CH710443A2 - Verfahren und Einrichtung zur automatischen Überwachung der Qualität von Hülsen auf Spinn- und Zwirn-Spindeln. - Google Patents

Abstract

Das Verfahren besteht darin, dass an jeder einzelnen Spindel (9) einer Ringspinn-Maschine deren Temperatur laufend gemessen wird. Eine erhöhte Temperatur einer Spindel (9) wird sofort an einem zentralen Display (27) zur Anzeige gebracht. Die Anzeige identifiziert die betroffene Ringspinn-Hülse (8), sodass sie händisch ersetzt werden kann. Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens schliesst für jede Ringspinn-Spindel (9) einer Ringspinn-Maschine einen eigenen Temperatursensor (24) ein, sodass die Temperatur an jeder einzelnen Spindel (9) der Ringspinn-Maschine laufend messbar ist, indem der Temperatursensor (24) an das stationäre Spindelfusslager (20) angeschlossen ist. Weiter ist ein zentraler Rechner CPU (26) vorhanden, in welchen die eingehenden Signale von jeder Spindel (9) über je gesonderte Kabel (25) eingehen und zu Signalen für ein zentrales Display (27) verarbeitet werden. Die CPU (26) beinhaltet ein Programm, gemäss welchem die Grenztemperatur je nach Maschinentyp, Spindel- und Hülsentyp einstellbar ist, sodass bei Überschreiten dieser Grenztemperatur ein optisches und wahlweise auch ein akustisches Signal vom Display (27) anzeigbar bzw. abgebbar ist.

Description

[0001] Diese Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zur automatischen Überwachung der Qualität von Hülsen auf Spinn- und Zwirn-Spindeln und andererseits auch eine Einrichtung, um dieses Verfahren technisch umzusetzen.

[0002] Moderne Kurzstapel-Fasermaschinen und Ringspinn-Maschinen werden heute mit gegen 2000 Spindeln pro Maschine betrieben und solche Maschinen füllen ganze Säle. Eine höhere Spindelanzahl pro Maschine bedeutet geringere Kosten zur Realisierung einer bestimmten Produktionsmenge. Für weniger Maschinen fallen geringere Investitionskosten und tiefere Ausgaben für die Infrastruktur an, etwa für den Unterhalt, den Platzbedarf sowie die Energie und das Maschinenraumklima. Somit reduziert sich der fixe Anteil der Produktionskosten pro kg Garn. Wenn zum Beispiel eine Ringspinnerei 30 000 Spindeln betreibt, so benötigen 25 Maschinen mit je 1200 Spindeln 11 300m<2>Platz. Bei einer Spindelzahl von 1632 sind nur 16 Maschinen nötig, und es braucht bloss 9800 m<2>Platz, das heisst 13% weniger.

[0003] Die Senkung des Energieverbrauchs ist ein weiterer zentraler Faktor der Herstell-, Unterhalts- und Betriebskosten und hat daher grosse Bedeutung. Ein 4-Spindel-Bandantrieb, bei dem vier Spindeln vom gleichen Antriebsriemen angetrieben werden, garantiert konstante Drehzahlen über die gesamte Maschinenlänge, unabhängig von der Spindelanzahl und dieser Antrieb bietet eine hervorragende Energiebilanz. Die motorisch angetriebenen Spindeln sind lotrecht längs von Reihen angeordnet, die sich beidseits längs der langgestreckten Maschine erstrecken, also auf jeder Seite bis zu 1000 Spindeln. Oberhalb der Spindeln ist je eine Fadenspule angeordnet, ab welcher der Faden bezogen wird und auf die darunter auf der angetriebenen Spindel sich drehenden Ringspinn-Hülse gewickelt wird.

[0004] Die leeren Ringspinnhülsen werden mit ihren inliegenden Konussen lose auf die ebenfalls konischen Ringspindeln aufgesteckt, sodass eine Verkeilung erzeugt wird, um die Drehmomente für ihren Antrieb von der Spindel auf die Hülse zu übertragen. Die Ringspinn-Hülsen werden mit einer Drehzahl der Ringspindeln von bis zu etwa 25 000 U/min gedreht und die Ringgarne werden auf die Ringspinn-Hülsen aufgewickelt. Mehrere solche je Dutzende Meter lange Maschinen stehen in einem Maschinensaal mit ihren Längsseiten nebeneinander, und oftmals Dutzende von Maschinen.

[0005] Für jede einzelne angetriebene Spindel kommen mehrere Ringspinnhülsen nacheinander zum Einsatz. Solche Ringspinnhülsen sind daher Massenware und sie stehenden zu Zehntausenden im Einsatz. Dennoch müssen diese Ringspinnhülsen hochpräzise gefertigt sein und sie weisen nur minimale Toleranzen auf. Wenn sie verschleissen, werden diese Toleranzen überschritten und das wirkt sich letztlich fatal auf die teuren und hochpräzise gefertigten Spindeln aus. Wohl lässt sich die Qualität dieser Ringspinn-Hülsen prüfen. Eine solche Qualitätsprüfung kann etwa mittels eines Lehrdorns nach DIN ISO 368 durchgeführt werden. Sie gestaltet sich aber sehr aufwendig und wird deshalb oftmals nur an neuen Hülsen durchgeführt. Das führt dazu, dass auch schlechte Hülsen im Betrieb verbleiben, welche Unwuchten erzeugen und somit die Spindeln übermässig belasten, was schliesslich zu einer entsprechenden Reduktion der Spindel-Lebensdauer führt.

[0006] Die Ringspindel hat die Aufgabe, den Wickelprozess trotz einer vorhandenen Unwuchtbelastung, vor allem aufgrund von Spiel zwischen Spinnhülse und Spindeloberteil, zu ermöglichen. Daher hat die Geometrie der Spinnhülsen enorme Bedeutung und es werden nur enge abweichende Werte toleriert, um die Unwuchtkräfte zu begrenzen. Ebenso wird der Materialwahl für die Spinnhülsen entsprechende Beachtung geschenkt.

[0007] Die Geometrie der Spinnhülsen muss, sowohl im Neuzustand wie auch im Betrieb, laufend unter Kontrolle gehalten werden, indem entsprechende Kontrollkaliber zum Einsatz kommen. Dabei ist es sehr wichtig, ja entscheidend, dass diese umfangreichen Kontrollen der Hülsen-Qualität seriös und konsequent durchgeführt werden. Bisher wird eine schadhafte Hülse einzig am unruhigen Lauf erkannt. Unwuchten machen sich bemerkbar und erzeugen Vibrationen und zusätzlichen Lärm. Eine von der Norm abweichende Vibration infolge einer schadhaften Hülse erkennt man im Wesentlichen von Auge, wenn man regelmässig und sorgfältig die einzelnen Hülsen und deren Lauf beobachtet, indem man der Maschine entlanggeht. Das aber ist eine Konzentrationsarbeit und sie ist zeitaufwändig und ermüdend.

[0008] Könnte man sicherstellen, dass die bis zu 2000 Spindeln einer Ringspinn-Maschine stets mit perfekten Ringspinnhülsen bestückt wären, so Hessen sich weit längere Standzeiten mit den teuren Spindeln erreichen, und auch Störungen im Wickelbetrieb könnten vermieden werden und damit könnten erhebliche Kosten eingespart werden. Eine systematische Prüfung jeder gebrauchten Hülse, bevor sie auf eine Spindel aufgesetzt wird, unterbleibt in der Praxis. Eine solche systematische Überprüfung einer Ringspinnhülse mit einem Konuskaliber, der hierzu in die Ringspinnhülse gesteckt wird, wonach von Hand geprüft wird, ob die Ringspinnhülse darauf korrekt sitzt oder übermässig Spiel hat, ist nämlich eine zeitraubende und mühsame Arbeit, vor allem wenn man die enorme Anzahl von Ringspinnhülsen vor Augen hat, die in einem grossen Maschinensaal in Einsatz stehen, oftmals einige Zehntausend Ringspinnhülsen. Ein effizienteres Überwachen würde eine Früherkennung von verschlissenen oder sonst wie schadhaften Hülsen ermöglichen. Diese könnten sofort ersetzt werden, bevor eine Unwucht die Spindel beeinträchtigt, wie das aktuell noch der Fall ist, sodass diese im Grenzfall sogar ausgetauscht werden muss. Es geht also um die Reduktion des Ausfallrisikos für Spindeln, sowie generell um die Verlängerung deren Lebensdauer durch Sicherstellung, dass schadhafte Hülsen sofort erkannt werden und sofort ausgetauscht werden können, bevor weitere Schäden verursacht werden.

[0009] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es angesichts dieser Sachverhalte, ein Verfahren zur automatischen Überwachung der Qualität von Ringspinn-Hülsen für Spinn- und Zwirn-Spindeln anzugeben. Dabei soll dieses Verfahren zuverlässig und sicher arbeiten, kostengünstig und langlebig einsetzbar sein, und automatisch unverzüglich zur Anzeige bringen, wenn eine spezifische Ringspinn-Hülse nicht mehr einwandfrei ist, und diese schadhafte Ringspinn-Hülse identifizieren, sodass sie unverzüglich ersetzt werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, welche ein solches Verfahren automatisiert umsetzen kann, und welche kostengünstig realisierbar ist und auch kostengünstig und zuverlässig langfristig eingesetzt werden kann.

[0010] Diese Aufgabe wird gelöst von einem Verfahren zur automatischen Überwachung der Qualität von Ringspinn-Hülsen auf Spinn- und Zwirn-Spindeln, bei welchem an jeder einzelnen Spindel einer Ringspinn-Maschine deren Temperatur direkt oder indirekt laufend oder periodisch gemessen wird, und eine erhöhte Temperatur einer Spindel an einem zentralen Display oder mittels einer Leuchte an jeder Spindel zur Anzeige gebracht wird, wobei die Anzeige die betroffene Ringspinn-Hülse identifiziert, sodass sie händisch ersetzt werden kann.

[0011] Die Aufgabe wird des Weiteren gelöst von einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur automatischen Überwachung der Qualität von Ringspinn-Hülsen auf Spinn- und Zwirn-Spindeln, die sich dadurch auszeichnet, dass sie für jede Ringspinn-Spindel einer Ringspinn-Maschine einen eigenen Temperatursensor einschliesst, sodass die Temperatur an jeder einzelnen Spindel direkt oder indirekt laufend oder periodisch messbar ist, und weiter dass entweder ein zentraler ein Display vorhanden ist, der mit einer speicherprogrammierbaren Steuerungseinheit eines Rechners verbunden ist, zu dem von jedem einzelnen Temperatursensor wenigstens zwei elektrische Signalkabel führen, sodass an diesem zentralen Display die Temperatur jeder spezifischen Spindel anzeigbar ist, oder aber bei jeder einzelnen Spindel eine Leuchte mit einer elektronischen Schaltung installiert ist, sodass das Übersteigen einer einstellbaren Temperatur bei der Spindel selbst durch diese Leuchte anzeigbar ist.

[0012] Dieses Verfahren und diese Einrichtung werden in schematischen Zeichnungen in einem Beispiel dargestellt und nachfolgend anhand dieser Zeichnungen beschrieben und die Funktion des Verfahrens und der hierzu nötigen Einrichtung wird erläutert. Es zeigt: <tb>Fig. 1 :<SEP>Eine Ringspinnmaschine in einem schematischen Querschnitt dargestellt; <tb>Fig. 2 :<SEP>Einen Maschinensaal mit einer Vielzahl von Ringspinnmaschinen; <tb>Fig. 3 :<SEP>Eine Ringspinn-Hülse ohne Bördelung zum Aufsetzen auf eine Spindel; <tb>Fig. 4 :<SEP>Eine Ringspinn-Hülse mit Bördelung zum Aufsetzen auf eine Spindel; <tb>Fig. 5 :<SEP>Ein Lehrdorn bzw. Norm-Kaliber zum Prüfen einer Ringspinn-Hülse; <tb>Fig. 6<SEP>Eine Hülse mit perfektem Passsitz auf dem Norm-Kaliber; <tb>Fig. 7 :<SEP>Eine Hülse auf einer Spindel, jedoch mit zu tiefem Sitz und unten zu viel Spiel; <tb>Fig. 8 :<SEP>Eine Hülse auf einem Norm-Kaliber mit Toleranzfenster zur Prüfung des korrekten Sitzes der Hülse; <tb>Fig. 9 :<SEP>Eine Hülse auf einer Spindel, die mit einem Temperatursensor ausgerüstet ist, sowie zugehöriger CPU, zum Anschliessen von Hunderten von Signalkabeln, und einem Display.

[0013] Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die Temperatur der Spindel selbst oder des Gehäuses der Spindellagerung im Betrieb ein zuverlässiges Mass für die gesamte Unwuchtbelastung der Spindel ist. Denn eine mit Unwucht laufende Spindel erzeugt durch ihre Vibration zusätzliche Wärme und auch Lärm. Die entstehende Wärme führt zu einer Erhöhung ihrer Temperatur. Durch eine Messung der Temperatur der Spindel oder ihres stationären Lagergehäuses kann die Qualität der Hülse bestimmt werden. Die Unwuchtbelastung setzt sich aus nachstehenden Teilen zusammen: Restunwucht Spindeloberteil Unwucht Spinnhülsen Unwucht Garnkörper Spiel zwischen Spinnhülse und Spindeloberteil

[0014] Zum besseren Verständnis ist in Fig. 1 eine Ringspinnmaschine in einem schematischen Querschnitt dargestellt. Die Maschine verfügt über ein Chassis 1, an dem die verschiedenen Komponenten angebaut sind. Oben beginnend erkennt man das Spulengatter 2, an welchem die Flyerspulen 3 hängen. Von diesen gibt es für jede Spindel stets mehrere, damit immer ein Vorrat vorhanden ist und wenn eine Flyerspule 3 aufgebraucht ist, sofort eine nachfolgende Flyerspule 3 weiteres Garn spenden kann. Das Garn 4 läuft ab der Flyerspule 3 durch ein Streckwerk 5, in welchem das Garn 4 ausgerichtet und gestreckt wird, wonach es zum Kops 6 läuft und schliesslich durch die Ringbank 7 auf die Hülse 8 aufgewickelt wird. Die Hülse 8 steckt auf einer angetriebenen Spindel 9, die ihrerseits in einer Spindelbank 10 steckt. Je schneller nun eine Spindel rotiert, umso anfälliger wird sie, wenn Unwuchten auftreten, und die Unwuchten stammen meistens von den aufgesteckten Hülsen.

[0015] Das problemlose Bestücken der Spindeln mit den Hülsen verlangt zwischen Spindel und Hülse ein bestimmtes Spiel. Dies hat zur Folge, dass die Spindeln im ganzen Drehzahlbereich mit entsprechender Unwucht belastet sind, im Gegensatz zu den meisten anderen rotierenden Maschinenelementen, die meistens in möglichst ausgewuchtetem Zustand laufen. Weiter verlangt das problemlose Aufstecken der Hülsen auf die Spindeln auch eine stark einseitige oder fliegende Lagerung der Spindeln, was wiederum im üblichen Maschinenbau selten vorkommt, vor allem, wenn man bedenkt, dass der fliegende Teil einer Textilspindel ohne weiteres dreimal länger ist als die Lagerbasis. Die Forderung, dass eine Textilspindel über den ganzen Ringhub sehr genau zentrisch zum Ring zu stehen hat, – in der Grössenordnung von 0,1 mm – macht übliche elastische Lagerungen unmöglich, vor allem, wenn man auch beachtet, dass die meisten Spindeln zusätzlich mit dem variablen Anpressdruck des Antriebsbandes querbelastet werden.

[0016] Die Forderung nach minimaler Energieaufnahme der Spindelantriebe bedingt, dass die Lager der Spindeln kleinstmögliche Dimensionen aufweisen müssen, damit die Reibmomente minimal bleiben. Da Spindeln in weiten Drehzahlbereichen arbeiten müssen, ist auch die Frage der kritischen Drehzahlen schwierig zu lösen, umso mehr, als die Spindeln auf Maschinen montiert werden, die ihrerseits selbst ein stark schwingungsfähiges System darstellen. Das Auftreten von Resonanzschwingungen ist daher unvermeidlich. Früher gebräuchliche Spindeln hatten eine kritische Drehzahl im Bereich von 500 bis 2000 U/min und ab einer bestimmten erhöhten Drehzahl bestand die Gefahr, dass die Spinn- oder Zwirnmaschine derart in Schwingungen versetzt wurde, dass man die Drehzahl unverzüglich herunterfahren musste.

[0017] Neben den Kräften des Antriebsbandes wirken auch noch die Kräfte der Garnaufwicklung auf der Hülse auf die Spindel. Auch diese Kräfte weisen über der Zeit respektable, kurzzeitige Veränderungen auf, welche das Lagerungssystem stabil absorbieren muss, da sonst das sogenannte Schwirren, welches vor allem am oberen Ende des Ringbankhubes – also an der grössten Kragweite der Spindel – auftreten kann.

[0018] Höchstleistungsspindeln sind daher prinzipiell schwingungstechnisch von der Maschine entkoppelt. Das bedeutet, dass beide Lagerstellen, also das Hals- wie auch das Fusslager, gegenüber der Spindelbank schwingungsfähig angeordnet sind. Neben einer ersten kritischen Drehzahl muss mit zunehmender Drehzahl auch eine zweite kritische Drehzahl überfahren werden, bevor die Spindel in den Drehzahlbereich ihres Betriebes kommt – heute bis zu 25 000 U/min. Trotz schwingungstechnischer Abkoppelung von der Maschine muss die geometrische Präzision bezüglich des Ringhubes erhalten bleiben. Hierfür wurden Mitte der 80er Jahre elegante Lösungen gefunden, durch Einsatz von Federn am Hals- und Fusslager, bei gewissen minimalen Steifigkeits-Werten, sodass der Bandzug für den Antrieb der Spindel keine Schrägstellung der Spindel verursacht. Ein vorteilhaftes System weist neben einer Biegefeder des Lagerrohres unterhalb des Halslagers eine zweite Feder auf, die das Lagerrohr gegen das Gehäuse der Spindellagerung abstützt. Diese Feder ist eine Parallelfeder, sodass das Lagerrohr bei einer Auslenkung exakt vertikal bleibt. Mit diesem System ist die Forderung nach kleinstmöglichem Wirtel ebenso erfüllbar wie mit den konventionellen Spindeln, da das zusätzliche Federelement entsprechend weiter unten – ausserhalb der Bandlaufzone des Wirtels – angeordnet ist, und weil es sich um eine Parallelfeder handelt. Dieses Konstruktionsprinzip ist in EP 0 209 799 B1 ausführlich beschrieben und ermöglichte erstmals, mit wesentlich höheren Drehzahlen zu arbeiten. Doch je höher die Drehzahlen sind, umso heikler sind die Hülsen. Ihre Unwuchten wirken sich dann weit stärker aus und es ist daher nötig, möglichst einwandfreie Hülsen einzusetzen, was deren regelmässige Qualitätskontrolle voraussetzt, wenn ihr Betrieb möglichst störungsfrei laufen soll.

[0019] In Fig. 2 ist ein Maschinensaal mit einer Vielzahl von Ringspinnmaschinen schematisch vereinfacht dargestellt. Dieses Bild vermittelt eine Vorstellung von der Vielzahl der im Einsatz stehenden Hochleistungs-Spindeln 9 und der dazugehörigen noch viel grösseren Anzahl von Hülsen 8 – in der Grössenordnung von mehreren Zehntausend. Oberhalb der Maschinen werden die Flyerspulen 3 längs von Schienen 29 zugeführt. Jede einzelne Hülse 8 sollte eine präzise Geometrie innerhalb minimalster Toleranzen aufweisen, denn beim hochtourigen Spinnen hängt der weiche Spindellauf weitgehend von gut sitzenden Hülsen ab. Herstellungstoleranzen und Hülsen-Abnützung sollten deshalb kontrolliert werden, um eine leistungsfähige Produktion zu gewährleisten. Deshalb wurden internationale Normen für solche Hülsen und auch für die Prüfdorne zu deren Kontrolle aufgestellt, und bei ihrer Herstellung sind viele Dinge zu berücksichtigen.

[0020] Die Fig. 3 zeigt eine Ringspinn-Hülse 8 ohne Bördelung zum Aufsetzen auf eine Spindel, und die Fig. 4 zeigt eine Ringspinn-Hülse 8 mit Bördelung 14 zum Aufsetzen auf eine Spindel. Sie ist daher an ihrem oberen Ende geschlossen. Es handelt sich in beiden Fällen um konisch zulaufende Hülsen 8 mit Innenkonus 11 und Aussenkonus 12, die für Drehzahlen von 18 000 bis 25 000 U/min ausgelegt sind. Für eine solche Hülse 8 werden nur Werkstoffe zugelassen, die qualifizierte mechanische Eigenschaften besitzen. Gegen äussere Einflüsse wie Licht, Feuchtigkeit oder Alterung müssen diese Werkstoffe unempfindlich sein. Hülsen 8 ohne Beschläge dürfen endseitig nicht verspröden. Zum Beispiel eignet sich ein glasfaserverstärktes Polypropylen mit mindestens 30% Glasfaseranteil. Wenn die Hülsen mit Beschlägen ausgerüstet werden, so sind nur solche aus rostfreiem, hochfestem Stahl zugelassen und sie dürfen an der Hülsenoberfläche nicht vorstehen. Sie müssen gut verankert sein und dürfen sich nicht bewegen oder lösen. Hohlräume zwischen Hülse und Beschlag sind nicht zulässig. Die Hülseninnenseite soll im Wirkbereich der Hülsenkupplung möglichst glatt sein. Die Hülse muss mit maximal 20N auf die Spindel gedrückt werden können. Die inneren Kanten oben und unten müssen mit einem Radius oder einer Schräge von mindestens 0.5 mm versehen sein. Hülseninnenseite und Hülsenenden müssen sauber ausgespritzt sein. Es dürfen keine Gräte oder Resten der Einspritzstelle vorstehen. Ihre Konizität ist nach DIN ISO 368 zum Beispiel 1:38 oder 1:64. Darüber hinaus gibt es Längentoleranzen und die Hülsen dürfen nicht krumm sein und ihre Hülsenfüsse 13 müssen exakt rechtwinklig zur Hülsenachse verlaufen. Die Rundlauffehler dürfen für Drehzahlen von 15 000 bis 18 000 U/min max. 0.25mm betragen, und für Drehzahlen über 18 000 bis 25 000 U/min bloss 0.20mm. Die massgebliche Prüfung erfolgt immer mittels Lehrdornen bzw. Mess-Kaliber, wobei die Hülse in ihrer ganzen Länge satt auf dem Lehrdorn sitzen und dann innerhalb der Toleranzbereiche liegen muss.

[0021] Die Fig. 5 zeigt einen solchen Lehrdorn 15 bzw. Norm-Kaliber mit Handgriff 16 zum Prüfen einer Ringspinn-Hülse 8. Er muss von grösster Güte sein, hochpräzis gefertigt und sein Konus 17 muss so glatt und perfekt wie nur möglich sein. In Fig. 6 ist eine Hülse 8 mit perfektem Passsitz auf dem Norm-Kaliber 15 gezeigt. Sie schmiegt sich überall satt an den Konus 17 des Lehrdorns 15 an und die freibleibenden Bereiche am Lehrdorn 15 vorne und hinten an der Hülse 8 müssen in einem gewissen vorgeschriebenen Bereich liegen. Sie dienen als Toleranzfenster 22 am Lehrdorn. Die Fig. 7 zeigt eine Hülse 8 aufgesteckt auf eine Spindel 9. Die Hülse 8 sitzt jedoch auf der Spindel 9 mit zu tiefem Sitz und unten mit zu viel Spiel. Eine solche Hülse 8 würde sich im Betrieb fatal auswirken und eine Spindel 9 womöglich innert kürzester Zeit zerstören.

[0022] In Fig. 8 ist eine Hülse 8 aufgesteckt auf einen Norm-Kaliber 15 mit Toleranzfenster 21 gezeigt. Dieses Toleranzfenster 21 ermöglicht es, den korrekten Sitz der Hülse 8 auf einen Blick zu prüfen. Dennoch ist es kaum zumutbar, Zehntausende von Hülsen 8 regelmässig durch Aufstecken auf solche Norm-Kaliber 15 händisch zu überprüfen. Und aus diesem Grund wird es in der Praxis auch unterlassen. Die Prüfung erfolgt leider meistens einzig vor dem erstmaligen Einsatz der Hülsen 8. Werden sie im Laufe ihres Einsatzes verschlissen oder beschädigt, so bleiben sie weiter im Einsatz, bis sich eine derart starke Unwucht aufgebaut hat, dass diese von Auge erkennbar ist oder die Hülse 8 und ihre Spindel 9 aussergewöhnlichen Lärm erzeugen. Erst dann wird sie ersetzt. Anhand all dieser obigen Ausführungen wird nun der Sinn der vorliegenden Erfindung verständlich, nämlich ein Verfahren zur automatischen Überwachung der Qualität von Ringspinn-Hülsen 8 auf Spinn- und Zwirn-Spindeln 9 zu schaffen, um schadhafte Hülsen frühzeitig zu erkennen und austauschen zu können.

[0023] Die Fig. 9 zeigt eine Spindel 9 mit ihrem Spindelfusslager 20 und ihrem Antrieb. Dieser besteht hier aus einem Riemen 23, der um das Wirtelpully 19 des Wirtels 18 läuft. In dieser Figur ist das Grundprinzip der Lösung für die permanente Qualitätsprüfung der Hülsen schematisch dargestellt: Die Hülse 8 sitzt auf einer Spindel 9, die mit einem Temperatursensor 24 ausgerüstet ist, welcher die Temperatur der Spindel 9 oder ihres stationären Spindelfusslagers 20 abtastet und sofort feststellt, wenn die jeweilige Normtemperatur überstiegen wird. Temperatursensoren 24 gibt es in vielen möglichen Varianten. Vom temperaturabhängigen Widerstands-Sensor bis hin zu fertig abgeglichenen «all-in-one»-Bauteilen mit digitalem Ausgang. Sie unterscheiden sich nach Auflösung und Genauigkeit. Die meisten digitalen Temperatursensoren bieten eine Genauigkeit von ±0.5 °C, was für die vorliegenden Zwecke völlig hinreichend ist. Bei solchen digitalen Temperatursensoren handelt es sich um direktwandelnde Sensoren, das heisst die Temperatur wird ohne Umweg über eine analoge Zwischengrösse (Spannung oder Strom) in ein digitales Signal überführt. Die Datenkommunikation erfolgt über ein 1-Wire-Interface, wodurch man am Mikrocontroller in der CPU mit nur einem einzigen I/O-Pin auskommen kann. Ausserdem beherrschen diese digitalen Temperatursensoren die parasitäre Stromversorgung, d.h., man braucht für Daten und Stromversorgung zusammen nur zwei Leitungen. Dieser eingebaute Temperatursensor 24 liefert sein Signal an einen zugehörigen Rechner (CPU) 26, welcher das Signal mit eingebbaren Werten vergleicht und bei Überschreiten einer eingegebenen Temperatur sofort ein Signal an einen Display 27 sendet, sodass dort angezeigt wird, welche der zum Beispiel 2000 an einer einzigen Maschine im Einsatz stehenden Hülsen 8 bzw. Spindeln 9 gerade ein Problem verursacht. Anstelle eines zentralen Display kann auch an Ort und Stelle jeder Spindel eine kleine Leuchte 30, zum Beispiel eine LED mit zugehöriger Schaltung installiert sein, die dann aufleuchtet, sobald die Temperatur der betreffenden Spindel, gemäss der Messung durch den Temperatursensor, den an der Schaltung eingestellten Wert übersteigt. Es leuchtet dann bei problembehafteten Hülsen sofort beispielsweise ein roter Lichtpunkt auf, der beim Vorbeigehen sehr augenfällig erkannt wird. Trotzdem kann zusätzlich auch ein zentrales Display ein Gesamtbild des Zustandes aller Spindeln 9 anzeigen wie beschrieben. Die lokale optische Anzeige hilft aber, eine problemverursachende Hülse bzw. Spindel rasch zu finden.

[0024] Als Alternative zu analogen oder digitalen Temperatursensoren, die auf einer elektrischen Widerstandsmessung basieren, kommen auch berührungslos arbeitende Infrarot-Punktsensoren in Frage, wobei dies eine teurere Lösung darstellt. Die Signale dieser Infrarot-Punktsensoren können via elektrische Kabel 25 oder auch drahtlos an den Rechner 26 übermittelt werden. Mehrere Spindeln 9 können von einem einzigen Infrarot-Punktsensor überwacht werden, indem dieser mittels eines Servomotors schwenkbar nacheinander abwechselnd auf verschiedene Spindeln 9 oder ihre Fussspindellager 20 ausrichtbar ist. Die Signale können wiederum über Kabel 25 oder berührungslos an den Rechner 26 übermittelt werden, über welchen auch die Servomotoren steuerbar sind. Damit ist zwar keine permanente, aber doch eine periodische und zeitlich engmaschige Überwachung der Spindeltemperaturen gewährleistet.

[0025] Der Display 27 kann ein akustisches Warnsignal abgeben, sodass das Personal sofort zum Display 27 gehen kann und augenblicklich sieht, wo das Problem auftauchte. Zielstrebig kann es die schadhafte Hülse 8 sofort ersetzen, sodass möglicher Schaden abgewendet werden kann und Ausfallzeiten minimiert werden können. Von jeder einzelnen Spindel 9 führen also wenigstens zwei Signal-Kabel 25 zum Rechner 26 und dieser verarbeitet alle eingehenden Signale und zeigt die Ergebnisse auf dem Display 27 an. Dabei kann der Display 27 so gestaltet sein, dass nur gerade die problemverursachenden Spindeln 9 angezeigt werden, oder auch dass die aktuelle Temperatur zu allen Spindeln 9 angezeigt wird, oder aber im einfachsten Fall bloss angezeigt wird, ob die Temperatur der Spindeln 9 im Rahmen liegt oder einen einstellbaren Grenzwert überschreitet. Möglich ist auch die simultane Anzeige der eben genannten Sachverhalte.

[0026] Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur automatischen Überwachung der Qualität von Ringspinn-Hülsen 8 auf Spinn- und Zwirn-Spindeln 9 schliesst für jede Ringspinn-Spindel 9 einer Ringspinn-Maschine einen eigenen Temperatursensor 24 ein, sodass die Temperatur an jeder einzelnen Spindel 9 oder an ihren stationären Spindelfusslagern 20 der Ringspinn-Maschine laufend messbar ist. Weiter gehört zur Einrichtung ein zentrales Display 27 mit einem Rechner 26, welcher als speicherprogrammierbare Steuerungseinheit wirkt. Von jedem einzelnen Temperatursensor 24 führen wenigstens zwei elektrische Kabel 25 zu diesem Rechner 26, sodass an diesem zentralen Display 27 die Temperatur jeder spezifischen Spindel 9 oder ihres Spindelfusslagers 20 anzeigbar ist, und bei Übersteigen eines über eine Eingabeschnittstelle des Rechners 26 an die speicherprogrammierbare Steuerungseinheit eingebbaren Temperaturwertes (zum Beispiel 40 °C) ein optisches oder akustisches Signal vom Display 27 abgebbar ist. Ist diese Temperatur höher als ein vorgegebenes Mass, so kann auch eine sichtbare LED eingeschaltet und/oder wahlweise auch ein akustische Signal abgegeben werden. Dies bedeutet, dass bei dieser betreffenden Spindel 9 eine schlechte Spinnhülse 8 im Einsatz steht, welche ersetzt werden muss. Durch diese Massnahme wird erreicht, dass die Spinnhülsen 9 laufend einer automatischen Qualitätskontrolle unterworfen sind.

Ziffernverzeichnis

[0027] <tb>1<SEP>Maschinenchassis <tb>2<SEP>Spulengatter <tb>3<SEP>Garn <tb>4<SEP>Flyerspulen <tb>5<SEP>Streckwerk <tb>6<SEP>Kops <tb>7<SEP>Ringbank <tb>8<SEP>Hülse <tb>9<SEP>Spindel <tb>10<SEP>Spindelbank <tb>11<SEP>Innenkonus der Hülse <tb>12<SEP>Aussenkonus der Hülse <tb>13<SEP>Hülsenfuss <tb>14<SEP>Bördelung der Hülse <tb>15<SEP>Lehrdorn bzw. Norm-Kaliber <tb>16<SEP>Griff des Lehrdorns <tb>17<SEP>Konus des Lehrdorns <tb>18<SEP>Wirtel <tb>19<SEP>Wirtelpully <tb>20<SEP>Spindelfusslager <tb>21<SEP>Toleranzfester am Lehrdorn <tb>22<SEP>Toleranzanzeige <tb>23<SEP>Antriebsriemen für Spindel auf Wirtelpully <tb>24<SEP>Temperatursensor <tb>25<SEP>Signalleitung zum Rechner/CPU <tb>26<SEP>Rechner/CPU <tb>27<SEP>Display mit Eingabeschnittstelle <tb>28<SEP>Eingabeschnittstelle <tb>29<SEP>Schienen für Flyer-Spulen-Zuführung <tb>30<SEP>Leuchte/LED

Claims (11)

1. Verfahren zur automatischen Überwachung der Qualität von Ringspinn-Hülsen (8) auf Spinn- und Zwirn-Spindeln (9), bei welchem an jeder einzelnen Spindel (9) einer Ringspinn-Maschine deren Temperatur direkt oder indirekt laufend oder periodisch gemessen wird, und eine erhöhte Temperatur einer Spindel an einem zentralen Display (27) oder mittels einer Leuchte (30) an jeder Spindel (9) zur Anzeige gebracht wird, wobei die Anzeige die betroffene Ringspinn-Hülse (9) identifiziert, sodass sie händisch ersetzt werden kann.

2. Verfahren zur automatischen Überwachung der Qualität von Ringspinn-Hülsen (8) auf Spinn- und Zwirn-Spindeln (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erhöhte Temperatur einer Spindel (9) an einem zentralen Display (27) zur Anzeige gebracht wird.

3. Verfahren zur automatischen Überwachung der Qualität von Ringspinn-Hülsen (8) auf Spinn- und Zwirn-Spindeln (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erhöhte Temperatur einer Leuchte (30) direkt bei der Spindel (9) an einer zugeordneten Leuchte (30) zur Anzeige gebracht wird.

4. Verfahren zur automatischen Überwachung der Qualität von Ringspinn-Hülsen (8) auf Spinn- und Zwirn-Spindeln (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erhöhte Temperatur einer Spindel (9) einerseits an einem zentralen Display (27) zur Anzeige gebracht wird, sowie andererseits zusätzlich auch direkt bei der betroffenen Spindel (9) mittels einer zugehörigen Leuchte (30) zur Anzeige gebracht wird.

5. Verfahren zur automatischen Überwachung der Qualität von Ringspinn-Hülsen (8) auf Spinn- und Zwirn-Spindeln (9) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder einzelnen Spindel (9) einer Ringspinn-Maschine deren Temperatur indirekt mittels eines analogen oder digitalen Temperatursensors (24) laufend gemessen wird, indem dieser an das stationäre Spindelflusslager (20) angeschlossen ist.

6. Verfahren zur automatischen Überwachung der Qualität von Ringspinn-Hülsen (8) auf Spinn- und Zwirn-Spindeln (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder einzelnen Spindel (9) mittels eines berührungsloser Infrarot-Punktsensors direkt deren Temperatur gemessen wird und bei Überschreiten einer eingebbaren Grenztemperatur ein Signal via Kabel oder drahtlos an einen Rechner (26) mit Display (27) abgegeben wird.

7. Verfahren zur automatischen Überwachung der Qualität von Ringspinn-Hülsen (8) auf Spinn- und Zwirn-Spindeln (9) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erhöhte gemessene Temperatur zusätzlich mit einem akustischen Signal angezeigt wird.

8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur automatischen Überwachung der Qualität von Ringspinn-Hülsen (8) auf Spinn- und Zwirn-Spindeln (9), dadurch gekennzeichnet, dass sie für jede Ringspinn-Spindel (9) einer Ringspinn-Maschine einen eigenen Temperatursensor (24) einschliesst, sodass die Temperatur an jeder einzelnen Spindel (9) direkt oder indirekt laufend oder periodisch messbar ist, und weiter dass entweder ein zentraler ein Display (27) vorhanden ist, der mit einer speicherprogrammierbaren Steuerungseinheit (26) eines Rechners verbunden ist, zu dem von jedem einzelnen Temperatursensor (24) wenigstens zwei elektrische Signalkabel (25) führen, sodass an diesem zentralen Display (27) die Temperatur jeder spezifischen Spindel (9) anzeigbar ist, oder aber bei jeder einzelnen Spindel (9) eine Leuchte (30) mit einer elektronischen Schaltung installiert ist, sodass das Übersteigen einer einstellbaren Temperatur bei der Spindel (9) selbst durch diese Leuchte (30) anzeigbar ist.

9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur automatischen Überwachung der Qualität von Ringspinn-Hülsen (8) auf Spinn- und Zwirn-Spindeln (9) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein akustischer Signalgeber vorhanden ist, sodass das Übersteigen einer einstellbaren Temperatur einer Spindel (9) ein akustisches Warnsignal abgebbar ist.

10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur automatischen Überwachung der Qualität von Ringspinn-Hülsen (8) auf Spinn- und Zwirn-Spindeln (9) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie für jede Ringspinn-Spindel (9) einer Ringspinn-Maschine einen analogen oder digitalen Temperatursensor (24) aufweist, welcher an das stationäre Spindelfusslager (20) der betreffenden Spindel (9) angeschlossen ist.

11. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur automatischen Überwachung der Qualität von Ringspinn-Hülsen (8) auf Spinn- und Zwirn-Spindeln (9) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zu einer Anzahl Ringspinn-Spindeln (9) der Ringspinn-Maschine ein berührungsloser Infrarot-Punktsensor installiert ist, der mittels eines Servomotors schwenkbar nacheinander abwechselnd auf die Spindeln (9) oder ihre Fussspindellager (20) ausrichtbar ist, zur berührungslosen Temperaturmessung, wobei die Signale über Kabel (25) oder berührungslos an den Rechner (26) übermittelbar sind, über welchen auch die Servomotoren steuerbar sind.