DE102009009107A1 - Filaments stretching method, involves guiding filaments in form of cables around powered godets of stretching units, and pressurizing cables to be stretched with ultrasonic radiation, and coupling ultrasonic field into cables - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verstrecken von Kabeln nach dem Oberbegriff des Verfahrens bzw. des Vorrichtungsanspruches.The The invention relates to a method and an apparatus for drawing of cables according to the preamble of the method or the device claim.
Es
ist bereits eine Vorrichtung zum Verstrecken von Kabeln aus hochpolymeren,
synthetischen Fäden in Streckwerken mit Einlauf- und Streckwerken
unter Aufteilung der Kabelmasse in mehrere Einzelstränge
bekannt (
Die
Nachteilig bei den bekannten Streckwerken und auch durch differenzierte Regelungsmaßnahmen im Antrieb der Galetten nicht zu vermeiden ist, dass die einzelnen Fäden innerhalb eines Kabels nicht gleichzeitig verstreckt werden, sich somit Ungleichmäßigkeiten im Endproduckt ergeben.adversely in the known drafting systems and also by differentiated control measures in the drive of the godets is unavoidable that the individual Threads within a cable are not stretched simultaneously thus unevenness in the final product result.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Verstrecken von Kabeln nach dem Oberbegriff des Verfahrens- bzw. Vorrichtungsanspruches zu verbessern.Of the Invention is based on the object, a method and a device for drawing cables according to the preamble of the method of or device claim to improve.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Verfahrens- bzw. Vorrichtungsanspruches gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.The The object is achieved by the features solved the process or device claim. further developments The invention will become apparent from the respective dependent claims.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das zu verstreckende Kabel mit einer Ultraschallstrahlung beaufschlagt wird, also in das zu verstreckende Kabel ein Ultraschallfeld eingekoppelt wird. Die Beaufschlagung des Kabels durch die Ultraschallstrahlung, also die Einkopplung des Ultraschallfeldes erfolgt im Bereich der Galette, von der das zu verstreckende Kabel abgezogen wird. Die Einkopplung des Ultraschallfeldes erfolgt bevorzugt mittels einer Sonotrode, welche in Kontakt mit dem zu verstreckenden Kabel steht. Die das Kabel umlenkende Galette fungiert hierbei zusätzlich als Widerlager bzw. als Amboss.According to the invention provided that the cable to be stretched with an ultrasonic radiation is applied, ie in the cable to be stretched an ultrasonic field is coupled. The loading of the cable by the ultrasonic radiation, So the coupling of the ultrasonic field takes place in the area of Galette from which the cable to be stretched is removed. The Coupling of the ultrasonic field is preferably carried out by means of a Sonotrode, which is in contact with the cable to be stretched. The cable diverting Galette acts here additionally as an abutment or as an anvil.
Durch die Einleitung des Ultraschallfeldes in das Kabel kommt es zu einer Erwärmung der Filamente, durch welche die Verstreckung ausgelöst wird. Insbesondere lässt sich durch die Einkopplung des Ultraschallfeldes die Verstreckung im Bereich der Einkopplung auslösen. Unter Verstreckung bzw. dem Auslösen der Verstreckung sei hier und des Weiteren der Abschnitt des Kabels verstanden, in welchem es zu dem Einschnüren der Filamente kommt.By the introduction of the ultrasonic field in the cable, it comes to a Heating the filaments through which the stretching is triggered. In particular, can be through the coupling of the ultrasonic field, the stretching in the Trigger coupling. Under stretching or triggering the drafting is here and further the section of the cable understood, in which it comes to the constriction of the filaments.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kabel vor der Ultraschallbeaufschlagung vorgewärmt wird und mit der Ultraschallbeaufschlagung die restliche, zur Auslösung der Verstreckung erforderliche Erwärmung des Kabels erfolgt.To a preferred embodiment of the invention is provided that the cable preheated before the ultrasound and with the ultrasound application the remaining, for triggering the stretching required heating of the cable takes place.
Hierzu wird das zu verstreckende Kabel vor der Beaufschlagung mit Ultraschall bereits auf eine geeignete Temperatur vorgewärmt. Dies kann durch beheizte Galette und/oder durch Infrarot-Heizeinrichtungen erfolgen. Die Vorheiztemperatur ist dabei derartig gewählt, so dass die Verstreckung ohne die Ultraschallbeaufschlagung noch nicht im Vorgesehenen Abschnitt erfolgt. Durch die Ultraschalleinkopplung in das Kabel und die damit verbundene Erwärmung kann so die Verstreckung genau in dem Bereich der Ultraschallbeaufschlagung ausgelöst werden.For this is the cable to be stretched before the application of ultrasound already preheated to a suitable temperature. This can be heated by godet and / or by infrared heaters respectively. The preheating temperature is chosen in this case, so that the stretching without the Ultraschallbeaufschlagung yet not done in the intended section. By the ultrasonic coupling in the cable and the associated heating can be so the stretching exactly in the area of the ultrasound to be triggered.
Zur Einkopplung des Ultraschallfeldes in das zu verstreckende Kabel kann eine gegen das Kabel gleitend anstellbare Sonotrode vorgesehen sein. Diese weist hierzu eine an den Radius der Galette angepasste konkave Struktur auf. Zur Erhöhung der Reibfestigkeit der Sonotrode ist bevorzugt vorgesehen, dass die mit dem Kabel zusammenwirkende Fläche der Sonotrode – zumindest der konkave Innenbereich der Sonotrode – mit eine abriebsfesten Werkstoff beschichtet ist bzw. einen solchen Werkstoff aufweist. Möglich ist eine Keramikbeschichtung bzw. die Verwendung einer geeigneten Stahllegierung.to Coupling of the ultrasonic field in the cable to be stretched can be provided against the cable slidably engageable sonotrode be. This has for this purpose adapted to the radius of the galette concave structure on. To increase the friction resistance of Sonotrode is preferably provided that cooperating with the cable Area of the sonotrode - at least the concave interior area the sonotrode - coated with an abrasion resistant material is or has such a material. Is possible a ceramic coating or the use of a suitable steel alloy.
Als weitere Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zur Einkopplung des Ultraschallfeldes einer Galette mehrere Sonotroden zugeordnet sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Sonotroden nebeneinander liegend an der Galette ansehen, derart, dass die gesamte Breite der Galette abgedeckt wird. So ergibt sich eine Einkopplung von Ultraschallwellen auch bei sehr breiten Kabeln bzw. die Ultraschallfeldeinkopplung ist unabhängig von der Lage des Kabels auf der Galette.When Another embodiment may be provided that for coupling of the ultrasonic field of a galette assigned to several sonotrodes are. It can be provided that the sonotrodes side by side lying on the galette, so that the entire width the galette is covered. This results in a coupling of Ultrasonic waves even with very wide cables or the Ultraschallfeldeinkopplung is independent of the location of the cable on the godet.
Bei einer Ausführung mit mehreren nebeneinander liegenden Sonotroden verlaufen die Grenzen der einzelnen Sonotroden in einem Winkel zur Laufrichtung des Kabels. So wird verhindert, dass das Kabel durch eine Stoßstelle bzw. Fuge zwischen zwei Sonotroden beschädigt wird.In an embodiment with several adjacent sonotrodes, the boundaries of the individual sonotrodes are at an angle to the run direction of the cable. This prevents the cable from being damaged by a joint or joint between two sonotrodes.
Als weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht die Erfindung eine Kopplung der Anstellvorrichtung der Sonotrode mit einem sogenannten Wickelwächter vor, einer Einrichtung, durch welche feststellbar ist, ob es durch Kabelbruch oder den Riss einiger Filamente innerhalb des Kabels zu einem Aufwickeln um die entsprechende Galette kommt. Derartige Einrichtungen arbeiten z. B. kapazitiv und dienen insbesondere dem Schutz der Anlage sowie der Bedienpersonen und bewirken ein schnellst mögliches Herunterfahren der Anlage im Falle eines Wickels. In einer Kopplung mit der vorliegenden Erfindung erfolgt zusätzlich eine Abstellung der Sonotrode von der Galette, welche sonst durch den schnell wachsenden Radius des Kabelwickels zerstört würde. Vorzugsweise erfolgt ein unmittelbares Abstellen (Zurückfahren oder Wegschwenken) der Sonotrode in jedem Falle einer festgestellten Störung. Auch zum Auflegen des Kabels um die Galetten wird die Sonotrode abgestellt (zurückgestellt bzw. weggeschwenkt).When Another advantageous embodiment, the invention provides a coupling the adjusting device of the sonotrode with a so-called winding monitor before, a device by which it can be determined whether by Cable break or the crack of some filaments inside the cable comes to a winding around the corresponding galette. such Facilities work z. B. capacitive and serve in particular the Protection of the plant as well as the operators and cause a quickest possible shutdown of the system in the case of a coil. In a coupling with the present invention takes place additionally a shutdown of the sonotrode from the galette, which otherwise by destroyed the rapidly growing radius of the cable wrap would. Preferably, an immediate shutdown takes place (Retracting or swinging away) the sonotrode in each case a detected fault. Also to hang up the cable the sonotrode is turned off (reset) around the godets or swung away).
Die Erfindung kann bei Streckwerken mit zentraler Antriebsvorrichtung verwendet werden, bevorzugt aber bei einem Streckwerk mit Einzelantrieben. Bei einem derartigen Streckwerk ist jeder Galette ein einzeln steuerbarer Antrieb zugeordnet.The Invention may be at drafting systems with central drive device be used, but preferably in a drafting system with individual drives. With such a drafting system, each godet is individually controllable Drive assigned.
Das erforderliche Drehmoment der Antriebsvorrichtung bzw. die Antriebe der einzelnen Galetten erfolgt mit Hilfe einer Steuer-/Regelungsvorrichtung.The Required torque of the drive device or the drives the individual godets is done by means of a control / regulating device.
Bei einer derartigen Ausgestaltung sind die Motore als Asynchronantriebe ausgebildet und die Steuer-/Regelungsvorrichtung weist einen Frequenzumwandler (Umrichter, Frequenzumrichter) nebst mit dem Motor gekoppeltem Drehzahlgeber auf. Über den Frequenzumwandler erfolgt die Einstellung der erforderlichen Drehzahl und somit auch auf des Drehmomentes an jeweils einer Galette. Mit Hilfe des Frequenzumwandlers kann für jeden einzelnen Motor die erforderliche optimale Drehzahl eingestellt werden. Bei höheren Regelungsanforderungen finden feldorientierte Umrichter Verwendung. Diese bestehen aus einem Drehzahlregler auf Basis eines unterlagerten Stromreglers. In einem elektronisch im Umrichter abgelegten Motorenmodell werden die Motorkennwerte gespeichert oder ggf. sogar selbsttätig ermittelt und adaptiert. Das hat den Vorteil, dass es keine separate Drehzahlmessung und -rückführung geben muss, um Drehzahl und Moment zu regeln. Die rückgeführte, zur Regelung genutzte Größe ist vielmehr ausschließlich der Momentanstrom. Anhand dessen Größe und Phasenlage zur Spannung können alle erforderlichen Motorzustände (Drehzahl, Schlupf, Drehmoment und sogar die thermische Verlustleistung) ermittelt werden.at Such an embodiment, the motors are asynchronous drives formed and the control / regulating device has a frequency converter (Inverter, Frequency converter) in addition to the motor-coupled speed sensor on. The setting is made via the frequency converter the required speed and thus also on the torque on each galette. With the help of the frequency converter can for each individual engine the required optimum speed be set. For higher regulation requirements find field oriented converters use. These consist of a speed controller based on a subordinate current controller. In an electronically stored in the inverter engine model the motor parameters are saved or even automatically determined and adapted. This has the advantage that it is not a separate one Speed measurement and feedback must give to Speed and moment to regulate. The returned, Rule used for regulation is rather exclusive the instantaneous current. Based on its size and phase position All required engine conditions can be applied to the voltage (Speed, slip, torque and even the thermal power dissipation) be determined.
Tritt eine Störgröße auf, z. B. ein Abriss des Kabels bei der Streckung, so wird dies ebenfalls als Störgröße über einen Drehzahlgeber und/oder mit Hilfe des Frequenzumwandlers erfasst, eine Fehlermeldung generiert und die Anlage kann sofort selbsttätig abschalten. Wie zuvor erläutert erfolgt in einem solchen Fall auch ein Abstellen (Zurückfahren oder Wegschwenken) der Sonotrode von der Galette, unabhängig davon, ob der Wickel an der Galette mit Sonotrode oder einer anderen Galette festgestellt wurde.kick a disturbance, z. B. an outline of the cable in the stretching, so this is also over as a disturbance detects a speed sensor and / or with the aid of the frequency converter, generates an error message and the system can start automatically on its own switch off. As explained above takes place in such Case also a parking (driving back or swinging away) the sonotrode of the galette, regardless of whether the Winding on the godet with sonotrode or another galette has been.
Zur Erfassung eines Wickels bei einem Streckwerk mit Einzelantrieben wird die Drehzahl und/oder das Drehmoment jedes der Motore erfasst und mit vorgegebenen Werten verglichen, welche sich ausschließlich in einem Störfall ergeben können (plötzlicher Drehzahlanstieg). Diese Werte werden ermittelt und gespeichert. Durch die gezielte Einstellung der Drehzahlen können die entsprechenden Motore optimal dimensioniert, die Motorleistung voll zum Einsatz gebracht und somit die Kosten verringert werden. Ferner erweitert sich der Einsatzbereich einer derartigen Anlage, auch wird die Häufigkeit von Störungen vermieden.to Detecting a coil in a drafting system with individual drives the speed and / or torque of each of the motors is detected and compared with given values, which are exclusive in a major accident (sudden Speed increase). These values are determined and stored. By the targeted adjustment of the speeds, the corresponding motors optimally dimensioned, the engine power full used and thus the costs are reduced. Further extends the scope of such a system, too the frequency of disturbances is avoided.
Ferner ist es vorteilhaft, dass der dem Motor zugeordnete Frequenzumwandler das Ist-Moment mit dem Soll-Moment vergleicht und danach eine Anpassung der Antriebsgeschwindigkeit des entsprechenden Motors vornimmt.Further it is advantageous that the frequency converter associated with the motor compares the actual torque with the target torque and then an adjustment the drive speed of the corresponding motor makes.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt.Further Advantages and details of the invention are in the claims and explained in the description and illustrated in the figures.
Es zeigen:It demonstrate:
In
Das
aus einer Vielzahl Filamente
Der
Galette
Durch
die pneumatische Anstellvorrichtung A ist die Anstellkraft der Sonotrode
S gegen das die Gallette
Die
pneumatische Anstellvorrichtung A kann ebenfalls auch nach dem Kriterium
der optimalen Schalleinkopplung angesteuert werden. Dazu wird die
Leistungsaufnahme des Ultraschallwellengenerators erfasst und die
Anstellkraft auf eine bestimmte Leistungsaufnahme eingestellt. Auf
diese Weise erfolgt ein gleichmäßiger Wärmeeintrag
in das Kabel
In
Eine
Erwärmung des Kabels 6 um 10°C vermag eine Verstreckung
geordnet auszulösen. Soll dies insbesondere in dem Bereich
der Sonotrode S der Fall sein, so ist die Leistung der Ultraschalleinkopplung
entsprechend dem Diagramm nach
- 11
- StreckwerkstraßeDrafting unit road
- 1.11.1
- erstes Streckwerkfirst drafting system
- 1.21.2
- zweites Streckwerksecond drafting system
- 22
- GaletteGalette
- 2U2U
- GaletteGalette
- 4.14.1
- Gestell/GetriebeRack / gear
- 4.24.2
- Gestell/GeriebeFrame / Geriebe
- 66
- Filament, Kabelfilament, electric wire
- 77
- Zuführvorrichtung bzw. Düse der Spinnanlagefeeder or nozzle of the spinning system
- SS
- Sonotrodesonotrode
- AA
- Anstellvorrichtungadjusting equipment
- GFGF
- Grenzflächeinterface
- FF
- FugeGap
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - WO 2008/141602 A1 [0003] WO 2008/141602 A1 [0003]
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DE200910009107 DE102009009107A1 (en) | 2009-02-16 | 2009-02-16 | Filaments stretching method, involves guiding filaments in form of cables around powered godets of stretching units, and pressurizing cables to be stretched with ultrasonic radiation, and coupling ultrasonic field into cables |
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