DE102006058274B4

DE102006058274B4 - Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere Karde, Krempel o. dgl. zur Überwachung und/oder Einstellung von Abständen an Bauteilen

Info

Publication number: DE102006058274B4
Application number: DE102006058274.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Schmitz
Original assignee: Truetzschler GmbH and Co KG
Current assignee: Truetzschler Group SE
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2022-05-19
Anticipated expiration: 2026-12-09
Also published as: DE102006058274A1

Abstract

Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere Karde, Krempel o. dgl., zur Überwachung und/oder Einstellung von Abständen an Bauteilen, bei der eine garnierte, schnellrotierende Walze mindestens einem garnierten und/oder nichtgarnierten Bauteil gegenüberliegt und der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Bauteilen änderbar ist, wobei die im Abstand angeordneten Bauteile gegeneinander elektrisch isoliert und als Kontaktelemente an eine elektrische Stromleitung angeschlossen sind, in der sich eine Messeinrichtung zur Kontaktfeststellung befindet, bei Kontakten mit der Garnitur der Walze elektrische Signale abgegeben werden und die Messeinrichtung eine Einrichtung zur Ermittlung der Menge der Kontakte umfasst nach DE 10 2006 002 812 A1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kapazität (C1; Cges) zwischen den in einem Abstand (a; b) einander gegenüberliegenden Bauteilen (4a, 20a; 40, 44a) ermittelbar (Kapazitätsmessung 36) ist und bei Abweichung (Kapazitäts-Vergleichseinrichtung 37) von einer Soll-Kapazität (Ci; Kapazitätssollwertgeber 38) ein Anzeigevorgang (39) und/oder ein Schaltvorgang (32) auslösbar ist bzw. sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere Karde, Krempel o. dgl., zur Überwachung und/oder Einstellung von Abständen an Bauteilen, bei der eine garnierte, schnellrotierende Walze mindestens einem garnierten und/oder nichtgarnierten Bauteil gegenüberliegt und der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Bauteilen änderbar ist, wobei die im Abstand angeordneten Bauteile gegeneinander elektrisch isoliert und als Kontaktelemente an eine elektrische Stromleitung angeschlossen sind, in der sich ein Messglied zur Kontaktfeststellung befindet, bei Kontakten mit der Garnitur der Walze elektrische Signale abgegeben werden und die Messeinrichtung eine Einrichtung zur Ermittlung der Menge der Kontakte umfasst nach DE 10 2006 002 812 A1 .
Die DE 4235610 A1 offenbart eine Karde mit einem induktiven Sensor, mit dem der Spitzenabstand zwischen den garnierten Flächen ermittelbar ist.
In der DE 3915245 A1 wird mittels mechanischer Tastorgane an Quetschwalzenpaaren die Gleichmäßigkeit von synthetischen Spinnfaserkabeln überwacht. Mittels kapazitiver Wegaufnehmer wird die Bewegung eines Taststiftes auf Messkondensatoren übertragen, deren Kapazität sich dabei ändert. Beide Schriften geben keinen Hinweis darauf, wie die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung periodisch überprüft werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorrichtung zur Überwachung und/oder Einstellung von Abständen an Bauteilen noch weiter zu verbessern.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird die Funktionsfähigkeit des elektrischen Stromkreises überprüft. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass auf diese Weise ein Selbsttest verwirklicht wird. Insbesondere wird verhindert, dass bei einer unerwünschten Unterbrechung des Stromkreises die Ermittlung der Kontakte unterbleibt, was zu einer erheblichen Beschädigung der Maschine bis zum Totalausfall führen kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt:

1 ein Blockschaltbild mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassend eine Kapazitätsmesseinrichtung, eine Kapazitätsvergleichseinrichtung sowie einen Kapazitäts-Grenzwertgeber,
2a, 2b ein Teilschnitt durch eine Karde ohne Unterbrechung des elektrischen Stromkreises (2a) und mit Unterbrechung des elektrischen Stromkreises ( 2b),
3a, 3b schematisch Darstellung der Kondensatoren und Kapazitäten ohne Unterbrechung des Stromkreises (3a) und mit Unterbrechung des Stromkreises (3b),
4 ein Lager für die drehbaren Zapfen der Trommel mit elektrischer Isolierung und
5a, 5b einen elektrischen Schleifkontakt in Eingriff mit einem Trommelzapfen (5a) und außer Eingriff mit dem Trommelzapfen (5b).

Nach 1 liegen die Kardiergarnitur 4a (Ganzstahl) und die Garniturleisten 20a' (Ganzstahl) in einem Abstand a einander gegenüber. Die Trommelgarnitur 4a steht über eine elektrische Leitung 24 und die Garniturleiste 20a' steht über eine elektrische Leitung 25 mit einer Zähleinrichtung 26 in Verbindung. Die Zähleinrichtung 26 vermag die Anzahl der Kontakte zwischen der Kardengarnitur 4a und der Garniturleiste 20a' pro Zeiteinheit zu ermitteln. In der Leitung 24 ist eine elektrische Stromquelle, z. B. Batterie 27, vorhanden. Die Zähleinrichtung 26 steht über eine elektrische Leitung 28 mit einer Kontakt-Vergleichseinrichtung 29 in Verbindung, an die weiterhin ein Kontakt-Grenzwertgeber 30 angeschlossen ist. Die Vergleichseinrichtung 29 vermag die von der Zähleinrichtung 26 ermittelte Anzahl der Kontakte mit einer in dem Grenzwertgeber 30 vorgegebenen Anzahl von Kontakten zu vergleichen. Schließlich ist der Ausgang der Vergleichseinrichtung 29 mit dem Eingang einer elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung, z. B. Maschinensteuerung 31, verbunden. Bei Überschreitung einer Grenze für die Anzahl der Kontaktierungen pro Sekunde erfolgt durch eine Abschalteinrichtung 32 eine Abschaltung der Karde K.
Die metallischen Garnituren 4a und 20a' wirken wie ein Schalter in einem Stromkreis. Die Batterie 27 kann z. B. 5 V Schwachstrom erzeugen.
In dem elektrischen Stromkreis, im Beispiel der 1 in der Leitung 24, ist eine Einrichtung zur Kapazitätsmessung 36 vorhanden, die über eine Leitung 41 mit einer Kapazitätsvergleichseinrichtung 37 in Verbindung steht, an die weiterhin ein Kapazitätsgrenzwertgeber 38 (Sollwertgeber) angeschlossen ist. Die Kapazitäts-Vergleichseinrichtung 37 vermag die im Stromkreis gemessene Ist-Kapazität C₁ oder Cges mit einer vorgegebenen Soll-Kapazität C₁ zu vergleichen. Der Ausgang der Kapazitäts-Vergleichseinrichtung 37 ist über eine Leitung 43 mit dem Eingang der elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung 31 verbunden. Das Vorhandensein einer Unterbrechung im Stromkreis wird durch eine Anzeigeeinrichtung 39 angezeigt. Es kann auch eine Abschaltung der Karde K durch die Abschalteinrichtung 32 erfolgen.
Gemäß 2a, 2b ist die Trommel 4 elektrisch isoliert, und es ist eine Spannung angelegt. Sollte es zu Berührungen von Funktionselementen und der Trommelgarnitur 4a kommen, kündigt sich dies durch vereinzelte zählbare Kontakte an. Durch Auswertung der Kontaktanzahl und Dauer kann die Maschine K rechtzeitig abgeschaltet werden. Maschinenbeschädigungen werden dadurch verhindert. Da die Trommel 4 rotiert, wird die elektrische Verbindung über einen Schleifkontakt (Kohlestift 40) zentrisch im Trommelzapfen 44a hergestellt. Zur Sicherung der Funktion des Systems (TCM) muss diese elektrische Verbindung in regelmäßigen Zeitintervallen oder ständig überprüft werden (Selbsttest).
Bei der Trommel 4 ist die begrenzende Fläche zwischen Trommel 4 und Funktionselementen (Garnitur 20a', 20b') sehr groß, der Abstand a hingegen sehr klein. Demnach muss die Kapazität C₁ einen sehr großen Wert annehmen (2a). Ist die Kontaktierung in einem Bereich unterbrochen (2b), ergibt sich an der Bruchstelle ein zweiter Plattenkondensator. Elektrisch betrachtet ergibt sich so eine Reihenschaltung von Kondensatoren. In diesem Fall errechnet sich die Gesamtkapazität (Messgröße) aus folgender Formel: $\frac{C}{C_{g e s}} = \frac{1}{C_{1}} + \frac{1}{C_{2}}$

Cges -: Gesamtkapazität (Messgröße)
C1 -: Teilkapazität 1 z. B. zwischen Trommel und Funktionselementen
C2 -: Teilkapazität 2 an der Störstelle

Zur weiteren Erläuterung folgendes Zahlenbeispiel:
Im normalen Funktionsfall, d. h. ohne Unterbrechung des Stromkreises ( 2a), ist die Kapazität zwischen der Trommel 4 und Funktionselementen aufgrund der großen Fläche gleich 1000. Im Fehlerfall, d. h. bei einer Unterbrechung des Stromkreises (2b), kommt eine weitere Kapazität C₂ im Bereich der unterbrochenen elektrischen Verbindung hinzu. Diese besitzt eine sehr viel kleinere Fläche, hier angenommen mit einem Wert von 10. Setzt man diese beiden Werte in die Formel für die Reihenschaltung ein, so ergibt sich für die Gesamtkapazität: $\frac{C}{C_{g e s}} = \frac{1}{10} + \frac{1}{1000} = 0,101$
$\frac{C}{g e s} = \frac{1}{0,101} = 9,9$
Vergleicht man den Wert des intakten Systems (2a) von 1000 mit dem des defekten Systems (2b) von 9,9, so zeigt sich eine deutliche Differenz. eine solche Differenz bedeutet eine Funktionsstörung des Systems (Selbsttest).
Der in 3a dargestellte Kondensator K₁ ist durch die Fläche der Garnituren 4a und 20b' (sh. 1), deren Abstand a und die Dielektrizitätszahl ε bestimmt. Der Kondensator K₁ (mit der Kapazität C₁) ist an eine elektrische Stromquelle (Zeichen „+“ und „-“) angeschlossen; der elektrische Stromkreis ist nicht unterbrochen. Gemäß 3b kommt zu dem Kondensator K₁ ein zweiter Kondensator K₂ (mit einer Kapazität C₂) hinzu, der durch die Stirnflächen des Kohlestiftes 40 und des Zapfens 44a, durch den Abstand des Kohlestiftes 40 von dem Zapfen 44a (sh. 2b) und die Dielektrizitätskonstante ε bestimmt ist. Dadurch ist eine Reinschaltung von Kondensatoren K₁ und K₂ gebildet.
Für die Drehlagerung der Wellenzapfen 44a und 44b ist jeweils ein Drehlager 45a bzw. 45b vorhanden (sh. 2a, 2b). Nach 4 ist das Drehlager 45a in einem nicht drehbaren Teil 45₂ (Topf) gelagert. Der Teil 45₁ (Isolierelement), der mit dem ortsfesten Seitenschild 26a, 26b bzw. dem Maschinengestell einerseits und mit dem Teil 45₂ andererseits in Eingriff steht, ist elektrisch nicht leitend, d. h. ein Isolator. Der Teil 45₂, der jeweils mit dem leitenden Lager 45a bzw. 45b in Eingriff steht, ist aus Metall (Stahl), d. h. elektrisch leitend. Auf diese Weise sind die im Abstand a angeordneten Bauteile gegeneinander elektrisch isoliert und als Kontaktelement an die elektrische Stromquelle 27 angeschlossen.
Gemäß 5a liegt eine Stirnfläche des Kohlestiftes 40 an einer Stirnfläche des drehbaren Wellenzapfens 44a an, während die andere Stirnfläche des Kohlestiftes 40 durch eine Druckfeder 47 belastet ist. Der Kohlestift 40 ist in einem hohlzylindrischen Halteelement 46 in Axialrichtung beweglich gelagert. Mit 48 ist eine elektrische Leitung zwischen dem Kohlestift 40 und der Einrichtung zur Kapazitätsmessung 36 bezeichnet, die über eine Leitung 49 mit dem metallischen Seitenschild 45a verbunden ist. Der Kohlestift 40 steht elektrisch mit dem Wellenzapfen 44a in Kontakt, so dass der Stromkreis geschlossen ist. Wenn beispielsweise durch Verschleiß der Kohlestift 40 gemäß 5b einen Abstand b zum Wellenzapfen 44a aufweist, ist der Stromkreis unterbrochen. Zugleich ist dadurch - zusätzlich zu dem Kondensator K₁ - der weitere Kondensator K₂ gebildet (sh. 3b).
Die Erfindung wurde am Beispiel eines ortsfesten Bauteils (Festkardierelement 20') erläutert. Von der Erfindung umfasst sind ebenfalls nicht ortsfeste Bauteile, z. B. Deckelstäbe 14 (Wanderdeckel), Garnituren rotierender Walzen an einer Krempel (Arbeiter, Wender) o. dgl..

Claims

Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere Karde, Krempel o. dgl., zur Überwachung und/oder Einstellung von Abständen an Bauteilen, bei der eine garnierte, schnellrotierende Walze mindestens einem garnierten und/oder nichtgarnierten Bauteil gegenüberliegt und der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Bauteilen änderbar ist, wobei die im Abstand angeordneten Bauteile gegeneinander elektrisch isoliert und als Kontaktelemente an eine elektrische Stromleitung angeschlossen sind, in der sich eine Messeinrichtung zur Kontaktfeststellung befindet, bei Kontakten mit der Garnitur der Walze elektrische Signale abgegeben werden und die Messeinrichtung eine Einrichtung zur Ermittlung der Menge der Kontakte umfasst nach DE 10 2006 002 812 A1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kapazität (C₁; Cges) zwischen den in einem Abstand (a; b) einander gegenüberliegenden Bauteilen (4a, 20a; 40, 44a) ermittelbar (Kapazitätsmessung 36) ist und bei Abweichung (Kapazitäts-Vergleichseinrichtung 37) von einer Soll-Kapazität (C_i; Kapazitätssollwertgeber 38) ein Anzeigevorgang (39) und/oder ein Schaltvorgang (32) auslösbar ist bzw. sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Ermittlung einer Unterbrechung im elektrischen Stromkreis herangezogen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt zwischen einem drehenden Bauteil (44a) und einem nicht drehenden Bauteil (40) unterbrochen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleiß des nicht drehbaren Bauteils (40) überwacht wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt zwischen einer elektrischen Leitung (24, 25, 48, 49) und einem Bauteil unterbrochen ist.