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Patent Searching and Data


Title:
PROCESS AND DEVICE FOR CLEANING THE SENSOR SURFACES OF A THREAD MONITORING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1993/012028
Kind Code:
A1
Abstract:
A process and device are disclosed for cleaning the sensor surfaces (13, 13') of a thread monitoring system used in spinning frames for monitoring the thread and/or the quality of the thread. The thread monitoring system is contactlessly positioned in the cross-winding area between the delivering rollers (6a, 6b) and friction roller (12) or below the delivery rollers (6a, 6b). The sensor surfaces (13, 13') are cleaned while the thread is running at the reversal points of the cross-winding movement of the thread, for the period that extends between the moment when the thread (5) touches or approaches the limit of the thread monitoring system and the moment when the running thread (5) is removed.

Inventors:
POZZO HANS (DE)
Application Number:
PCT/EP1992/002851
Publication Date:
June 24, 1993
Filing Date:
December 10, 1992
Export Citation:
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Assignee:
RIETER INGOLSTADT SPINNEREI (DE)
International Classes:
B65H63/032; B65H63/06; D01H13/16; G01B7/06; G01B7/12; G01B11/00; G01B11/10; (IPC1-7): B65H63/032; D01H13/16; G01B7/08; G01B11/10
Foreign References:
EP0322471A11989-07-05
DE2621900A11977-01-20
CH535711A1973-04-15
FR1325212A1963-04-26
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Reinigung der Sensorflächen ei¬ ner berührungslosen Garnüberwachung an einer Spinnmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden im Bereich der Fadenchangierung über¬ wacht wird und daß der Faden zwischen den Sen¬ sorflächen (13, 13') hin und her bewegt wird, wobei der Faden auf die jeweilige Sensorfläche soweit zubewegt wird, daß durch den Fadenlauf auf der Sensorfläche befindliche Ablagerungen beseitigt werden.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Sensorflächen (13, 13') so¬ weit verschoben werden, daß sie in den Umkehr¬ punkten der Changierbewegung angeordnet sind, so daß für die Zeitdauer der Berührung zwi¬ schen laufendem Faden und Sensorfläche ein Ab¬ schaben der Verschmutzung erfolgt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß bei unmittelbarer Annäherung des laufenden Fadens (5) dieser parallel und somit in einem senkrechten, konstant gehaltenen Ab¬ stand zur Sensorfläche (13, 13') geführt wird, wobei ein Reinigungsvorgang von Staub und Fa¬ sern sowohl durch die abspreizenden Einzelfa¬ sern des Fadens infolge Haarigkeit als auch durch eine sich um den laufenden Faden (5) bildende Grenzschichtströmung wirksam gemacht werden, wobei mittels natürlicher Laufunruhe des Fadens beim Changieren ein Abschnitt der Sensorfläche reinigbar ist, der dem mehrfachen der Fadenstärke entspricht.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der senkrechte Abstand (Z) zwi¬ schen Sensorfläche (13, 13') und Faden mit 0,4 mm ein Optimum für die Reinigung darstellt.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit einer berührungslos arbeitenden Gamüber¬ wachung, die einen Uförmigen Meßspalt be¬ sitzt, so daß die beiden Sensorflächen gegen¬ überliegend angeordnet sind, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß im Changierbereich zwischen Ab¬ zugswalze und Friktionswalze oder unterhalb der Abzugswälze die Sensorflächen (13, 13') der Garnüberwachung positioniert sind, wobei die Mitte des Meßspaltes in der Mitte der Changierbreite angeordnet ist und der Meßspalt durch einen Anschlag (14) begrenzt ist, der im Randbereich der Changierbreite liegt, maximal im Umkehrpunkt des Changierfadens angeordnet ist.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Sensorflächen (13, 13') der Gamüberwachung je einen, gegenüberliegenden Anschlag (14) haben, so daß der laufende Faden diesen Anschlag berührt.
7. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekenn zeichne r daß oberhalb und unterhalb jeder Sensorfläche (13, 13') ein Anschlag (14) ange¬ ordnet ist, der in den Changierbereich hinein¬ ragt, so daß der Faden diesen Anschlag berührt und kurzzeitig in konstantem, senkrechten Ab¬ stand parallel zur Sensorfläche geführt wird.
8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Anschlag (14) aus ver¬ schleißfestem Material ist.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekenn¬ zeichnet daß der Anschlag (14) im Bereich 0,3 mm bis 0,5 mm verstellbar und auf einen ge¬ wählten Wert fixierbar ist, so daß der senk¬ rechte Abstand zwischen Faden und Sensorfläche einen konstanten Wert hat.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung der Sensor¬ flächen einer Gamüberwachung

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

Die Sensorfläche einer Garnüberwachung ist im Spinnprozeß einer Verschmutzung ausgesetzt. Die Funktionsfähigkeit der Sensorfläche für die Ar¬ beitsweise der Garnüberwachung ist zu gewährlei¬ sten.

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

Charakteristisch für diese optischen oder kapaziti-

ven überwachungsverfahren ist, daß das Garnüberwa¬ chungssystem eine Garnüberwachung besitzt, die ei¬ nen U-förmigen Meßspalt hat. Innerhalb dieses Me߬ spaltes wird der laufende Faden berührungslos ge¬ führt. Im Prinzip ist die optische oder kapazitive Ga überwachung so gestaltet, daß sich als seiten¬ begrenzende Flächen innerhalb des Meßspaltes in gleicher, horizontaler Ebene zwei Sensorflächen ge¬ genüberliegen.

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

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

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

Eine bekannte Möglichkeit der Reinigung ist das Ausblasen des Meßspaltes bzw. das gezielte Beblasen der dort installierten Sensorflächen, um die Verun-

reinigungen zu entfernen bzw. den laufenden Faden ständig vor dessen Eintritt in den Meßraum so zu beblasen, daß die vom Faden mitgeführten frei be¬ weglichen Fasern eine Richtungsänderung erhalten und sich nicht auf der Optik bzw. den Kondensator¬ platten ablagern können. Eine zusätzliche Blasvor¬ richtung und deren exakte Positionierung ist erfor¬ derlich. Weiterhin kann klebrige Avivage oftmals nicht von der Sensorfläche abgelöst werden. Nur die Beblasung bringt keinen ausreichenden Reinigungsef¬ fekt.

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

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

kratzungen der optisch aktiven Fläche führen.

Aufgabe der Erfindung ist, die Sensorflächen der Ga überwachung wirksam zu reinigen, so daß eine Funktionseinschränkung des Meßverfahrens durch Ver¬ schmutzung vermieden wird.

Die Erfindung geht davon aus, den Faden selbst in den Reinigungsvorgang einzubeziehen. Ein weiteres Merkmal ist, daß die Garnüberwachung in einen Fa¬ denlauf installiert werden muß, der eine Changie¬ rung aufweist. Die Größe des Meßspaltes ist somit abhängig von der Größe der Changierbewegung. Es kann die Gamüberwachung sowohl oberhalb der Ab¬ zugswalze im Fadenlauf zwischen Abzugswalze und Friktionswalze installiert sein als auch unterhalb zwischen Abzugswalze und Fadenabzugsröhrchen. Letz¬ teres unter dem Aspekt, daß Maschinen zur Vermei¬ dung der Rillenbildung an der Oberfläche der Ab¬ zugswalze im benannten Abschnitt eine geringe Chan¬ gierung besitzen. Zu diesem Zweck ist der in der Draufsicht auf die Garnüberwachung U-förmige Me߬ spalt so gestaltet, daß die jeweilige optisch oder kapazitiv arbeitende Seitenfläche (Sensorfläche) parallel zum Fadenlauf in den Umkehrpunkten der Changierbewegung angeordnet ist. In der Vorderan¬ sicht des Meßraumes zeigt sich eine gleich¬ schenklige, trapezförmige Fläche, wobei die gedach¬ te Symetrieach.se eine momentane, mittlere Position der Fadenchangierung ist. Die kleinere Parallelsei¬ te des Trapezes zeigt in Richtung einlaufenden Fa¬ den.

Die Erfindung sieht einerseits vor, daß der laufen¬ de Faden die optisch oder kapazitiv arbeitenden

Sensorflächen der Gamüberwachung berührt. Durch diese Berührung des laufenden Fadens erfolgt ' ein mechanisches Schaben, so daß Ablagerungen auf der optisch oder kapazitiv arbeitenden Sensorfläche wirksam beseitigt werden.

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

die vorhandene Haarigkeit des Fadens einen "Pinseleffekt" gegenüber der optischen aktiven Fläche ermöglicht,

durch den laufenden Faden eine um ihn sich bildende GrenzSchichtStrömung einen Luftzug erzeugt, der eine wirksame Kraft auf abgela¬ gerten Staub und Fasern ausübt,

die Fadenlaufunruhe sichert, daß ein Flächen¬ abschnitt gereinigt wird, der ca. der 4-fachen Fadenbreite entspricht.

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

Die Haarigkeit des Fadens garantiert ein vorhande¬ nes Abspreizen von Einzelfasem, die durch den ge¬ ringen Abstand zwischen Faden und Sensorfläche beim Berühren einen "Pinseleffekt" ermöglichen. Je grö¬ ßer die Haarigkeit des Fadens, um so günstiger der "Pinseleffekt". Durch den fixierten Abstand kann die sich um den laufenden Faden ausbildende Grenz¬ schichtströmung wirkungsvoll ausgenutzt werden, um abgelagerten Staub und Einzelfasern durch den Luft¬ strom zu beseitigen. Die existierende Laufunruhe des Fadens in Verbindung mit den beiden beschriebe¬ nen Effekten bewirkt eine Reinigungsschneiße auf der Sensorfläche, die ca. dem 4-fachen der Faden¬ stärke entspricht. Das bewirkt, daß der Faden stets durch die Sensorfläche überwacht werden kann.

Staub und Ablagerungen von Fasern werden wirkungs¬ voll beseitigt.

Ein entscheidender Vorteil der Erfindung ist, daß die Reinigung bei laufendem Betrieb der Spinnstel¬ len erreicht wird und realisierbar ist mit unerwar¬ tet geringfügigen, technischen Veränderungen.

Bei einem Dauerbetrieb der Spinnmaschine ist die Häufigkeit des zeitlich begrenzten Reinigungsvor¬ ganges ausreichend, um eine Beeinflussung des opti¬ schen Meßverfahrens durch Verschmutzungen zu ver¬ meiden.

Das Verfahren und die Vorrichtung zum Reinigen der Sensorflächen der Gamüberwachung werden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zei¬ gen:

Figur 1:

Fadenlauf an einer OE-Spinnmaschine mit Posi¬ tionierung der Ga überwachung,

Figur 2 :

Garnüberwachung mit U-förmigem Spalt im Fa¬ denlauf,

Figur 3:

Ausschnitt aus der Vorderansicht der Ga ü¬ berwachung mit trapezförmiger Spaltfläche,

Figur 4 :

Parallelität zwischen Faden und Sensor-Fläche bei Annäherung,

Figur 5:

Berührung zwischen Faden und Sensorfläche.

Die Figuren sind nicht maßstäblich. Gemäß Fig. 1 wird die Spinnbox 1 einer OE-Spinnmaschine mit ei¬ nem Faserband 2 aus einer Vorlagekanne 3 gespeist. Nach Figur 1 wird über das Fadenabzugsrohr 4 der Faden 5 mittels der Abzugswalzen 6a und 6b abgezo¬ gen. Von hier wird der Faden weitertransportiert über die- Fadenumlenkstange 8 und durch Changierbe¬ wegung des Fadenführers 9 über die Breite einer Garnspule 10 aufgewickelt, wobei die Garnspule über den paarweisen Spulenhalter 11 gehalten wird. Der Antrieb der Garnspule 10 erfolgt über die Frikti- - onswalze 12.

Um den Fadenlauf R zu überwachen, findet in der Textilindustrie eine optisch oder kapazitiv arbei¬ tende Garnüberwachung Verwendung. Die Gamüberwa¬ chung besitzt einen Meßspalt, der U-förmig ausge¬ bildet ist und den Faden berührungslos umgibt, so daß der Faden zwischen den beiden gegenüberliegen¬ den Sensorflächen läuft.

Nach Fig. 1 ist die Installation einer Garnüberwa¬ chung 7 in den Fadenlauf oberhalb der Abzugswalzen 6a, 6b dargestellt. Diese Installation könnte auch unterhalb der Abzugswalzen im Fadenlauf zwischen Abzugswalzen 6a, 6b und Abzugsrohr 4 erfolgen. Ent¬ scheidend ist, daß eine Changierbewegung des Fadens

5 vorliegt. Somit muß der Meßspalt der Ga überwa¬ chung so ausgebildet sein, daß er in seiner Posi¬ tionierung eine Fadenchangierung nicht behindert.

Nach Figur 2 ist eine der Sensorflächen 13 erkenn¬ bar, wobei die gegenüberliegende Fläche in der Fi¬ gur nicht sichtbar ist. Der Meßspalt umschließt den Faden U-förmig. Die Sensorflächen (13, 13') sind gegenüber dem Fadenlauf geneigt und stellen die Be¬ grenzung d.h. die Umkehrpunkte der Changierung dar.

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

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

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

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

Figur 5 zeigt eine Reinigung der Sensorfläche durch Berührung mit dem laufenden Faden. Der Faden wird auf der Sensorfläche in Fadenabzugsrichtung bewegt.

Dabei schabt der Faden auf der Sensorfläche und be¬ seitigt somit Schmutz- und Staubablagerungen. Diese Berührung wird möglich, da die Sensorfläche An¬ schlag und Umkehrpunkt zugleich für den changierten Faden ist. Die Reinigung beginnt mit dem Berühren zwischen Faden 5 und Sensorfläche 13 und endet mit der Rückbewegung des Fadens in Richtung der gegen¬ überliegenden Sensorfläche 13'.