werden. |
| 12. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine maximale abstandsbezogene Potentialdifferenz, welche die Durchschlagfestigkeit der Luft überschreitet, zwischen den beiden Bauteilen (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21; 25, 34, 37; 42, 43; 46, 47) abhängig vom gewünschten Messbereich im Bereich zwischen 1 000 und 10 000, vorzugsweise zwischen 2 000 und 5 000 V und vorzugsweise zwischen 2 500 und 3 500 V gewählt wird. |
| 13. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21; 25, 34, 37; 42, 43;46 47) und die Spannung derart aufeinander abgestimmt werden, dass die Entladungsenergie während der Messung auf unter 25 mJ, vorzugsweise auf unter 10 mJ begrenzt wird. |
| 14. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. dass die Bauteile (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21 ; 25, 34, 37; 42, 43;46 47) und die Spannung derart aufeinander abgestimmt werden, dass die Entladungsenergie während der Messung auf unter 2 mJ, vorzugsweise auf unter 1 mJ begrenzt wird . |
| 15. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. dass die beiden Bauteile (25, 19; 30, 31', 31"; 25, 30; 25, 21; 25, 37) eine Vielzahl von sich gegenüberliegenden vorstehenden Flächen (25a, 19a; 30a, 31 'a, 31 "a; 25a, 30a; 25a, 21a; 25a, 37a) aufweisen und dass aus der räumlichen Verteilung der elektrischen Entladungen auf eine räumliche Faserverteilung im Zwischenraum zwischen den beiden Bauteilen geschlossen wird. |
| 16. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund von optischen Unterschieden bei den räumlich getrennten Spannungsentladungen auf eine Faserbelegung im Zwischenraum zwischen den beiden Bauteilen (25, 19; 30, 31 ', 31"; 25, 30; 25, 21; 25, 37) geschlossen wird. |
| 17. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zusätzliches Referenzbauteilepaar (71 , 75) mit Elektrodenspitzen (73, 76) vorgesehen ist, deren ggf. veränderbarer Abstand (δv) bekannt ist und welches sich in demselben Betriebsmikroklima wie die besagten Bauteile (25, 19; 30, 31 ', 31"; 25, 30; 25, 21 ; 25, 37) der Textilmaschine befindet, wobei das Referenzbauteilepaar (71 , 75) als Referenzmesseinheit verwendet wird, um die Einflüsse des Betriebsmikroklimas auf die Messwerte der elektrischen Entladungen zwischen den Bauteilen (25, 19; 30, 31', 31"; 25, 30; 25, 21; 25, 37) der Textilmaschine zu berücksichtigen. |
| 18. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zusätzliches Referenzbauteilepaar (71 , 75) vorgesehen ist, dessen ggf. veränderbarer Abstand (δv) bekannt ist und welches eine ähnliche Oberflächengeometrie wie die besagten Bauteile (25, 19; 30, 31', 31"; 25, 30; 25, 21; 25, 37) der Spinnereivorbereitungsmaschine aufweist, wobei das Referenzbauteilepaar (71 , 75) als Referenzmesseinheit verwendet wird, um die Einflüsse der Oberflächengeometrie auf die Messwerte der elektrischen Entladungen zwischen den Bauteilen (25, 19; 30, 31', 31"; 25, 30; 25, 21 ; 25, 37) der Textilmaschine zu berücksichtigen. |
| 19. | Vorrichtung an einer Textilmaschine, insbesondere einer Spinnereivorbereitungsmaschine, z.B. Karde, Reiniger, Schacht, Reinigerschacht o. dgl., zum berührungslosen Messen im Bereich mindestens zweier sich gegenüberliegender Bauteile (25, 19; 30, 31', 31"; 25, 30; 25, 21; 25, 37), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile (25, 19; 30, 31', 31"; 25, 30; 25, 21 ; 25, 37) der Textilmaschine jeweils mindestens eine elektrisch leitende, vorstehende Oberfläche (25a, 19a; 30a, 31 'a, 31 "a, 32'a, 32"a; 25a, 30a; 25a, 21a; 25a, 34a, 37a; 42a, 43a; 46a, 47a) aufweisen, dass ein Spannungsgenerator (101) zum Erzeugen einer veränderbaren Potentialdifferenz zwischen vorstehenden Oberflächen (25a, 19a; 30a, 31 'a, 31 "a, 32'a, 32"a; 25a, 30a; 25a, 21a; 25a, 34a, 37a; 42a, 43a; 46a, 47a) beider Bauteile vorgesehen ist, und dass elektrische Entladungen zwischen den vorstehenden Oberflächen erzeugbar sind, die rechnergestützt und/oder seitens eines Bedieners auswertbar sind, um auf räumliche Relationen und/oder auf Geometrieeigenschaften sich gegenüberliegender vorstehender Oberflächen (25a, 19a; 30a, 31'a, 31"a, 32'a, 32"a; 25a, 30a; 25a, 21a; 25a, 34a, 37a; 42a, 43a; 46a, 47a) und/oder auf das Betriebsmikroklima und/oder auf Faserverhältnisse im Bereich der Bauteile (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21; 25, 34, 37; 42, 43) zu schliessen. |
| 20. | Vorrichtung nach dem vorhergehenden Vorrichtungsanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Messwertaufnehmer (104) vorgesehen ist, welcher Messwerte hinsichtlich der elektrischen Entladung registriert. |
| 21. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit (50) vorgesehen ist, die Messwerte von dem mindestens einen Messwertaufnehmer (104) empfängt und aus den Messwerten räumliche Relationen und/oder Geometrieeigenschaften sich gegenüberliegender vorstehender Oberflächen (25a, 19a; 30a, 31'a, 31"a, 32'a, 32"a; 25a, 30a; 25a, 21a; 25a, 34a, 37a; 42a, 43a; 46a, 47a) und/oder das Betriebsmikroklima und/oder Faserverhältnisse im Bereich der Bauteile (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21 ; 25, 34, 37; 42, 43) berechnet. |
| 22. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (50) dergestalt ausgebildet ist, dass sie aus der Häufigkeit und/oder der Anzahl und/oder der Art der Entladungen und/oder mindestens einer elektrischen Grosse in Bezug auf die mindestens eine elektrische Entladung den Abstand zwischen den vorstehenden Oberflächen (25a, 19a; 30a, 31 'a, 31 "a, 32'a, 32"a; 25a, 30a; 25a, 21a; 25a, 34a, 37a; 42a, 43a; 46a, 47a) ermittelt. |
| 23. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet dass aus dem besagten Spannungswert der Abstand zwischen den vorstehenden Oberflächen (25a, 19a; 30a, 31 'a, 31 "a, 32'a, 32"a; 25a, 30a; 25a, 21a; 25a, 34a, 37a; 42a, 43a; 46a, 47a) ermittelbar oder einstellbar ist. |
| 24. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21 ; 25, 34, 37; 42, 43) samt ihrem Zwischenraum derart für einen Bediener einsichtig sind, dass die elektrischen Entladungen optisch kontrollierbar sind. |
| 25. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, gekennzeichnet durch Einstellmittel zum Einstellen des Abstandes der beiden Bauteile (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21; 25, 34, 37; 42, 43) zueinander auf Grundlage der rechnerischen Auswertung und/oder der optischen Kontrolle seitens des Bedieners. |
| 26. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsgenerator (101) zum Generieren einer sägezahnförmigen Spannung oder einer Gleichspannung mit sägezahnförmigen Spitzen („peaks") ausgebildet ist. |
| 27. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21; 25, 34, 37; 42, 43) derart zueinander angeordnet sind und die besagte Potentialdifferenz derart anlegbar ist, dass sich im Anschluss an eine Spannungsentladung ein Plasma zwischen den beiden Bauteilen bildet. |
| 28. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung zur Aufrechterhaltung eines konstanten Plasmastroms oder die Plasmalöschspannung registrierbar sind. |
| 29. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21 ; 25, 34, 37; 42, 43) im Betrieb der Textilmaschine sich relativ zueinander bewegen. |
| 30. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine der beiden Bauteile ortsfest ist und das andere Bauteil an diesem vorbeibewegt wird, und wobei eine Spannungsentladung im Moment des kürzesten Abstandes zwischen den beiden Bauteilen (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21; 25, 34, 37; 42, 43) entsteht. |
| 31. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, das eine oder beide der sich gegenüberliegenden Bauteile (19; 25; 30; 31'; 31"; 37) eine Sägezahngamitur aufweisen. |
| 32. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, das eines der beiden sich gegenüberliegenden Bauteile eine Sägezahngarnitur (25) und das andere ein halbstarre Garnitur, ein flexible Garnitur oder Nadeln umfasst. |
| 33. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, das eines der beiden sich gegenüberliegenden Bauteile eine Sägezahngarnitur (25; 30) und das andere ein Messer (34; 32a, 32b) umfasst. |
| 34. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, das eines der beiden sich gegenüberliegenden Bauteile eine Nadelgarnitur und das andere ein Messer (34; 32a, 32b) umfasst. |
| 35. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Bauteil an einer Karde (1) angeordnet sind und das eine Bauteil (30) eine Vorreissergarnitur (4) und das andere Bauteil (25) eine Trommelgarnitur einer Trommel (5) ist. |
| 36. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Bauteil an einer Karde (1) angeordnet sind und das eine Bauteil (30; 25) eine Vorreissergarnitur (4) oder der Trommel (5) und das andere Bauteil (31, 31b; 37) ein feststehendes Kardiersegment ist. |
| 37. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Bauteil an einer Karde angeordnet sind und das eine Bauteil (25) eine Trommelgarnitur einer Trommel (5) und das zweite Bauteil (19) eine Abnehmergarnitur (9) ist. |
| 38. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Bauteil an einer Putzereimaschine (40) angeordnet sind und das eine Bauteil (42) ein Schlagstift und das andere Bauteil (43) ein Roststab ist. |
| 39. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der vorstehenden Oberflächen (46a, 47a) der beiden Bauteile (46, 47) mit einer einen Spalt (S) bildenden Einrichtung (44, 45) gekoppelt ist, wobei der Durchmesser des Spalts (S) aufgrund von hindurchgeführtem Fasermaterial (FB) veränderbar ist, und wobei aus der Häufigkeit und/oder der Anzahl und/oder mindestens einer elektrischen Grosse in Bezug auf die Funkenentladung auf die Dicke des Fasermaterials (FB) im Spalt (S) geschlossen werden kann. |
| 40. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile eine Vielzahl von sich gegenüberliegenden, als Spitzen ausgebildeten vorstehenden Oberflächen (25a, 19a; 30a, 31 'a, 31 "a; 25a, 30a; 25a, 21a; 25a, 37a; 42a, 43a) aufweisen, wobei aus der räumlichen Verteilung der Spannungsentladungen auf eine räumliche Faserverteilung im Zwischenraum zwischen den beiden Bauteilen (25, 19; 30, 31', 31"; 25, 30; 25, 21 ; 25, 37; 42, 43) geschlossen werden kann. |
| 41. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Messwertaufnehmer (104), beispielsweise Impulszähler, vorgesehen sind, um aus den Messwerten auf die räumliche Faserverteilung im Zwischenraum zwischen den beiden Bauteilen (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21 ; 25, 34, 37; 42, 43; 46, 47) zu schliessen. |
| 42. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine maximale abstandsbezogene Potentialdifferenz, welche die Durchschlagfestigkeit der Luft überschreitet, zwischen den beiden Bauteilen (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21 ; 25, 34, 37; 42, 43; 46, 47) abhängig vom gewünschten Messbereich im Bereich zwischen 1 000 und 10 000, vorzugsweise zwischen 2 000 und 5 000 V und vorzugsweise zwischen 2 500 und 3 500 V einstellbar ist. |
| 43. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Bauteile (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21 ; 25, 34, 37; 42, 43; 46, 47) und die Spannung derart aufeinander abstimmbar sind, dass die Entladungsenergie während der Messung auf unter 2 mJ, vorzugsweise auf unter 1 mJ begrenzt ist. |
| 44. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zusätzliches Referenzbauteilepaar (71, 75) mit Elektrodenspitzen (73, 75) vorgesehen ist, deren ggf. veränderbarer Abstand bekannt ist und welche eine ähnliche Oberflächengeometrie wie die besagten Bauteile (25, 19; 30, 31', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21 ; 25, 34, 37; 42, 43; 46, 47) der Textilmaschine aufweisen. |
Die Erfindung betrifft ein berührungsloses Messverfahren sowie eine Vorrichtung an einer Textilmaschine, insbesondere einer Spinnereivorbereitungsmaschine gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Es sind verschiedene berührungslose Messverfahren zum Ermitteln verschiedener Messgrössen an Textilmaschinen, insbesondere Spinnereivorbereitungsmaschinen bekannt. Optische Sensoren werden beispielsweise als Bandstausensoren am Ausgang von Strecken eingesetzt. In der DE 42 35 610 A1 ist ein induktiver Sensor offenbart, der dem Deckel einer Karde zugeordnet ist und der Walzengarnitur gegenüberliegt. Die DE 39 13 996 A1 offenbart ebenfalls berührungslose Sensoren, wobei hier kapazitive, induktive sowie optische Sensoren zum Einsatz an Karden genannt sind.
Die vorgenannten Vorrichtungen und Verfahren haben den Nachteil, dass ihre Einsatzgebiete relativ eng begrenzt sind. Zudem sind derartige Sensoren oftmals aufwendig aufgebaut und/oder liefern nur gemittelte Werte der gewünschten Messgrösse.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstiges und präzises
Messverfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zur berührungslosen Messung von Messgrössen zweier sich gegenüberliegenden Bauteile einer Textilmaschine, insbesondere Spinnereivorbereitungsmaschine vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren und der Vorrichtung der eingangs genannten Art durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass eine direkte Messung zwischen den als Elektroden ausgebildeten hervorstehenden Oberflächen, beispielsweise Gamiturspitzen und anderen Spitzen, der beiden Bauteile durch Hervorrufen von elektrischen Entladungen in Form von Spannungs- und/oder Stromentladungen zwischen diesen vorstehenden Oberflächen, die den nächsten
Abstand der Bauteile voneinander definieren, möglich ist. Die Bauteile selbst dienen hierbei als Sensoren, zwischen welchen mittels des Spannungsgenerators eine derart hohe Feldstärke erzeugt wird, dass ein elektrischer Durchschlag hervorgerufen wird. Aus dem Phänomen der elektrischen Entladungen lassen sich verschiedenste Schlussfolgerungen ziehen. Hier sind insbesondere die räumliche Lage der vorstehenden Flächen und damit ggf. der Bauteile zueinander zu nennen, beispielsweise deren Abstand. Auch kann evtl. gefolgert werden bei bekanntem Abstand, dass bestimmte Geometrieeigenschaften der Bauteilspitzen vorliegen bzw. Geometrieveränderungen aufgrund von Verschleiss durch Faserbearbeitung aufgetreten sind.
Die elektrischen Entladungen können alternativ oder zusätzlich genutzt werden, um Informationen über das Mikrobetriebsklima im Bereich der Bauteile zu erhalten. Unter dem Begriff „Mikrobetriebsklima" sind hierbei insbesondere die Lufttemperatur, die Luftfeuchtigkeit, die Luftgeschwindigkeit, die Anwesenheit von ionisierenden Partikeln und/oder Restionisationen zu verstehen. Wenn sich der kleinste Abstand zwischen den Bauteilen bekanntermassen nicht oder kaum geändert hat, aber dennoch unterschiedliche Entladungsspannungen auftreten, kann dies einen Hinweis auf eine erhöhte Luftfeuchtigkeit im Spalt zwischen den Bauteilen geben. Auch lassen sich aus den elektrischen Entladungen ggf. Rückschlüsse auf bestimmte Faserverhältnisse im Bereich der Bauteile ziehen, beispielsweise auf eine Faserverteilung über ein grossere Fläche, auf der Fasern bearbeitet und/oder transportiert werden.
Insbesondere können die elektrischen Entladungen dahingehend ausgewertet werden, dass aus der Häufigkeit und/oder der Anzahl und/oder der Art der Entladungen und/oder mindestens einer elektrischen Grosse in Bezug auf die elektrischen Entladungen der kürzeste Abstand zwischen den Bauteilen ermittelt wird. Aus dem so gewonnenen Abstand lassen sich beispielsweise Kollisionswarnungen ableiten, die Berührungen der Bauteile vermeiden sollen. Auch kann eine Justierung des Abstandes auf einen optimalen Wert vorgenommen werden. Zum Ermitteln der Häufigkeit und/oder der Anzahl der elektrischen Entladungen können entsprechende Messwertaufnehmer
vorgesehen sein, beispielsweise Impulszähler, welche jeweils eine Spannungsentladung bzw. den dann fliessenden Stromfluss registrieren. Als elektrische Messgrösse kommt insbesondere die Messung der Entladungsspannung in Frage, da diese direkt mit dem geringsten Abstand zwischen den sich gegenüberliegenden Bauteilen korrespondiert.
Vorzugsweise wird der Abstand zwischen den beiden Bauteilen bzw. deren vorstehenden Oberflächen verringert, bis eine Spannungsentladung entsteht. Aus der Entladungsspannung bei diesem Abstand kann eine genaue Berechnung dieses Abstandes durchgeführt werden. Alternativ wird der Abstand zwischen den beiden Bauteilen vergrössert, bis die Anzahl der Spannungs- bzw. Funkenentladungen geringer wird oder Spannungs- bzw. Funkenentladungen ganz unterbunden werden.
Wenn die erfindungsgemässe Maschine einen entsprechenden Aufbau besitzt, kann ein Bediener vorteilhafterweise eine optische Kontrolle der Spannungsentladungen durchführen, wenn die Entladungsenergie gross genug und die Umgebungsbeleuchtung passend gewählt ist. Hierzu ist beispielsweise ein einsichtbarer Spalt vorzusehen, durch den der Zwischenraum zwischen den Bauteilen beobachtet werden kann.
Eine präzise Ermittlung der Durchschlagspannung bzw. der Spannung bei
Spannungsentladungen ist möglich, wenn die Spannungsquelle als Impulsgenerator ausgebildet ist, der eine veränderbare Spannung, beispielsweise eine Gleichspannung mit sägezahnförmigen Spitzen (sog. peaks) zu erzeugen vermag. Der Durchschlag wird hierbei zweckmässigerweise während des Spannungsanstiegs hervorgerufen, um bei der Funkenentladung die momentan vorherrschende Spannung abzugreifen und hinsichtlich des Abstandes der Bauteilspitzen auszuwerten. Entweder ist hierbei eines der beiden Bauteile geerdet oder beide Bauteile weisen gegenüber Masse ein von Null verschiedenes Potential auf.
Die Anwesendheit von Fasern in dem Garniturenzwischenraum wird aufgrund der vorhandenen Restfeuchtigkeit zu vorzeitigen Hochspannungsentladungen führen, welche die Messergebnisse beeinflussen können. Um solche Einflüsse zu
berücksichtigen, wird gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung alternativ und/oder zusätzlich zu den oben genannten Messungen eine Potentialdifferenz zwischen den vorstehenden Oberflächen der beiden Bauteile derart angelegt, dass nach einer Spannungsentladung für eine kurze Zeitspanne im Millisekundenbereich oder darunter ein Plasma im Zwischenraum zwischen den Bauteilen entsteht. Dieses Phänomen kann ausgenutzt werden, indem die Spannung ermittelt wird, die zur Aufrechterhaltung des Plasmastroms (gemäss der Terminologie der Erfindung ebenfalls unter den Begriff „elektrische Entladung" fallend) benötigt wird. Diese Spannung wird auch Plasmalöschspannung genannt. Der kleinste Abstand zwischen den Bauteilen ist eine Funktion dieser Löschspannung und des Plasmastroms und somit auch durch rechnerische Auswertung einfach ermittelbar. Die im Tiefspannungsbereich liegende o.g. Potentialdifferenz ist abhängig von dem Bauteileabstand und wird durch die Restfeuchtigkeit der Fasern nicht beeinflusst.
Vorzugsweise ist eine Auswerteeinheit vorgesehen, welche die vorgenannten
Messwerte (Häufigkeit, Anzahl, Art der Entladungen sowie elektrische Messgrössen bei Funkenentladung) auswertet. Eine derartige rechnergestützte Auswertung kann dem Bediener - insbesondere auf einem Maschinendisplay - einen Hinweis geben, wie er eine optimale Einstellung der Maschine, beispielsweise den Abstand zwischen den Bauteilen, vorzunehmen hat. Gemäss einer Weiterentwicklung der Erfindung kann ein durch das erfindungsgemässe Verfahren ermittelter Bauteileabstand herangezogen werden, um den optimalen Abstand automatisch einzustellen. Hierzu sind entsprechende Einstellmittel vorgesehen, die auf Grundlage der rechnerischen Auswertung beispielsweise den Abstand zweier sich gegenüberliegender Garnituren einstellen. Vorzugsweise gibt die Auswerteeinheit nach Ermittlung des
Garniturabstandes Stellbefehle an die Einstellmittel, beispielsweise entsprechend ausgebildete Stelltriebe.
Eine Weiterentwicklung des erfindungsgemässen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass statistische Berechnungen mittels der Auswerteeinheit durchgeführt werden, um Auswirkungen von Fasern im Zwischenraum zwischen den beiden Bauteilen auf die Messergebnisse zu eliminieren. Die statistische Auswertung liefert im Ergebnis somit
Messwerte bei elektrischer Entladung in faserfreier Luft, die eine genaue Aussage über den tatsächlichen Bauteileabstand beinhalten. Selbstverständlich ist es alternativ oder zusätzlich möglich, Messungen auch ohne die Anwesenheit von Fasern durchzuführen, um derartige oder ähnliche Aussagen zu treffen.
Bevorzugt ist die maximale, zwischen den Bauteilen bzw. deren Spitzen erzeugte abstandsbezogene Potentialdifferenz im Bereich zwischen 1 000 und 10 000 V einstellbar. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn dieser Bereich zwischen 2 000 und 5 000 V und vorzugsweise zwischen 2 500 und 3 500 V einstellbar ist. Bei einem Abstand von ca. 0,4 mm liegt die rechnerische Durchschlagspannung bei ca. 1 280 V.
Die Entladungsenergie bei einer Spannungsentladung sollte sich auf unter 10 mJ belaufen, da ansonsten eine Brand- und Elektroschockgefahr bestünde. Auch könnten die vorstehenden Flächen durch Elektroerosion über Massen abgenützt werden.
Vorzugsweise liegt die Entladungsenergie sogar unter 5 mJ und bevorzugt unter 1 mJ. Bei diesen Entladungsenergien besteht keine Gefahr für den Bediener, falls er den Stromkreis mit seinem Körper versehentlich kurzschliesst.
Gemäss einer bevorzugten Variante der Erfindung weisen die beiden Bauteile eine Vielzahl von sich gegenüberliegenden Elektroden bzw. Spitzen auf. Gemäss einem Erfindungsaspekt kann dann eine Ortsauflösung der Spannungs- bzw. Funkenentladungen durchgeführt werden. Nimmt man einen gleichen Abstand aller sich gegenüberliegender Elektroden voneinander an, geben unterschiedliche Funkenentladungen (insbesondere hinsichtlich der jeweiligen Entladungsspannungen und/oder ihrer Häufigkeit) einen Hinweis darauf, dass eine ungleichmässige Faserverteilung zwischen den beiden Bauteilen vorliegt.
Es hat sich auch herausgestellt, dass beispielsweise in einem Kardierprozess zwischen einer Kardentrommel und einer Wanderdeckelanordnung an Orten unterschiedlicher Faserbelegung unterschiedlich farbige Funken erzeugt werden können, da die Durchschlagspannungen in Abwesenheit von Fasern grösser ist als in Anwesenheit. Je
höher beispielsweise die Durchschlagspannung, desto blauer ist wegen der höheren Energie der Blitz. Bei Faseranwesenheit sinkt die Durchschlagspannung und der Funke wird deshalb rötlicher. Aus der räumlichen Verteilung dieser optisch unterschiedlichen Spannungs- bzw. Funkenentladungen kann somit auf Fehleinstellungen, ungleichmässigen Verschleiss der Kardierwerkzeuge etc. geschlossen werden.
Ausserdem können anhand der Faserbelegung auf der Kardentrommel Rückschlüsse auf die Faserorientierung, den Faserübertrag auf die dem Kardierprozess folgende Abnehmer und/oder generell die Qualität der zu kardierenden oder kardierten Fasern gezogen werden. Allerdings hat sich auch herausgestellt, dass bei Entladungsenergien unterhalb von 5 mJ optische Unterschiede in den Funkenentladungen kaum mehr sichtbar sind.
Vorteilhafterweise werden Messungen mit Fasern und Messungen ohne Fasern durchgeführt, um aus einer vergleichenden Analyse, insbesondere durch Differenzbildung der Messwerte der beiden Messungen, auf den tatsächlichen Einfluss der Fasern zu schliessen. Im Falle der Ermittlung der Faserbelegung können somit beispielsweise die Einflüsse von ungleichmässigen Abständen der Elektroden über die Messfläche herausgerechnet werden.
Besonders bevorzugt weist die erfindungsgemässe Vorrichtung mindestens ein Referenzbauteilepaar mit zueinander gerichteten, elektrisch leitenden Spitzen auf, zwischen denen Spannungsentladungen provoziert werden. Dieses Referenzbauteilepaar dient als Referenzmesseinheit, wobei der Abstand der Spitzen (Referenzelektroden) dieser beiden Bauteile bekannt ist. Dieser Abstand lässt sich gemäss einer bevorzugten Ausführungsform definiert verändern, wobei auch hier der neue Abstand der Spitzen des Referenzbauteilepaars bekannt sein muss. Das zusätzliche Referenzbauteilepaar weist bevorzugt eine ähnliche Oberflächengeometrie wie die direkt gegenüberliegenden Abschnitte der eigentlich interessierenden Bauteile der Spinnereivorbereitungsmaschine auf. Aufgrund des bekannten Abstandes zwischen den Referenzelektroden und der vergleichbaren Oberflächengeometrie können
Einflüsse der Oberflächengeometrie auf die Messwerte der elektrischen Entladungen zwischen den interessierenden Bauteilen der Spinnereivorbereitungsmaschine
berücksichtigt werden, um beispielsweise die Genauigkeit einer Abstandsberechnung zwischen diesen Bauteilen zu erhöhen.
Das zusätzliche mindestens eine Referenzbauteilepaar kann alternativ oder zusätzlich dazu verwendet werden, die Einflüsse des Mikrobetriebsklimas auf die Messwerte der elektrischen Entladungen zwischen den interessierenden Bauteilen der Spinnereivorbereitungsmaschine herauszurechnen. Hierzu ist das Referenzbauteilepaar in das gleiche Mikrobetriebsklima wie die Bauteile zu plazieren.
Gemäss einer Variante der Erfindung bewegen sich die beiden, zur erfindungsgemässen Messung herangezogenen Bauteile der Spinnereivorbereitungsmaschine relativ zueinander, wobei eine gleich- oder gegensinnige Bewegung möglich ist. Hierbei wird vorteilhafterweise eine Spannung mit einer Wiederholsequenz aus mehreren aufeinander folgenden an- und abfallenden Flanken verwendet.
Gemäss einer anderen Variante ist ein Bauteil ortsfest und ein anderes Bauteil wird an diesem Bauteil vorbeibewegt. Auch hierbei wird - bei hinreichender Potentialdifferenz - eine Funkenentladung im Moment des kürzesten Abstandes zwischen den beiden Bauteilen hervorgerufen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen eine oder beide der sich gegenüberliegenden Bauteile eine Sägezahngarnitur auf. Bei einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform umfasst eines der beiden Bauteile eine Sägezahngarnitur und das andere eine Nadelgarnitur (Auch bekannt als flexible Garnitur oder Drahtgarnitur). Als Beispiel sei hier die Sägezahngamitur einer
Kardentrommel und die Deckelgarnitur mit flexiblen oder halbstarren Drähten einer Wanderdeckelanordnung der Karde genannt. Gerade der Abstand zwischen diesen beiden Garnituren ist relevant für das Kardierergebnis, so dass eine optimale Einstellung von grossem Vorteil ist. Da praktisch alle am Kardierprozess beteiligten Garniturspitzen als Sensoren herangezogen werden können, ist eine äusserst präzise Abstandsermittlung und damit Abstandseinstellung möglich.
Die Erfindung lässt sich ebenfalls bei einer Maschine einsetzen, bei der eines der beiden sich gegenüberliegenden Bauteile eine Sägezahngarnitur und das andere ein Messer aufweist.
Gleichfalls ist es möglich, die Erfindung an einer Karde mit einem oder mehreren Vorreisserwalze vorzusehen. Wobei beide Bauteilen z.B. aus Walze bestehen können mit gleiche oder verschiedene Garnituren bekleidet. Die Garnituren können u.a. Sägezahngarnituren oder Nadelgarnituren sein, wobei die genaue Garnitur abhängig von den Einsatz in der Karde ist. Zum Beispiel im Bereich Vorreisserwalze- Trommelwalze hat der Vorreisserwalze ein Vorreissergamitur in der Form einer Sägezahn oder ist ein Nadelwalze und das andere Bauteil der Trommel eine Trommelgarnitur, meistens auch ein Sägezahngarnitur.
Auch kann das eine Bauteil eine Walze mit Garnitur sein, während ein oder mehrere Schalenmesser und/oder Schlitzbleche und/oder Lochbleche das mindestens andere Bauteil darstellen.
Ein weiteres Einsatzgebiet für die Erfindung sind bekannte, feststehende Kardiersegmente, mit Sägezahngarnitur, halbstarre oder flexibele Garnituren bestückt, die ein Walzegarnitur, insbesondere der Vorreissergamitur und/oder der
Trommelgarnitur gegenüber angeordnet sind. Auch hier lassen sich elektrischen Entladungen zwischen den Garnituren der Kardiersegmente und den gegenüberliegenden Garnituren hervorrufen.
Mit Vorteil lässt sich die Erfindung auch an einer Karde einsetzen, bei welcher das eine Bauteil die Trommelgarnitur und das andere Bauteil die Abnehmergarnitur ist.
Bei einer anderen Einsatzmöglichkeit der Erfindung ist der Abstand der Elektroden der beiden Bauteile mit einer einen Spalt bildenden Einrichtung gekoppelt, durch welchen Fasermaterial hindurch transportiert wird. Der Durchmesser des Spalts verändert sich hierbei aufgrund der Dickenschwankungen des Fasermaterials. Diese Dickenschwankungen bzw. die absolute Dicke des Fasermaterials kann nunmehr
dadurch gemessen werden, dass aus der Häufigkeit und/oder der Anzahl und/oder mindestens einer elektrischen Grosse (bevorzugtermassen der Entladungsspannung) auf die momentane Dicke des Fasermaterials im Spalt geschlossen werden kann. Die sich gegenüberliegenden Spitzen bzw. Elektroden müssen hierbei einander so nah sein, dass Spannungs- bzw. Funkenentladungen sehr häufig sind, um in Abhängigkeit der Transportgeschwindigkeit des Fasermaterials eine hohe Ortsauflösung hinsichtlich seiner Dickenschwankungen zu erhalten
In den meisten Anwendungsfällen wird bei auftretender Spannungsentladung die Potentialdifferenz zwischen den Spitzen der sich momentan gegenüber angeordneten Bauteile gemessen. Es sind daher entsprechende Abgriffe für diese Spannungswerte notwendig, beispielsweise Schleifkontakte, wobei mindestens einer der Kontakte mit der Spannungsquelle verbunden ist. Der andere Kontakt kann geerdet oder ebenfalls mit der Spannungsquelle verbunden sein. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Karde;
Figur 2 eine schematische Darstellung der Funkenerzeugung zwischen zwei Sägezahngarnituren von Trommel und Abnehmer an einer Karde;
Figur 3 ein Spannungs-Zeit-Diagramm sowie ein Strom-Zeit-Diagramm zur
Darstellung der Funkenentladungen;
Figur 4 eine verkleinerte Darstellung der Karde der Figur 1 ;
Figur 4a - 4d fünf vergrösserte Darstellungen von Details der Karde;
Figur 5 ein Spannungs-Zeit-Diagramm sowie ein Strom-Zeit-Diagramm zur
Darstellung der Entstehung eines Plasmastroms;
Figur 6 eine Putzereimaschine in schematischer Seitenansicht; Figur 7 eine schematisch dargestellte Messanordnung zur Messung der
Dicke eines bewegten Faserbandes, von der Seite gesehen;
Figur 8 ein Faserleitelement in Seitenansicht mit integriertem
Referenzbauteilepaar, geschnitten entlang der Linie l-l in der Figur 10, und
Figur 9 die Anordnung der Figur 9 in Aufsicht.
In der Figur 1 ist eine bekannte Karde 1 dargestellt, wobei Flocken von einem Füllschacht 2 einer Speisewalze 3 und einem nachfolgenden Vorreisser (Briseur) 4 zugeführt werden. Die Karde 1 umfasst eine einzige Trommel 5 (Hauptzylinder oder sog. Tambour), die drehbar in einem Gestell getragen wird. Die Trommel 5 arbeitet in bekannter Weise mit einer Wanderdeckelanordnung 6, einem Faserspeisesystem 7, das insbesondere die Speisewalze 3 und den Briseur 4 umfasst, sowie einem Faserabnehmersystem 8 zusammen, wobei letzteres insbesondere einen sog.
Abnehmer 9 aufweist. In den Vor-, Nach- und Unterkardierzonen der Karde 1 können Kardierelemente 10 angeordnet sein. Das Faserabnehmersystem 8 fördert das Faserband FB zu einer schematisch angedeuteten Faserbandablage 11. An der genannten Wanderdeckelanordnung 6 ist eine Vielzahl von Deckelstäben 13 vorgesehen, wobei in der Figur 1 nur einzelne Stäbe 13 schematisch abgebildet sind. Heute gebräuchliche Wanderdeckelanordnungen 6 umfassen eng beabstandet mehrere Deckelstäbe 13, die im Kreis umlaufen. Hierzu werden die Deckelstäbe 13 in der Nähe ihrer jeweiligen Stirnseiten von Endlosbändern 18 getragen und gegen die Drehrichtung der Trommel 5 bewegt und auf der Unterseite der Wanderdeckelanordnung 6 an der Trommel 5 vorbeigeführt.
In der Figur 2 ist eine einfache Messanordnung zur Erzeugung der Funken und zum Messen der Entladungsspannung dargestellt. Eine Hochspannungsquelle 101 lädt einen Kondensator 103 über einen veränderbaren Widerstand 102 auf, wobei die Höhe des eingestellten Widerstands die Entladungsfrequenz und die Kapazität des Kondensators 103 die Entladungsenergie bestimmt. Die Hochspannungsquelle 101 ist mit einem stationären Schleifkontakt 28 verbunden, der elektrischen Kontakt mit der Antriebswelle 29 des Abnehmers 9 hat. Ein ortsfester Schleifkontakt 26, der an der Antriebswelle 27 der nur ausschnittweise dargestellten Trommel 5 anliegt, ist auf Masse gelegt. Durch Anlegen einer veränderbaren Spannung kann von den als Spitzen ausgebildeten vorstehenden Oberflächen 19a der Abnehmergarnitur 19 (zweites Bauteil im Sinne der Erfindung) zu den als Spitzen ausgebildeten vorstehenden Flächen 25a der Trommelgarnitur 25 (erstes Bauteil im Sinne der Erfindung), eine Spannungsentladung erzeugt werden, die den Spalt zwischen den Spitzen 19a, 25a überbrückt und einen Kurzschluss im Stromkreis verursacht. Hierbei entlädt sich der Kondensator 103. Die Entladungsspannung wird mit der Spannungsmessanordnung bzw. dem Messwertaufnehmer 104, die einen hochohmigen Eingang aufweist, gemessen und an eine Auswerteeinheit 50 übermittelt. Die Auswerteeinheit 50 berechnet mittels eines hinterlegten Algorithmus' den momentanen, bei der Spannungsentladung bestehenden Abstand zwischen den vorstehenden Oberflächen bzw. Spitzen 19a, 25a. Über eine Anzeige 52 kann dieser Abstand beispielsweise angezeigt werden. Bei einem zu geringen Abstand, der eine Kollision der Spitzen 19a, 25a der Garnituren 19, 25 befürchten lässt, kann über eine Signaleinrichtung 53 ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgegeben werden und/oder können geeignete Massnahme getroffen werden, z.B. die Produktion und/oder die ganze Maschine gestoppt und/ oder Neueinstellungen automatisch vorgenommen werden.
In der Figur 3 ist der zeitliche Verlauf der an den vorstehenden Flächen bzw. Spitzen 19a, 25a der Garnituren 19, 25 angelegten Spannung - genauer: die Potentialdifferenz zwischen ihnen - dargestellt, wobei hier eine Wiederholungssequenz aus mehreren aufeinander folgenden an- und abfallenden Flanken in Form einer Sägezahnspannung gewählt ist. Diese steigt von Null linear bis zur Spannung Um ax an, um dann abrupt auf Null zu fallen. In diesem Bereich A, in dem keine Funkenentladungen auftreten, ist der
tatsächliche Abstand δ A (Messabstand) der Garniturspitzen 19a, 25a grösser als der maximal messbare Abstand 5MAX-
Im Bereich B hingegen liegt der Messabstand δ B zwischen O und 5MAX, SO dass Spannungsentladungen bei einer Durchschlagspannung von UE auftreten, d.h. die Potentialdifferenz zwischen den vorstehenden Flächen bzw. Gamiturspitzen 19a, 25a ist so gross, dass eine Spannungsentladung auftritt, ein Kurzschluss entsteht und daher die Spannung schnell auf Null sinkt, um anschliessend entsprechend dem vorgegebenen Spannungsverlauf wieder linear anzusteigen. Bei der Festlegung der Frequenz der Sägezahnspannung wird auf die Relativgeschwindigkeiten der Abnehmergarnitur 19 sowie der Trommelgarnitur 25 und auf die Garnituren Spitzendichten der oben genannten Elemente berücksichtigt. Die Entladungsspannung UE für darauffolgende Funkenentladungen im wesentlichen gleich gross, vorausgesetzt dass die zu messenden Abständen auch identisch sind.
Im Bereich C ist der Messabstand δ c kleiner als OB, so dass die Durchschlagspannung UE- kleiner ist als die Durchschlagspannung UE im Bereich B. Daher ist auch die Häufigkeit der Durchschläge bzw. des Auftretens von Funkenentladungen im Bereich C grösser als im Bereich B. In der unteren Hälfte der Figur 3 sind die Entladungsströme kurz nach den Funkenentladungen als Funktion der Zeit dargestellt. Diese
Kurzschlussströme fliessen lediglich kurze Zeit, da die Spannung U ebenfalls auf Null abgesackt ist. Der maximal fliessende Strom ist hier mit IE bezeichnet. Auch aus der Grosse des Stromwertes lassen sich gegebenenfalls Rückschlüsse auf den Garniturabstand δ machen. Schliesslich ist im Bereich D die Situation eines Kurzschlusses dargestellt, bei der ein konstanter Kurzschlussstrom fliesst.
Sowohl im Bereich B als auch im Bereich C ist zudem jeweils dargestellt, wie insbesondere Fasern die Entladungsspannung bzw. den Entladungsstrom beeinflussen können (s. jeweils mit einem Stern markierte Stellen). Die durch Fasern verursachte Durchschlagspannung ist kleiner als bei faserfreiem Spalt. Entsprechend ist auch der Entladungsstrom kleiner (siehe untere Hälfte der Figur 3). Durch mehrere Messungen können zudem beispielsweise statistische Berechnungen angestellt werden, mit Hilfe
derer eine Trennung der Messwerte bei Entladungen in Anwesenheit von Fasern von denjenigen in faserfreier Luft durchgeführt werden kann. Auf diese Weise ist eine exakte Bestimmung des Abstands in faserfreier Luft möglich. Selbstverständlich können auch direkt Messung ohne die Anwesenheit von Fasern durchgeführt werden.
Neben der Registrierung des Abstandes zwischen den Bauteilen (Garnituren) anhand der Entladungs- bzw. Löschspannung ist es ebenfalls möglich, die Häufigkeit und/oder die Anzahl und/oder die Art der Entladungen zur Auswertung heranzuziehen; die hierzu notwendigen Zähl- bzw. Messeinrichtungen sind nicht näher dargestellt. Beispielsweise auf Grundlage einer statistischen Auswertung der Signale kann auf die Bedingungen entlang der Spaltfläche zwischen den Bauteilen geschlossen werden, beispielsweise auf die Faserbelegung auf den Garnituren. Diese Informationen können ggf. auch zur genaueren Bestimmung des Bauteil- bzw. Gamiturspitzenabstandes δ und/oder dem Abnutzungszustand der Garnituren in verschiedenen Kardierbereichen herangezogen werden.
Die Figuren 4a - 4d verdeutlichen weitere mögliche Einsatzgebiete der Erfindung an einer Karde 1 , die in Figur 4 noch einmal in kleinerer Darstellung als in Figur 1 gezeigt ist.
Auf dem Vorreisser 4 gemäss der Figur 4a ist spiralförmig eine Sägezahngamitur 30 (erstes Bauteil im Sinne der Erfindung) aufgezogen. Unter dem Vorreisser 4 befinden sich zwei beabstandet von der Sägezahngarnitur 30 angeordnete, feststehende Kardiersegmente 31', 31" (zweite Bauteile im Sinne der Erfindung), die im Zusammenspiel mit der Sägezahngarnitur 30 das Fasergemenge vor Übergabe an die Trommel 5 öffnen, ausbreiten und auf der Gesamtoberfläche verteilen. Als
Kardiersegmente 31', 31" können Kardierplatten oder Kardierstäbe eingesetzt werden. Vor dem einlaufseitigen Kardiersegment 31' und zwischen den beiden Kardiersegmenten 31', 31" ist jeweils ein Schalenmesser 32' bzw. 32" vorgesehen. Die Erfindung lässt sich nun mit Vorteil zur Erzeugung von Funkenentladungen zwischen den als Spitzen ausgebildeten vorstehenden Oberflächen 31 'a, 31 "a der
Kardiersegmente 31', 31" und den als Spitzen ausgebildeten vorstehenden Oberflächen 30a der Sägezahngarnitur 30 des Vorreissers 4 zum Ermitteln und ggf. Einstellen des
Abstandes und/oder zur Feststellung des Abnutzungsgrades und/oder zur Ermittlung der Faserbelegung einsetzen. Die entsprechenden elektrischen Abgriffe, Anschlüsse sowie die übrigen elektronischen Bauteile (Auswerteeinheit etc.) sind nicht dargestellt, da diese entsprechend der Situation gemäss der Figur 2 aufgebaut sein können. Auch zwischen den als Spitzen ausgebildeten vorstehenden Oberflächen 32'a, 32"a der Schalenmesser 32', 32" und den als Spitzen ausgebildeten vorstehenden Oberflächen 30 der Vorreissergarnitur 30 lassen sich mittels Funkenentladung und entsprechender Spannungsermittlung die gesuchten Parameter bestimmen.
In der Figur 4b sind ausschnittweise die beiden Sägezahnegarnituren 30 bzw. 25
(erstes und zweites Bauteil im Sinne der Erfindung) des Vorreissers 4 und der Trommel 5 dargestellt, zwischen deren als Spitzen ausgebildeten vorstehenden Oberflächen 30a bzw. 25a ebenfalls Funkenentladungen gemäss der Erfindung provoziert werden können, um die gesuchten Parameter (insbesondere Abstand, Mikrobetriebsklima, Abnutzung, geometrische Ausbildung und/oder Faserbelegung) zu ermitteln.
Entsprechend der Figur 4c (die Darstellung ist an diejenige der Figur 2 angelehnt) ist insbesondere auch der Abstand zwischen den als Spitzen ausgebildeten vorstehenden Flächen 21a der Deckelgarnitur 21 (erstes Bauteil im Sinne der Erfindung) der Deckelstäbe 13 und den als Spitzen ausgebildeten vorstehenden Flächen 25a der Sägezahngarnitur 25 (zweites Bauteil im Sinne der Erfindung) der Trommel 5 ermittelbar. Hierbei kann vorgesehen sein, durch entsprechende Unterteilung der Deckelstabgarniturfläche ortsaufgelöste Funkenentladungen (hinsichtlich Garniturabstand, Faserbelegung, ...) über die Breite der Deckelstäbe 13 hervorzurufen, um somit z.B. Schrägstellungen der Deckelstäbe 13 oder eine ungleichmässige Abnutzung der Deckelstabgarnituren 21 oder der Trommelgarnituren 25 feststellen zu können.
Die Figur 4d ist ein Schalenmesser 34 dargestellt, dass in geringem Abstand zur Trommel 5 eingestellt ist und zu einem Saugkanal 35 gehört. Von der Trommeloberfläche abgestreifte Fremdteile gelangen in den Saugkanal 35 und werden über eine Auffangkammer 36 abgeführt. Unterhalb des Schalenmessers 34 ist ein fixes Kardiersegment 37 angeordnet. Oberhalb des Schalenmessers 34 ist das obere
Trommelabdeckblech 38 und unterhalb des Kardiersegments 37 das untere Trommelabdeckblech 39 eingezeichnet. Die Erfindung lässt sich an dieser Stelle dergestalt einsetzen, dass das erste Bauteil im Sinne der Erfindung die Trommelgarnitur 25 und das zweite Bauteil entweder das Schalenmesser 34 oder das Kardiersegment 37 ist. In beiden Fällen lassen sich Abstand, Abnutzung etc. - wie oben für die anderen Szenarien - durch Funkenerzeugung und entsprechende Messwertaufnahme und -auswertung zwischen den jeweiligen als Spitzen ausgebildeten vorstehenden Flächen 25a, 34a bzw. 37a ermitteln.
In der Figur 5 ist ein Spannungs-Zeit-Diagramm und ein Strom-Zeit-Diagramm für den Fall der Plasmaerzeugung zur berührungslosen Abstandsbestimmung zwischen zwei Bauteilen einer Textilmaschine wiedergegeben. Entsprechend der in der Figur 3 dargestellten Situation wird auch hier eine sägezahnförmige Spannung U angelegt. Die Bereiche A und D entsprechen hierbei denjenigen in der Figur 3. Bei einer Spannung UE,B (für den Bereich B) bzw. UE,C (für den Bereich C) hingegen, die jeweils unterhalb der maximalen Spannung U ma χ liegen, werden Funkenentladungen mit dem Entladungsstrom IE,B bzw. l E ,v hervorgerufen. Allerdings wird die Spannung dann derart auf einen Spannungswert U P ,B bzw. Up,c nachgeregelt, dass jeweils ein im wesentlichen konstanter Plasmastrom Ipfliesst. Unterhalb dieser Löschspannung U P , B bzw. Up,c würde das Plasma zusammenbrechen und kein Plasmastrom Ip fliessen. Die beiden Parameter U Pi I P stehen in bekanntem, funktionellem Zusammenhang mit dem Abstand δ der vorstehenden Oberflächen der Bauteile, so dass auch auf diese Weise direkt und berührungslos der Abstand δ gemessen werden kann.
Wie in der Figur 3 sind an den mit einem Stern gekennzeichneten Stellen der Figur 5 von Fasern erzeugte Durchschläge eingezeichnet.
Figur 6 zeigt einen Grobreiniger 40 als Beispiel für eine
Spinnereivorbereitungsmaschine mit einer Reinigungsvorrichtung. Sie besitzt eine angetriebene Öffnerwalze 41 , welche in Drehrichtung DR rotiert, und ist in üblicher Weise mit Schlagstiften 42 besetzt. Die äusseren Enden 42a der Schlagstifte 42 bewegen sich auf dem Schlagkreis SR. Der Grobreiniger 40 weist einen Einlass E zur
Zufuhr von zu reinigendem Fasermaterial FM ZU sowie einen Auslass A für das gereinigte Fasermaterial FM ger auf. Das zugeführte Fasermaterial FM ZU liegt in Form von Faserflocken FF vor, welche durch einen Förderluftstrom transportiert werden. Dabei wird der Förderluftstrom an der Öffnerwalze 41 herumgeführt. Durch die mechanische Einwirkung der Schlagstifte 42 auf die Faserflocken FF werden diese kontinuierlich verfeinert. Dabei wird Schmutzmaterial aus den Faserflocken FF herausgelöst. Ein grosser Teil dieses Schmutzmaterials gelangt mit einem Teil der Faserflocken FF als Abgang AG durch die Zwischenräume zwischen Roststäben 43 hindurch in eine Auffangmulde M. Die Erfindung lässt sich bei dieser Maschine einsetzen, um z. B. den Abstand zwischen den vorstehenden Oberflächen bzw. Enden 42a der Schlagstifte 42 (erstes Bauteil im Sinne der Erfindung) und den gegenüberliegenden als Spitzen ausgebildeten vorstehenden Oberflächen 43a der Roststäbe 43 (zweite Bauteile im Sinne der Erfindung) zu ermitteln.
In Figur 7 ist schematisch dargestellt, wie mittels der Erfindung die Banddicke bzw. der Bandquerschnitt eines Faserverbandes FB ermittelt werden kann. Der Faserverband FB, welcher aus mehreren Faserbändern bestehen kann, läuft zumindest abschnittsweise mit möglichst geringer Reibung über eine Unterlage 44. Von oben wird ein Tastfinger 45 mittels Federkraft oder unter sonstiger Krafteinwirkung (diesbezügliche Mittel nicht dargestellt) gegen das Faserband FB gedrückt, so dass zwischen Unterlage 44 und Finger 45 ein Spalt S entsteht. Der Tastfinger 45 ist hierbei um eine Achse A schwenkbar gelagert, so dass er entsprechend den Bandschwankungen mehr oder weniger ausgelenkt wird. Beim Abtasten von beispielsweise einer Dickstelle wird der Tastfinger 45 stärker ausgelenkt.
Am achsenfernen Ende des Tastfingers 45 ist ein erstes Bauteil 46 mit einer Spitze 46a (vorstehende Oberfläche im Sinne der Erfindung) angeordnet, der sich gegenüber ein ortsfestes Bauteil 47 mit einer Spitze 47a (vorstehende Oberfläche) an einem Ausleger 48 befindet. Durch Anlegen einer beispielsweise sägezahnförmigen Spannung (s. Figur 2) können Funkenentladungen erzeugt werden, um aus der Entladungsspannung auf den Abstand der Spitzen 46a, 47a und somit - unter Verwendung einer Auswerteeinheit 50 - fortlaufend die Dicke des Faserverbandes FB zu ermitteln. Hierzu muss die
Frequenz der Sägezahnspannung auf die Faserverbandgeschwindigkeit abgestimmt sein, um eine genügend hohe Ortsauflösung zu erhalten.
In den Figuren 8 und 9 ist eine Ausführungsform gezeigt, mit deren Hilfe Referenzmessungen vorgenommen werden können. Ein zusätzliches
Referenzbauteilepaar 71 , 75 ist innerhalb eines Faserleitelements 60 montiert, das somit eine Doppelfunktion innehat. Das Faserleitelement 60 befindet sich zwischen der Wanderdeckelanordnung 6 und einem Kardierelement 10 (beide hier nicht dargestellt, s. aber Figur 1). Auf der Unterseite des Faserleitelements 60, der Mantelfläche der Trommel 5 gegenüber, ist ein sich in Trommeldrehrichtung verengender Spalt 61 vorgesehen, um die von der Trommel 5 mitgerissene Luft L (gestrichelte gepunktete Linie) zu komprimieren. Daran schliesst sich in Strömungsrichtung der Luft L eine Öffnung 62 an, durch welche die Luft L in den Innenraum des Faserleitelements 60 eindringt. Die konkave Form und die Grosse dieser Öffnung 62 verhindern, dass Fasern in den innenraum des Faserleitelements 60 eindringen können. Die weitgehend faserfreie Luft in dem Gehäuse des Faserleitelements 60 zirkuliert weiter durch eine stromabwärts gelegene Öffnung 63 an der Unterseite des Faserleitelements 60, wobei ein zusätzlicher dynamischer Unterdruck, der in der sich verbreiternden, nachfolgenden Spalte 64 entsteht, die Luftstrombewegung unterstützt. Die Öffnungen 62 und 63 können nacheinander in einer Linie oder versetzt (s. die Aufsicht gemäss der Figur 10) angeordnet sein.
In dem Innenraum des Faserleitelements 60 wird ein geschlossener Raum durch Wände 65 und die abnehmbare Abdeckung 66 (in 9 aufgesetzt, in Figur 10 abgenommen) begrenzt. In diesem Raum befindet sich das Referenzbauteilepaar, das einerseits ein fixes Bauteil 71, das auf einem Isolator 72 angeordnet ist und eine Elektrodenspitze 73 aus einer Platin-Legierung aufweist, und andererseits ein von Hand oder mit einer entsprechenden Aktorik im Abstand zum Bauteil 71 einstellbares Bauteil 75 mit einer Elektrodenspitze 76 aus ebenfalls einer Platin-Legierung umfasst. Das Bauteil 75 ist schwenkbar an einem Schenkel 79 befestigt. Der genannte Abstand wird durch eine den Schenkel 79 durchsetzende Stellschraube 77 eingestellt, die auf das mittels einer Feder 78 beaufschlagte, schwenkbare Bauteil 75 wirkt. Das Bauteil 75 wird
z.B. elektrisch an der Masse und das Bauteil 71 mittels einem durch einen Isolator 67 in der Abdeckung 66 geführten Kabel 68 an eine Messeinheit bzw. ein Voltmeter angeschlossen.
Die Elektrodenspitzen 73 bzw. 76 besitzen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Hauptgeometriemerkmale (jeweils Radius und Winkel) der Spitzen der Trommelgarnitur 25 bzw. der Spitzen der Abnehmergamitur 19. Diese geometrischen Eigenschaften haben einen direkten Einfluss auf den Corona-Effekt und ermöglichen damit vergleichbare Ergebnisse der Referenz-Funkenentladungen zwischen den Spitzen 73, 76 einerseits und der Funkenentladungen zwischen den Spitzen der
Abnehmergarnitur 19 und der Trommelgarnitur 25 andererseits. Durch das Einstellen des Abstandes zwischen den Spitzen 73 und 76 auf einem Wert δv(=δvergi e ich), der ähnlich gross wie der zu erwartende Gamiturabstand δ ist, werden die Voraussetzungen geschaffen, Einflüsse der Oberflächengeometrien der Garnituren 19, 25 sowie der Mikrobetriebsklimafaktoren auf die Messentladungen zu eliminieren.
Hierzu wird der bekannte Abstand zwischen den Spitzen 73, 76 und die vergleichbare Oberflächengeometrie der Spitzen 73, 76 herangezogen. Unter dem Begriff „Mikrobetriebsklima" sind insbesondere die Lufttemperatur, die Luftfeuchtigkeit, die Luftgeschwindigkeit, die Anwesenheit von ionisierenden Partikeln und/oder Restionisationen zu verstehen. Unter Gamiturgeömetrien sind insbesondere die Werte der Spitzenwinkel der Garnituren 19, 25 und die Werte der Spitzenradien zu verstehen.
Wenn im Vorstehenden der Begriff Funkenentladung verwendet wurde, sind damit auch Spannungsentladungen mit umfasst, die für das blosse Auge kaum oder nicht zu sehen sind.
Die Erfindung betrifft daher ein berührungsloses Messverfahren mittels mindestens zweier sich gegenüberliegender Bauteile einer Textilmaschine, wobei die Bauteile (25, 19; 30, 31 ', 31", 32', 32"; 25, 30; 25, 21; 25, 34, 37; 42, 43; 46, 47) mindestens jeweils eine elektrisch leitende Oberfläche insbesondere vorstehende Fläche, Spitze (25a, 19a; 30a, 31 'a, 31 "a, 32'a, 32"a; 25a, 30a; 25a, 21a; 25a, 34a, 37a; 42a, 43a; 46a, 47a) aufweisen und durch Anlegen einer veränderbaren Potentialdifferenz an sich
gegenüberliegende vorstehende Flächen mindestens eine elektrische Entladung zwischen ihnen provoziert wird, aus welcher auf räumliche Relationen und/oder auf Geometrieeigenschaften sich gegenüberliegender vorstehender Flächen und/oder auf das Betriebsmikroklima und/oder auf Faserverhältnisse im Bereich der Bauteile geschlossen wird. Die Erfindung betrifft gleichfalls eine entsprechende Vorrichtung.