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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablegen eines Spinnkabels gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und die zugehörige Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 18.
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Dieses Verfahren bildet den ersten Prozessschritt eines zweistufigen Prozesses wie er zum Beispiel in der
WO 05078172 A1 gezeigt wird. Das Spinnkabel wird zur Zwischenspeicherung in eine Kanne abgelegt. In einem zweiten Prozessschritt wird das Spinnkabel zu einem Endprodukt weiterverarbeitet. In dem ersten Prozessschritt, welcher mittels einer Spinneinrichtung umgesetzt wird, wird eine Polymerschmelze mehreren Spinndüsen unter Druck zugeführt, wobei aus jeder Spinndüse jeweils eine Vielzahl von Filamentsträngen gesponnen wird. Alle Filamentstränge, welche aus ein und derselben Spinndüse extrudiert werden, werden zu einem Einzelkabel zusammengefasst. Vor der Zusammenführung zu den Einzelkabeln werden die Filamentstränge mit Hilfe mehrerer Kühleinrichtungen abgekühlt und des Weiteren präpariert, wobei unter jeder Spinndüse jeweils eine Kühleinrichtung angeordnet ist. Jeder Spinndüse ist eine Abzugswalze zugeordnet. Eine den Abzugswalzen nachgeschalte Zuführeinrichtung führt das aus der Vielzahl von Einzelkabeln gebildete Spinnkabel mittels mehrerer Zuführwalzen von den Abzugswalzen zu einer Ablegevorrichtung, mittels welcher das Spinnkabel in die Kanne abgelegt wird. Das Ablegen erfolgt durch eine Haspel, welche aus zwei nebeneinanderliegen Haspelwalzen gebildet wird. Das Spinnkabel wird durch den Spalt zwischen den beiden Walzen geführt, wobei dieser Spalt als Haspelspalt bezeichnet wird.
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Während der Erzeugung des Spinnkabels, welches aus z. B. 40 oder 48 Einzelkabeln bestehen kann, ist es immer wieder notwendig, einzelne Spinndüsen zu Wartungs- bzw. Reinigungszwecken aus der Produktion zu nehmen. Ein regelmäßiges Reinigen der Spinndüsen ist Voraussetzung, um eine hohe Qualität des Spinnkabels zu garantieren. Wird eine der Spinndüsen wieder in Produktion genommen, so muss das aus ihr extrudierte Einzelkabel in das Spinnkabel integriert werden. Während dieses Vorgangs entstehen im Spinnkabel Einzelkabelenden, wenn eine Spinndüse aus der Produktion genommen wird und Spleiße, wenn ein Einzelkabel in das Spinnkabel integriert wird. Dem Stand der Technik nach erfolgend die Reinigungs-/ oder Wartungsarbeiten nach Bedarf, das heißt die Einzelkabelenden und Spleiße sind mehr oder weniger zufällig verteilt und insbesondere ist der Ort Ihres Auftretens unbekannt. Üblicherweise befinden sich zumindest zwei solcher Fehlstellen in einer jeden Kanne.
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Die
DE 10 2006 002 343 A1 zeigt eine weitere Ablegevorrichtung eines Spinnkabels in eine Kanne. Einer der Zuführwalzen der Zuführeinrichtung ist hier ein Drehzahlsensor zugeordnet, um über die Drehzahl der Walze auf die Lauflänge des Spinnkabels zu schließen. So kann die Länge des in die Kanne abgelegten Spinnkabels gemessen und auch vorbestimmt werden, da bei Erreichen der vorbestimmten Länge die Befüllung der Kanne beendet wird. Alternativ zu dem Drehzahlsensor kann die Drehzahl der Walze mittels der Frequenz eines Umrichters eines Synchronmotors bestimmt werden, welcher in diesem Fall zum Antrieb der Walze genutzt wird. Dies ist ein weiteres, in der Praxis übliches Verfahren zur Drehzahlbestimmung der Walze. In der
DE 10 2006 002 343 A1 wird davon ausgegangen, dass das Spinnkabel weitestgehend schlupffrei über die Zuführwalzen läuft. Das ist aber nicht ganz der Fall, so dass von einer größeren Länge von Spinnkabel in der Kanne ausgegangen wird, als tatsächlich in ihr vorhanden ist.
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Das Herausnehmen oder Hinzufügen eines Einzelkabels aus oder zu dem Spinnkabel kann zu Problemen im Ablegeprozess führen. Je nach Titer des Spinnkabels ergibt sich ein optimaler Haspelspalt. Wird das Spinnkabel mit einem ungeeigneten Haspelspalt in die Kanne abgelegt, so kommt es zu sogenannten Haspelwicklern, das heißt das Spinnkabel wird nicht mehr in die Kanne abgelegt, sondern wickelt sich um eine der Walzen der Haspel. Haspelwickler werden vom Fachmann auch als Lieferwickel bezeichnet. Wird ein solcher Haspelwickler nicht unmittelbar entfernt, so muss ein Großteil der Spinneinrichtung gestoppt werden, da der Ablegeprozesses unterbrochen ist. Tritt dieser Fall ein, müssen alle Einzelkabel neu angelegt werden, was eine lange Zeit beansprucht, während der lediglich Ausschuss produziert wird. Das Herausnehmen oder Hinzufügen eines Einzelkabels aus bzw. zu dem Spinnkabel erhöht aufgrund der damit verbundenen Titeränderung des Spinnkabels die Gefahr für das Auftreten von Haspelwicklern. In der Praxis wird zur Vermeidung des Abbruchs des Ablegeprozesses eine Person eingesetzt, welche die Haspel permanent überwacht, etwaige Haspelwickler sofort entfernt und unter Umständen den Haspelspalt von Hand nachreguliert. Eine Berechnung des optimalen Haspelspaltes über den Titer des Spinnkabels, welcher mittels der Geschwindigkeit des Spinnkabels, dem Polymermassenstrom und der Gesamtanzahl der Filamentstränge bestimmt werden kann, führt nicht zum Erfolg. Zum einen ist die gemessene Geschwindigkeit des Spinnkabels über die Drehzahl einer der Zuführwalzen zu ungenau, zum anderen liegen keine detaillierten Informationen vor, wie viele Filamentstränge das Spinnkabel beinhaltet, da das Herausnehmen oder Hinzufügen eines Einzelkabels unkontrolliert erfolgt.
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Die oben genannten Fehlstellen im Spinnkabel, welche in Form von Spleißen und Einzelkabelenden auftreten, führen zu Problemen in der Weiterverarbeitung des Spinnkabels. Anhand der in der
WO 05078172 A1 gezeigten Weiterverarbeitung von in Kannen abgelegten Spinnkabeln zu Stapelfasern wird verdeutlicht, welche Probleme durch solche Fehlstellen entstehen können. Die Weiterverarbeitung erfolgt hier in einer Faserstraße mittels welcher Spinnkabel aus mehreren Kannen abgezogen werden, wobei aus den Spinnkabeln ein Tow gebildet wird. Im Folgenden wird dieses Tow verstreckt, wärmebehandelt, in einem Crimper gekräuselt und mittels einer Schneide zu Stapelfasern geschnitten. Die Spleiße und Einzelkabelenden können nicht verstreckt werden, da sie nicht kraftschlüssig in das Tow eingebunden sind. Dies hat zur Folge, dass diese Teile des Tows amorph bleiben und in der Wärmebehandlung der Faserstraße plastifizieren. Diese plastifizierten Teile des Tows müssen von den Anlagenbedienern während des Produktionsprozesses erkannt und manuell entfernt werden, da sie zu Maschinenschäden am Crimper und insbesondere an der Schneide und des Weiteren zu schlechterer Qualität der Stapelfasern führen würden. Da das Reinigen der Spinndüsen unkontrolliert erfolgt, kann in der Faserstraße nicht vorhergesagt werden, wann die Spleiße und Einzelkabelenden auftreten. Um diese Fehlstellen trotzdem zu finden, wird daher am Anfang der Faserstraße ein Maschinenbediener eingesetzt, welcher die in die Faserstraße einlaufenden Spinnkabel überwacht und die enthaltenen Fehlstellen erkennt. Registriert der Maschinenbediener eine Fehlstelle, so veranlasst er, dass die Geschwindigkeit der Faserstraße gedrosselt wird, so dass die Fehlstelle manuell entfernt werden kann. Dies geschieht optimaler Weise vor dem Crimper, oft reicht die Zeit aber nicht aus und die Fehlstelle kann erst nach dem Crimper zumindest aber vor der Schneide entfernt werden. Dieser Prozess der Fehlstellenentfernung stellt einen erheblichen Aufwand und eine Prozessunsicherheit der Faserstraße dar. Zudem wird der Prozess der Faserstraße immer wieder unterbrochen, was einer kontinuierlichen Produktion, dem Ausschöpfen der vollen Anlagenkapazität und einer konstanten hohen Qualität entgegensteht.
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Neben wartungsbedingten Spleißen und Einzelkabelenden können auch die Enden eines Spinnkabels zu Störungen im Prozess der Faserstraße führen, da diese ebenfalls nicht verstreckt werden können. Solche Enden eines Spinnkabels entstehen im Tow, wenn die Spinnkabel, welche aus den Kannen eines Kannengatters zur Bildung des Tow abgezogen werden, nicht gleichzeitig enden. Fehler im Spinnprozess können zu deutlich kürzeren Längen an Spinnkabel in einer Kanne führen. Im Ablegeprozess wird ansonsten versucht, dass alle Kannen, welche gleichzeitig in ein und demselben Kannengatter zum Einsatz kommen sollen, mit gleicher Länge an Spinnkabel befüllt werden. Da das Kannengatter selbst eine gewisse Länge aufweist, führt alleine diese Vorgabe der gleichen Länge aller Spinnkabel dazu, dass nicht alle Enden der Spinnkabel im Tow an gleicher Stelle auftreten. Des Weiteren führt die bereits oben beschriebene indirekte Ermittlung der Kabelgeschwindigkeit zu einer Ungenauigkeit in der Bestimmung der Längen der Spinnkabel. Es entsteht also eine Überlagerung von unvorteilhaft gewählten Vorgabewerten für Spinnkabelendwerte mehrerer Kannen und der mit Fehlern behafteten Messung der wirklichen Längen der Spinnkabel. Wegen dieser ungenauen Abstimmung der Längen der Spinnkabel in den Kannen eines Kannengatters kann die Faserstraße zum Ende eines Tows hin nur sehr unstet betrieben werden, da nun viele Enden der Spinnkabel manuell entfernt werden müssen, was jeweils mit einer Reduzierung der Geschwindigkeit der Faserstraße einhergeht. Dies wirkt sich negativ auf die Produktivität, wie auch auf die Qualitäts- bzw. Produktkonstanz aus. Des Weiteren ist der Ausschuss bei einem derartigen Betrieb der Faserstraße relativ hoch, da der Prozess des Kräuselns bei einer Belegung des Crimpers mit weniger als 50% des Tows zum Erliegen kommt und keine verkaufsfähigen Stapelfasern mehr produziert werden können.
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Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zu schaffen, mittels welchem bzw. mittels welcher ein Spinnkabel in eine Kanne auf eine solche Art und Weise abgelegt wird, dass der Ablegeprozess des Spinnkabels in die Kanne sowie die Weiterverarbeitung dieses Spinnkabels möglichst fehlerfrei, mit konstant hoher Qualität und geringen Abfallmengen erfolgen kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem beim Integrieren zumindest einer der Einzelkabel in das Spinnkabel der aktuelle Messwert der Lauflänge des Spinnkabels gespeichert wird. Durch diese Speicherung des Messwertes der Lauflänge wird die Grundlage geschaffen, sowohl den Ablegeprozess, wie auch einen nachfolgenden Weiterverarbeitungsprozess zu optimieren. Es gibt viele Möglichkeiten mittels dieses gespeicherten Messwertes den Ablege- wie auch den Weiterverarbeitungsprozess zu optimieren. Im Ablegeprozess z. B. ist somit immer genau bekannt, wie viele Filamentstränge im Spinnkabel vorhanden sind. Vom Titer abhängige Prozessparameter können so optimal eingestellt bzw. zur richtigen Zeit geändert werden. Gleiches gilt für den Weiterverarbeitungsprozess. Zusätzlich können sich aufgrund der Spleiße Fehlstellen ausbilden, welche entfernt werden müssen. Durch das Wissen über den Ort der Spleiße lassen sich Rückschlüsse auf die Zeitpunkte ziehen, zu welchen durch Spleiße entstehende Fehlstellen sinnvoll entfernt werden können.
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Durch die Zuordnung des gespeicherten, aktuellen Messwertes der Lauflänge des Spinnkabels zu einem Datensatz der Kanne wird sichergestellt, dass dieser Messwert auch in einem Weiterverarbeitungsprozess richtig zugeordnet werden kann. Zur besseren Identifizierung wird er als Spleißlängenmesswert gekennzeichnet.
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In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nicht nur der Messwert der Lauflänge des Spinnkabels beim Integrieren eines Einzelkabels gespeichert, sondern auch ein entsprechender Messwert, wenn dieses Einzelkabel aufgrund von Reinigungs- oder Wartungsarbeiten aus dem Prozess herausgenommen wird. Signifikant dafür ist das Abschalten einer Kühleinrichtung eines Einzelkabels, so dass beim Abschalten der Kühleinrichtung dieses Einzelkabels der aktuelle Messwert der Lauflänge des Spinnkabels gespeichert wird. Analog zur Vorgehensweise beim Integrieren eines Einzelkabels wird dieser Messwert diesmal als Einzelkabelendenmesswert im Datensatz der Kanne hinterlegt. Der hier beschriebene Datensatz liegt vorzugsweise als elektronische Datei in einer Datenverarbeitungsmaschine bzw. einer Steuereinrichtung vor.
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Um eine optimale Beeinflussung des Ablege- oder Weiterverarbeitungsprozesses zu ermöglichen, werden die Spleißlängenmesswerte und die Einzelkabelendenmesswerte unter Umständen arithmetischen Operationen unterzogen. Zum Beispiel die Addition der Länge an Spinnkabel zwischen Spleißer und einer Lauflängenmessvorrichtung zum Spleißlängenmesswert führt zu einer höheren Genauigkeit dieses Messwertes. Da das Spinnkabel im Weiterverarbeitungsprozess von oben aus der Kanne abgezogen wird, ist es des Weiteren sinnvoll eine Differenz zwischen dem Messwert der Gesamtlänge des abgelegten Spinnkabels und den Spleißlängenmesswerten bzw. den Einzelkabelendenmesswerten zu bilden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Messwert der Lauflänge des in die Kanne abgelegten Spinnkabels kontinuierlich mit einem Spinnkabelendwert verglichen, wobei dieser Spinnkabelendwert zuvor im Datensatz der Kanne hinterlegt wurde. So ist es möglich, weitere Aktionen in Bezug auf die noch abzulegende Länge an Spinnkabel oder die bereits abgelegte Länge an Spinnkabel einzuleiten. Unter Umständen ist die Zeit das entscheidende Kriterium, so dass die Spinnkabellängen zunächst in zugehörige Zeiten umgerechnet werden müssen. Eine Aktion ist zum Beispiel, dass das Spinnkabel bei Erreichen des Spinnkabelendwertes durchtrennt wird. Vorzugsweise geschieht dies automatisch mithilfe eines Cutters. So kann die Länge an Spinnkabel in einer vollbefüllten Kanne genau vorbestimmt werden.
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In weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird der Messwert der Lauflänge des Spinnkabels mit einem Wartungswert und einem Spleißwert verglichen. Bei Erreichen des Wartungswertes wird ein Signal an einen Maschinenbediener gesandt, bei Erreichen des Spleißwertes wird ein im Spleißer liegendes Einzelkabel in das Spinnkabel integriert. Ein vorgesehener Ablauf könnte wie folgt durchgeführt werden. Nachdem der Maschinenbediener das Signal erhalten hat, führt er eine Reinigungsarbeit an einer Spinndüse durch. Vorzugsweise enthält das Signal die Information, um welche Spinndüse und um welche Tätigkeit es sich handelt. Der Maschinenbediener schaltet die Kühleinrichtung aus, reinigt die Spinndüse und legt das Einzelkabel mithilfe einer Saugpistole erneut an, bis es neben dem Spinnkabel im Spleißer liegt. Bei Erreichen des Spleißwertes wird im Spleißer das Einzelkabel in das Spinnkabel integriert, das heißt das Einzelkabel wird abgeschnitten und in das Spinnkabel mittels Pressluft hineingeblasen. So können die Orte bzw. Zeiten des Auftretens von Spleißen und Einzelkabelenden gezielt bestimmt werden, so wie es für einen reibungslosen Prozessablauf sinnvoll ist. Dies gilt sowohl für den Ablegeprozess, wie auch für einen Weiterverarbeitungsprozess z. B. in einer Faserstraße. Sinnvollerweise wird der Spleißwert so gewählt, dass dem Maschinenbediener nach erhalten des Signals aufgrund des Wartungswertes genug Zeit bleibt, um die vorgesehen Arbeiten durchzuführen.
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Vorzugsweise werden Wartungswerte und/oder Spleißwerte und/oder Spinnkabelendwerte bei nacheinander befüllten Kannen jeweils aufeinander abgestimmt. In Bezug auf die Spinnkabelendwerte werden folgende Überlegungen angestellt. Alle Kannen, welche für den Einsatz in ein und demselben Kannengatter der Faserstraße vorgesehen sind, werden je nach Position in diesem Kannengatter mit unterschiedlicher Länge an Spinnkabel befüllt. Zwischen den einzelnen Kannen können im Kannengatter Unterschiede von bis zu 30 m in Bezug auf den Abstand zum ersten gemeinsam passierten Prozessaggregat liegen. Diese Abstandsunterschiede werden beim Festlegen der einzelnen Spinnkabelendwerte insofern berücksichtigt, als dass möglichst alle Spinnkabel bei Betrieb der Faserstraße gleichzeitig enden. So kann der Ausschuss in der Faserstraße, welcher zum Ende der Laufzeit eines Kannengatters entsteht, minimiert werden. Ein Abbruch des Faserstraßen-Prozesses aufgrund einer Unterbelegung des Crimpers wird so ausgeschlossen. Dieser Prozess endet erst, wenn das Tow nicht mehr verstreckt werden kann. Des Weiteren wird angestrebt, dass Wartungswerte und/oder Spleißwerte nacheinander befüllter Kannen nah beieinander liegen. In einem Weiterverarbeitungsprozess z. B. einer Faserstraße werden aus den Spleißen und Einzelkabelenden Fehlstellen, welche auf aufwendige Art und Weise aus dem Tow entfernt werden müssen. Dieser Aufwand kann verringert werden, wenn diese Fehlstellen im Tow nah beieinander liegen. Um das Entfernen der Fehlstellen zu erleichtern, wird die Geschwindigkeit der Faserstraße reduziert. Liegen nun mehrere Fehlstellen nah beieinander, so reicht eine einmalige Absenkung der Anlagengeschwindigkeit zur Entfernung mehrerer Fehlstellen aus und die Anlagenauslastung steigt.
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Weiterhin wird der Wartungswert vorzugsweise so gelegt, dass der Einzelkabelendenmesswert in einen Spinnkabelendbereich fällt. Der Spleißwert wird vorzugsweise so gelegt, dass der Spleißlängenmesswert in einen Spinnkabelanfangsbereich fällt. Die ersten und letzten Meter an in einer Kanne abgelegten Spinnkabels können in der Faserstraße aufgrund prozesstechnischer Gründe nicht zu verkaufsfähigem Endprodukt verarbeitet werden. Zu Beginn der Verarbeitung eines Tows dauert es eine gewisse Zeit bis ein stabiler Betriebspunkt des Prozesses erreicht ist, und zum Ende der Verarbeitung eines Tows kann dieses nicht mehr verstreckt werden. Insofern wirken sich Fehlstellen in diesem Bereich nicht zusätzlich negativ auf eine Verringerung der Auslastung der Anlage oder auf den Ausschuss aus.
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In einer weiteren zusätzlichen Ausführungsform der Erfindung werden Spleißlängenmesswerte und Einzelkabelendenmesswerte zur Steuerung des Haspelspaltes genutzt. Diese Steuerung des Haspelspaltes erfolgt mithilfe des Titers des Spinnkabels. Der Titer lässt sich nur korrekt berechnen, wenn die Anzahl der im Spinnkabel vorhandenen Filamentstränge bekannt ist. Durch die Speicherung der Spleißlängenmesswerte und Einzelkabelendenmesswerte ist diese Anzahl immer bekannt. Des Weiteren kann der Zeitpunkt berechnet werden, wann diese Änderungen des Titers des Spinnkabels die Haspel erreichen, da die Länge des Spinnkabels zwischen Spleißer und Haspel und die Geschwindigkeit des Spinnkabels bekannt sind. Der Haspelspalt wird so eingestellt, dass keine Haspelwickler mehr an den Walzen der Haspel auftreten. Vorzugsweise geschieht diese Einstellung automatisch. Die Person zur Überwachung der Haspel und Entfernung etwaiger Haspelwickler ist somit nicht mehr von Nöten.
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Um die teilweise bereits beschriebenen Optimierungen des Prozesses der Faserstraße durchführen zu können, ist es notwendig, dass eine Steuereinrichtung der Faserstraße auf den Datensatz zumindest einer der Kannen, welche zu Beginn des Prozesses in einem Kannengatter stehen, zugreifen kann. Vorzugsweise hat sie Zugriff auf die Datensätze aller dieser Kannen. In den Datensätzen der Kannen sind alle für die Prozessoptimierung wichtigen Daten gespeichert, wie zum Beispiel die Spleißlängenmesswerte, Einzelkabelendenmesswerte und die Messwerte der Längen und Titer der Spinnkabel einer jeden Kanne.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Lauflänge des Tows kontinuierlich gemessen, wobei der aktuelle Messwert der Lauflänge des Tows mit zumindest einem Spleißlängenmesswert und/oder mit zumindest einem Einzelkabelendenmesswert und/oder mit zumindest einem Spinnkabelendwert verglichen wird. Optimalerweise wird die Lauflänge des Tows kontinuierlich mit allen verfügbaren Messwerten der Spinnkabel verglichen, welche zusammen das Tow bilden. Ein solcher Vergleich ist die Voraussetzung dafür, den Prozess der Faserstraße anhand dieser Daten der Spinnkabel zu steuern und zu optimieren. Z. B. wird so die Einleitung von Maßnahmen zur Entfernung von Fehlstellen, welche z. B. aufgrund von Spleißen im Tow entstehen ermöglicht.
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Um solche Maßnahmen einzuleiten, wird aus dem aktuellen Messwert der Lauflänge des Tows und einem Spleißlängenmesswert oder einem Einzelkabelendenmesswert oder einem Spinnkabelendwert ein Fehlstellenvergleichs-Messwert gebildet. Dieser Fehlstellenvergleichs-Messwert wird kontinuierlich mit einem Fehlstellenvergleichs-Wert verglichen und bei Übereinstimmung wird ein Signal an einen Maschinenbediener gesandt. Dieser Fehlstellenvergleichs-Wert ist in der Steuereinrichtung der Faserstraße hinterlegt. Der Fehlstellenvergleichs-Wert ist so gewählt, dass ein Maschinenbediener rechtzeitig informiert wird, so dass er die Fehlstelle an einer geeigneten Stelle der Faserstraße vor Crimper und Schneide entfernen kann. Schäden oder übermäßiger Verschleiß an Crimper und Schneide werden so verhindert. Zusätzlich entsteht kein Material minderer Qualität aufgrund dieser Fehlstellen. Wie oben bereits erwähnt, wird die Geschwindigkeit der Faserstraße gedrosselt, um dem Maschinenbediener das manuelle Entfernen der Fehlstellen zu ermöglichen. Diese Geschwindigkeitsreduktion kann durch einen Maschinenbediener oder auch automatisch durch die Steuereinrichtung vorgenommen werden.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Datenverbindung zwischen einem Spleißer und einer Steuereinrichtung der Spinneinrichtung auf. Über diese Datenverbindung kann insbesondere die Information vom Spleißer zur Steuereinrichtung übertragen werden, dass gerade ein Einzelkabel in das Spinnkabel integriert wird. So ist die Zeit, wann ein Spleiß auftritt bekannt. Unter Zuhilfenahme einer Lauflängenmessvorrichtung kann der Ort des Spleißes in Bezug zur Spinnkabellänge gesetzt werden. Somit sind Ort und Zeit des Auftretens von Spleißen bekannt. Die Datenverbindung kann durch ein Kabel oder auch drahtlos mittels einer Sende- und einer Empfängereinrichtung erfolgen.
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Sinnvollerweise ist die Lauflängenmessvorrichtung im Bereich der Ablegevorrichtung angeordnet. Da hier der Prozess des Schmelzspinnens und Ablegens des Spinnkabels beinahe zu Ende ist, wird mit hoher Wahrscheinlichkeit nur die Länge solchen Spinnkabels gemessen, welches fehlerfrei in die Kanne abgelegt wird.
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Vorzugsweise wird die Lauflängenmessvorrichtung durch ein Velocimeter oder ein Tastrad gebildet. Die Messung der Länge des abgelegten Spinnkabels über die Drehzahl einer der Zuführwalzen ist zu ungenau. Erst die Verwendung eines Velocimeters oder eines Tastrads führt zu einer für die Prozessteuerung und Optimierung ausreichend hohen Genauigkeit. Die Längen aller Spinnkabel, welche in einem Tow zu Einsatz kommen, so aufeinander abzustimmen, dass das Ende des Tows mit den Enden aller Spinnkabel übereinstimmt, wird erst durch diese genaue Längenmessung möglich. Der Ausschuss der Anlage kann somit signifikant reduziert werden. Durch diese genaue Längenmessung ist auch der Ort der Spleiße und Einzelkabelenden sehr genau bekannt. Die Entfernung der aufgrund der Spleiße und Einzelkabelenden entstehenden Fehlstellen in einer Faserstraße kann so fehlerfrei und bei optimaler Anlagenauslastung erfolgen. Die Zeit, in welcher die Geschwindigkeit zur Fehlstellenentfernung reduziert werden muss, kann so nämlich minimiert werden. Des Weiteren wird erst mittels dieser genauen Lauflängen-/Geschwindigkeitsmessung die Steuerung des Haspelspaltes möglich. Neben der Anzahl der Filamentstränge ist nämlich auch die Geschwindigkeit des Spinnkabels zur Bestimmung seines Titers nötig. Erst auf Grundlage einer solch genauen Titerbestimmung kann der Haspelspalt so gut eingestellt werden, dass Haspelwickler ausgeschlossen werden können. Eine Überwachung der Haspel durch einen Maschinenbediener kann somit entfallen. Des Weiteren sind Labormessungen zur Bestimmung des Titers nicht mehr notwendig oder es kann deren Anzahl zumindest stark reduziert wenden.
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Zusätzliche vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
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Mittels der oben dargestellten Merkmale des Verfahren und den zugehörigen Vorrichtungsmerkmalen ist es möglich, insbesondere Spinnkabel mit großem Titer sicher in Kannen abzulegen, wobei wichtige Parameter der Spinnkabel gespeichert werden, so dass diese Spinnkabel in einem weiteren Prozess besonders effektiv, das heißt mit geringem Ausschuss und hoher Anlagenauslastung, zu Stapelfasern konstant hoher Qualität verarbeitet werden können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung werden nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Figuren näher beschrieben.
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Es stellen dar:
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1 schematisch eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Kombination mit einer Faserstraße
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2 schematisch eine Vorderansicht einer zweiten Variante der Ablegevorrichtung
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3 schematisch eine Draufsicht auf die Abzugswalzen des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung während des störungsfreien Betriebs
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4 schematisch eine Draufsicht auf die Abzugswalzen des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung während des Vorgangs des Integrierens eines Einzelkabels in das Spinnkabel
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5 schematisch einen Spleiß im Spinnkabel
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6 schematisch ein Einzelkabelende im Spinnkabel
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7 schematisch mehrere Spinnkabel, welche nacheinander in unterschiedliche Kannen abgelegt werdens
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8 schematisch ein Spinnkabel, welches aus einer Kanne eines Kannengatters einer Faserstraße abgezogen wird
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In 1 ist schematisch eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
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Eine Spinneinrichtung 1 weist zum Schmelzspinnen eines Spinnkabels 42 mehrere Spinndüsen 5.1, 5.2 und 5.3 mit jeweils einer Vielzahl von Düsenbohrungen 6 auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Spinndüsen beispielhaft. Derartige Spinneinrichtungen können eine Vielzahl von Spinndüsen aufweisen, 40 oder 48 Stück sind durchaus übliche Werte. Jeder Spinndüse 5.1, 5.2 und 5.3 ist jeweils eine Spinnpumpe 3.1, 3.2 oder 3.3 zugeordnet. Die Spinnpumpen 3.1 bis 3.3 sind über einen Schmelzeverteiler 4 mit einem Extruder 2 verbunden. Mittels des Extruders 2 wird ein Kunststoff aufgeschmolzen und über den Schmelzeverteiler 4 zu den Spinnpumpen 3.1 bis 3.3 gefördert. Anstatt des Extruders 2 könnte auch eine Polykondensationsvorrichtung zur Bereitstellung der Kunststoffschmelze zum Einsatz kommen, was bei Großanlagen üblich ist. Die Spinnpumpen 3.1 bis 3.3 sorgen dafür, dass an den Spinndüsen 5.1, 5.2 und 5.3 ein gleichmäßig hoher Druck anliegt. Die Dosierung der Menge der Kunststoffschmelze erfolgt ebenfalls mittels der Spinnpumpen 3.1 bis 3.3.
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Die Düsenbohrungen 6 sind ringförmig in den Spinndüsen 5.1 bis 5.3 angeordnet, um eine Vielzahl von Filamentsträngen 40 in einer kreisförmigen Anordnung zu jeweils einem Einzelkabel 41.1, 41.2 und 41.3 zu extrudieren. Unterhalb der Spinndüsen 5.1 bis 5.3 ist konzentrisch zu den Spinndüsen jeweils eine Kühleinrichtung 7.1, 7.2 bzw. 7.3 angeordnet. Die Kühleinrichtungen 7.1, 7.2 und 7.3 sind jeweils als Blaskerze ausgebildet und an einer Kühlluftzufuhr (hier nicht dargestellt) angeschlossen, um einen Kühlluftstrom zur Kühlung der Filamentstränge 40 zu erzeugen. Die Blaskerzen sind mittels einer Datenverbindung 60.5 mit einer Steuereinrichtung 58.1 gekoppelt. Alternativ zur Kühlung der Filamentstränge 40 mit Hilfe von Blaskerzen könnten die Kühleinrichtungen 7.1, 7.2 und 7.3 z. B. auch als radiale Anblasungen ausgeführt sein, mittels welcher ein Kühlluftstrom den Filamentsträngen 40 von außen und nicht von innen zuführbar ist.
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Unterhalb der Kühleinrichtungen 7.1, 7.2 und 7.3 ist jeweils eine Abzugswalze 8.1, 8.2 und 8.3 vorgesehen, um die Einzelkabel 41.1, 41.2 und 41.3 jeweils umzulenken und weiterzuführen. In Laufrichtung der Einzelkabel 41.1, 41.2 und 41.3 ist neben den Abzugswalzen 8.1, 8.2 und 8.3 eine Zuführeinrichtung 10 angeordnet. Die Zuführeinrichtung 10 weist mehrere nebeneinander angeordnete Zuführwalzen 11 auf, welche angetrieben sind. Zwischen der letzten Abzugswalze 8.3 und der Zuführeinrichtung 10 ist ein Spleißen 9 angeordnet, mittels welches Einzelkabels 41.1, 41.2 oder 41.3 in das Spinnkabel 42 integriert werden können. Dieser Spleißer 9 ist über eine Datenverbindung 60.6 mit der Steuereinrichtung 58.1 verbunden. Eine Verwendung mehrerer Spleißer inklusive Datenverbindung zur Steuereinrichtung 58.1 ist denkbar. Diese könnten auch zwischen zwei Abzugswalzen angeordnet sein. Üblicherweise wird für jeweils acht Spinndüsen ein Spleißer eingesetzt.
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Nach der Zuführeinrichtung 10 ist eine Ablegevorrichtung 13 angeordnet. Diese Ablegevorrichtung 13 besteht aus einer Trägerplatte 14 an dessen Vorderseite eine Umlenkwalze 15, eine Haspel 16 bestehend aus zwei Haspelwalzen 17.1 und 17.2, ein Velocimeter 19 sowie ein Cutter 12 angeordnet sind. Das Velocimeter 19 wird vom Fachmann auch „laser surface velocimeter (LSV)” genannt. Mittels des Laser-Doppler-Prinzips werden mittels des Velocimeters 19 die Geschwindigkeit und daraus die Länge des vorbeilaufenden Spinnkabels 42 bestimmt. Haspel 16, Cutter 12 und Velocimeter 19 sind mittels mehrerer Datenverbindungen 60.7, 60.8 und 60.9 mit der Steuereinrichtung 58.1 gekoppelt. Auf der Rückseite der Trägerplatte 14 sind die Umlenkwalze 15 und jede der beiden Haspelwalzen 17.1 und 17.2 jeweils mit einem hier nicht dargestellten Motor gekoppelt. Der Haspel 16 ist des Weiteren eine der Übersichtlichkeit halber hier nicht dargestellte Verstelleinrichtung zugeordnet, mittels welcher sich ein Haspelspalt 18 einstellen lässt, welcher sich zwischen den beiden Haspelwalzen 17.1 und 17.2 ausbildet. Der Doppelpfeil symbolisiert diese Verstellbarkeit. Vorzugsweise wird ein optimaler Haspelspalt 18 innerhalb der Steuereinrichtung 58.1 anhand des Titers des Spinnkabels 42 berechnet. Dieser Titer kann mithilfe der von dem Velocimeter 19 gemessenen Geschwindigkeit des Spinnkabels 42 und der Massenströme des Polymers, welche über die Spinnpumpendrehzahlen bestimmbar sind, sowie der Anzahl der Filamentstränge 40 im Spinnkabel 42 sehr genau ermittelt werden. Informationen über die Gesamtanzahl der Filamentstränge 40 liegen in der Steuereinrichtung 58.1 immer aktuell vor, da Informationen über das Herausnehmen oder Hinzufügen von Einzelkabeln z. B. des Einzelkabels 41.2 über die Datenverbindungen 60.5 und 60.6 von den Kühleinrichtungen 7.1, 7.2 und 7.3 bzw. des Spleißers 9 übermittelt werden. Die Messwerte der Spinnpumpen 3.1, 3.2 und 3.3 werden der Steuereinrichtung 58.1 über eine Datenverbindung 60.4 und die Messwerte des Velocimeters 19 über die Datenverbindung 60.9 übermittelt. Nur aufgrund dieser genauen Titerbestimmung ist die Einstellung des Haspelspaltes 18 so gut, dass die Gefahr von Haspelwicklern gebannt ist. Optimaler Weise erfolgen notwendige Veränderungen des Haspelspaltes 18 automatisch mithilfe von Aktoren in der bereits beschriebenen Verstelleinrichtung. Unterhalb der Ablegevorrichtung 13 ist eine Kanne 22 zur Aufnahme des Spinnkabels 42 angeordnet. Um das Spinnkabel 42 gleichmäßig und mit hoher Befüllungsdichte in der Kanne 22 ablegen zu können, ist eine hier nicht dargestellte Kannenchangierung vorgesehen, mittels welcher die Kanne 22 entlang der Doppelpfeile verfahren werden kann.
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Die fertig befüllten Kannen 22 werden zur Weiterverarbeitung des in den Kannen 22 abgelegten Spinnkabels 42 zu einem Kannengatter 23 befördert. In einem solchen Kannengatter 23 sind mehrere Kannen 22 nebeneinander abgestellt. Die Spinnkabel 42 aller Kannen 22 des Kannengatters 23 werden über mehrere Kabelführungen 24 abgezogen und zu einem Tow 43 zusammengefasst. Das Tow 43 wird nun einer Faserstraße 25 zugeführt, in welcher eine weitere Behandlung und Verarbeitung des Tows 43 zu Stapelfasern 44 erfolgt. Während des Befüllens der Kanne 22 werden Daten des in der Kanne 22 abgelegten Spinnkabels 42 generiert und gespeichert. Des Weiteren werden diese Daten in der Steuereinrichtung 58.1 in einem Datensatz 47 der Kanne 22 hinterlegt. Um diese Daten des Spinnkabels 42 auch in der Faserstraße 25 nutzen zu können, wird der Datensatz 47 über eine Datenverbindung 60.1 an eine Steuereinrichtung 58.2 der Faserstraße 25 übermittelt. Alternativ, wie in 1 gestrichelt dargestellt, existiert nur eine Steuereinrichtung 58 für Spinneinrichtung 1 und Faserstraße 25 anstatt der zwei Steuereinrichtungen 58.1 und 58.2 mit dazwischenliegender Datenverbindung 60.1. In diesem Fall muss der Datensatz 47 nicht transferiert werden. Alle bisher und im Folgenden beschriebenen Datenverbindungen 60.1–60.17 können sowohl mittels eines Kabels sowie drahtlos erfolgen.
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Die Faserstraße 25 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Streckwerke 27 und 28, eine Fixiervorrichtung 29, eine Verlegevorrichtung 31, einen Crimper 33, einen Bandtrockner 36, eine Zugstellvorrichtung 38 und eine Schneide 39. Die Vorrichtungsteile sind zu einem Faserlauf hintereinander angeordnet. Alle diese Behandlungsaggregate sind mittels mehrerer Datenverbindungen 60.10–60.17 mit der Steuereinrichtung 58.2 verbunden.
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Die Streckwerke 27 und 28 weisen eine Vielzahl von Streckwalzen 27.1 und 28.1 auf, um eine Vielzahl von schmelzgesponnenen Filamentsträngen 40 in einer bandförmigen Anordnung als ein Tow 43 zu führen. Das Tow 43 wird zwischen den Streckwerken 27 und 28 verstreckt. Die Streckwalzen 27.1 und 28.1 der Streckwerke 27 und 28 werden hierzu mit einer Differenzgeschwindigkeit angetrieben. Dabei können die Walzen des Streckwerkes 27 oder des Streckwerkes 28 mit Einzelantrieben oder mit Gruppenantrieben angetrieben werden. Die Streckwalzen 27.1 und 28.1 werden dabei bevorzugt auskragend nebeneinander und untereinander angeordnet, so dass sich ein S-förmiger Verlauf des Tows 43 an den Streckwalzen 27.1 und 28.1 einstellt. In Abhängigkeit von dem Polymertyp und dem Stapelfasertyp können die Streckwalzen 27.1 und 28.1 der Streckwerke 27 und 28 beheizt oder unbeheizt ausgeführt sein.
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Wie aus der Darstellung in 1 hervorgeht, folgt dem Streckwerk 28 die Fixiervorrichtung 29, die eine Mehrzahl von beheizten Fixierwalzen 30 aufweist. Die Fixierwalzen 30 sind ebenfalls an einem Walzenträger angeordnet, wobei die Walzenmäntel frei auskragend gehalten sind. Der Antrieb der Fixierwalzen 30 kann über Einzelantriebe oder über Gruppenantriebe erfolgen.
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Um die Filamentstränge 40 eines Tows 43 nach der Wärmefixierung zu kräuseln, wird die Behandlungsbreite des Tows 43 durch die Verlegevorrichtung 14 auf eine Kräuselbreite eingestellt. Die Verlegevorrichtung 31 weist hierzu mehrere Verlegerollen 32 auf.
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Der Crimper 33, der der Verlegevorrichtung 31 folgt, weist in diesem Ausführungsbeispiel zwei Crimperwalzen 34 auf, die mit einer Stauchkammer 35 zusammenwirken.
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Auf der Auslassseite des Crimpers 33 ist ein Förderband 37 des Bandtrockners 36 angeordnet, durch welchen die gekräuselten Filamentstränge 40 zum Trocknen durch den Bandtrockner 36 geführt werden.
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Am Ende der Faserstraße 25 ist die Zugstellvorrichtung 38 sowie die Schneide 39 vorgesehen, um die Filamentstränge 40 kontinuierlich zu Stapelfasern 44 mit vorgegebener Faserlänge zu schneiden.
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Sowohl der Spinneinrichtung 1 wie auch der Faserstraße 25 ist jeweils ein Signalgeber 59.1 und 59.2 zugeordnet, mittels welchen den Maschinenbedienern Informationen bzw. Arbeitsanweisungen übermittelt werden können. Entsprechende Daten werden in den Steuereinrichtungen 58.1 und 58.2 generiert und über eine Datenverbindung 60.2 und eine weitere Datenverbindung 60.3 an die beiden Signalgeber 59.1 und 59.2 weitergeleitet. In der hier dargestellten Ausführungsform handelt es sich um eine visuelle Anzeige. Weitere Ausführungen von Signalgebern, wie akustische Signalgeber, sind denkbar. Des Weiteren könnte es sich bei den Signalgebern um mobile Einheiten handeln.
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Die in der 1 dargestellte feststehende Ablegevorrichtung 13 in Kombination mit einer Kannenchangierung ist nur beispielhaft und zeigt eine Möglichkeit des Ablegens eines Spinnkabels 42 in eine Kanne 22 auf. Grundsätzlich könnte auch die Ablegevorrichtung 13 beweglich gehalten sein, um die zur gleichmäßigen Befüllung der Kanne 22 notwendige Relativbewegung zwischen Kanne 22 und Ablegevorrichtung 13 ausführen zu können.
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Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel ist in seinem Aufbau und seiner Anordnung beispielhaft. So können sowohl in der Spinneinrichtung 1, wie auch in der Faserstraße 25 zusätzliche Behandlungsmittel sowie ähnliche Ausbildungsvarianten ausgeführt sein. Die Erfindung umschließt alle Vorrichtungen und Verfahren zum Ablegen eines Spinnkabels 42 und zur Weiterverarbeitung dieses Spinnkabels 42 zu Stapelfasern 44, wobei die Weiterverarbeitung in den vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung beansprucht wird.
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Anstatt des Ablegens des Spinnkabels 42 in die Kanne 22 wäre es auch denkbar die Spinnkabel 42 zu Spulen aufzuwickeln. In diesem Fall würden die Spinnkabel 42 zur Weiterverarbeitung in der Faserstraße 25 von mehreren Spulen abgezogen, welche in einem Spulengatter gehalten würden.
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In 2 ist eine Variante der Ablegevorrichtung 13 aus 1 dargestellt. Es werden die gleichen Bezugszeichen wie in 1 verwendet und da sich 1 und 2 in weiten Teilen gleichen, wird in 2 nur auf die Änderungen eingegangen. Anstatt eines Velocimeters 19, wie in 1 dargestellt, wird in 2 ein Tastrad 20 zur Messung der Lauflänge des Spinnkabels 42 verwendet. Der Ort des Einbaus entspricht dem des Velocimeters 19. Sowohl Velocimeter 19 wie Tastrad 20 erfüllen die hohen Anforderungen an die Genauigkeit des Messwertes. Beide Messvorrichtungen dienen ausschließlich der Bestimmung der Lauflänge des Spinnkabels 42 bzw. dessen Geschwindigkeit. Bei der Konstruktion dieser Messmittel kann somit insbesondere auf diese Messgenauigkeit geachtet werden. Im Gegensatz zu den Zuführwalzen 11 der Zuführeinrichtung 10 tritt beim Tastrad 20 kein Schlupf zwischen der Oberfläche des Tastrads 20 und dem Spinnkabel 42 auf, so dass die hohe Messgenauigkeit erreicht wird.
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3 und 4 zeigen schematisch eine Draufsicht auf die Abzugswalzen 8.1, 8.2 und 8.3 des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Während des störungsfreien Betriebs in 3 und während des Vorgangs des Integrierens des Einzelkabels 41.2 in das Spinnkabel 42 in 4. Anhand dieser beiden Figuren und der 1 wird der Vorgang des Wartens bzw. Reinigens einer Spinndüse, in diesem Fall der Spinndüse 5.2, erläutert. Die beiden Figuren weisen gleiche Bezugszeichen auf, welche auch schon aus 1 bekannt sind. Auf den Abzugswalzen 8.1, 8.2 und 8.3 laufen die Einzelkabel 41.1, 41.2 und 41.3 zu einem nach und nach dicker werdenden Spinnkabel 42 zusammen. Im Normalfall sind deutlich mehr als drei Einzelkabel vorhanden, der Übersichtlichkeit halber beschränkt sich die Darstellung hier auf diese geringe Anzahl. Nach der letzten Abzugswalze 8.3 durchläuft das Spinnkabel 42 den Spleißer 9. In 3 sind alle Spinndüsen 5.1, 5.2 und 5.3 in Betrieb, so dass das Spinnkabel 42 vollständig ist. Die Laufrichtung des Spinnkabels 42 ist durch den Pfeil in 3 und 4 dargestellt. Steht nun die Wartung/Reinigung der Spinndüse 5.2 an, so muss das entsprechende Einzelkabel 41.2 aus der Produktion herausgenommen werden. In der Steuereinrichtung 58.1 wird das Fehlen dieses Einzelkabels 41.2 durch das Abschalten der Kühleinrichtung 7.2 registriert. Ein entsprechendes Signal wird über die Datenverbindung 60.5 von der Kühleinrichtung 7.2 an die Steuereinrichtung 58.1 übertragen. Das Abschalten der Kühleinrichtung 7.2 wird durch einen Maschinenbediener ausgelöst, welcher die Wartung/Reinigung der Spinndüse 5.2 durchführt. In der Steuereinrichtung 58.1 wird zum Zeitpunkt des Abschaltens der Kühleinrichtung 7.2 der Messwert der Lauflänge des Spinnkabels 42 gespeichert, welcher der Steuereinrichtung 58.1 kontinuierlich mittels des Velocimeters 19 zur Verfügung gestellt wird. Sinnvollerweise wird die Länge an Spinnkabel 42 zwischen dem Ort des Durchtrennens des Einzelkabels 41.2 und dem Velocimeter 19 zum Messwert der Lauflänge des Spinnkabels 42 hinzuaddiert. Das Durchtrennen des Einzelkabels 41.2 erfolgt in einem bestimmten zeitlichen Abstand zum Abschalten der Kühleinrichtung 7.2 und an einem vorgegebenen Ort durch den Maschinenbediener. Sind die Arbeiten an der Spinndüse 5.2 abgeschlossen, so wird das Einzelkabel 41.2 wieder in die Produktion hinzugenommen. Mittels einer Saugpistole 21 wird dieses Einzelkabel 41.2 parallel zum Spinnkabel 42 entlang der beiden Abzugswalzen 8.2 und 8.3 und durch den Spleißer 9 geführt. Hinter dem Spleißer 9 wird die Saugpistole 21 in einer Warteposition gehalten. Genau diese Situation ist in 4 dargestellt. Unter Umständen quittiert der Maschinenbediener z. B. durch betätigen eines Schalters am Spleißer 9, dass er den Anlegevorgang erfolgreich abgeschlossen hat. Nun kann das Integrieren des Einzelkabels 41.2 in das Spinnkabel 42 erfolgen. Im Spleißer 9 wird dazu das Einzelkabel 41.2 durchtrennt und mittels Druckluft durch das Spinnkabel 42 hindurchgeblasen. Nun ist das Spinnkabel 42 wieder vollständig. Diese Integration des Einzelkabels 41.2 in das Spinnkabel 42 erfolgt entweder unmittelbar oder auch automatisch zu einem für den weiteren Prozessablauf sinnvollen Zeitpunkt. Näheres zu solch sinnvollen Zeitpunkten befindet sich in der Beschreibung zu 7. Während des Vorgangs des Integrierens des Einzelkabels 41.2 wird ein Signal vom Spleißer 9 über die Datenverbindung 60.6 an die Steuereinrichtung 58.1 übermittelt. Aufgrund dieses Signals wird in der Steuereinrichtung 58.1 der aktuelle Messwert der Lauflänge des Spinnkabels 42 in der Steuereinrichtung 58.1 gespeichert. Vorzugsweise wird die Länge an Spinnkabel 42, welche zwischen Spleißer 9 und Velocimeter 19 vorhanden ist, zu diesem Messwert hinzuaddiert. Oben wurde beschrieben, dass beim Abschalten einer der Kühleinrichtungen 7.1, 7.2 oder 7.3 eines der Einzelkabel 41.1, 41.2 oder 41.3 der aktuelle Wert der Lauflänge des Spinnkabels 42 gespeichert wird, um zu registrieren, dass ab diesem Wert der Läuflänge eines der Einzelkabel 41.1, 41.2 oder 41.3 im Spinnkabel 42 „fehlt”. Anstelle des Abschaltens einer der Kühleinrichtungen 7.1, 7.2 oder 7.3, könnte auch eine Veränderung des Kühlluftstroms registriert werden, welche dadurch auftritt, dass sich der Druckwiderstand der Kühlluft verringert, wenn des zugehörige Einzelkabel 41.1, 41.2 oder 41.3 z. B. beim Reinigen der zugehörigen Spinndüse 5.1, 5.2 oder 5.3 aus der Produktion und auch aus dem Umfangsbereich der Kühleinrichtung 7.1, 7.2 oder 7.3 entfernt wird. Des Weiteren könnte auch das Abschalten der jeweiligen Spinnpumpe 3.1, 3.2 oder 3.3 als Indiz dafür genommen werden, dass ein Einzelkabel 41.1, 41.2 oder 41.3 im Spinnkabel 42 „fehlt”. In diesem Falle würde der aktuelle Wert der Lauflänge des Spinnkabels 42 gespeichert, wenn eine der Spinnpumpen 3.1, 3.2 oder 3.3 abgeschaltet wird. Ein entsprechendes Signal von der jeweiligen Spinnpumpe 3.1, 3.2 oder 3.3 wird dabei über die Datenverbindung 60.4 zur Steuereinrichtung 58.1 übermittelt. Als Abschalten ist hierbei sowohl der Übergang von einer Betriebsdrehzahl der Spinnpumpe 3.1, 3.2 oder 3.3 auf den Wert Null, wie auch auf einen von der Betriebsdrehzahl veränderten, insbesondere einen sehr geringen Wert zu verstehen. Eine weitere Alternative wäre, dass das Fehlen bzw. Herausnehmen eines Einzelkabels 41.1, 41.2 oder 41.3 aus dem Spinnkabel 42 durch Betätigung eines Tasters seitens des Maschinenbedieners registriert wird. Der aktuelle Wert der Lauflänge des Spinnkabels 42 würde dann gespeichert, wenn dieser Taster betätigt wird.
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5 zeigt schematisch einen Spleiß 45 im Spinnkabel 42, wie er nach Integration des Einzelkabels 41.2 in das Spinnkabel 42 auftritt. Hier werden die gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Figuren verwendet. Die Enden der einzelnen Filamentstränge 40 des Einzelkabels 41.2 ragen aus dem Spinnkabel 42 heraus, da das Einzelkabels 41.2 im Spleißer 9 durch das Spinnkabel 42 hindurchgeblasen wird.
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In 6 ist schematisch ein Einzelkabelende 46 im Spinnkabel 42 dargestellt. Wieder werden die gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Figuren verwendet. Ein solches Einzelkabelende 46 entsteht, wie oben beschrieben, wenn das Einzelkabel 41.2 aufgrund von Wartungs- oder Reinigungsarbeiten aus der Produktion genommen werden muss, wobei es zertrennt wird.
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Das Einzelkabel 41.2 ist in 5 und 6 etwas dunkler dargestellt als der Rest des Spinnkabels 42, damit es sich von diesem visuell unterscheiden lässt. Die Bewegung des Spinnkabels 42 erfolgt in Richtung der Pfeile.
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In 7 werden schematisch mehrere Spinnkabel, welche nacheinander in unterschiedliche Kannen abgelegt werden, gezeigt. 7 bezieht sich also auf den Ablegeprozess der Spinnkabel 42. Ein Spinnkabel 42 ist komplett dargestellt, von den angrenzenden ist jeweils nur der Anfang bzw. das Ende gezeigt. Die Dimensionen sind verzerrt dargestellt, üblicherweise werden circa 80.000 m an Spinnkabel 42 in die Kanne 22 abgelegt. Des Weiteren sind die Spinnkabel 42 der Übersichtlichkeit halber so dargestellt, als wären sie entlang einer Linie und nicht in eine Kanne 22 abgelegt worden. Anhand dieser Spinnkabel 42 soll zum einen erläutert werden, an welchen Positionen des Spinnkabels 42 wichtige Informationen über das Spinnkabel 42 gespeichert werden. Dies bezieht sich auf Messwerte der Länge des Spinnkabels 42, wie sie mittels des Velocimeters 19 gemessen werden. Zum anderen sind an mehreren Positionen Vorgabewerte dargestellt. Solche Vorgabewerte sind in der Steuereinrichtung 58.1 hinterlegt und führen zu Aktionen der Steuereinrichtung 58.1 wenn diese Vorgabewerte erreicht werden. In der Steuereinrichtung 58.1 erfolgt dafür ein kontinuierlicher Abgleich der Vorgabewerte mit dem aktuellen Messwert der Länge des Spinnkabels 42. Die Messwerte sind zur besseren Verständlichkeit der Figur mit dickeren Linien gezeichnet als die Vorgabewerte. Jedes Spinnkabel 42 hat einen Spinnkabelanfang 51 und einen Spinnkabelendwert 50. Der Spinnkabelendwert 50 ist hier ein Vorgabewert, im Normalfall wenn keine Probleme auftreten entspricht dieser Vorgabewert der tatsächlich abgelegten Länge an Spinnkabel 42 in der Kanne 22. Wenn der aktuelle Messwert der Länge des Spinnkabels 42 den Spinnkabelendwert 50 erreicht, wird nämlich das Spinnkabel 42 mittels des Cutters 12 zertrennt und die Befüllung der aktuellen Kanne 22 ist abgeschlossen. Jedes Spinnkabel 42 weist einen Spinnkabelanfangsbereich 57 und einen Spinnkabelendbereich 56 auf. Dies sind Bereiche, die in der Weiterverarbeitung des Spinnkabels 42 nicht zu einem verkaufsfähigen Endprodukt verarbeitet werden können. Z. B. bei der Verarbeitung zu Stapelfasern 44 in der Faserstraße 25 dauert es eine gewisse Zeit, bis das Tow 43 angelegt ist und ein stabiler Betriebspunkt der beteiligten Prozessaggregate erreicht ist. So entsteht der Spinnkabelendbereich 56, welcher nicht zu verkaufsfähigen Stapelfasern 44 verarbeitet werden kann. Die letzten Meter eines Tows 43 können in der Faserstraße 25 nicht mehr verstreckt werden, so dass der Spinnkabelanfangsbereich 57 entsteht, aus welchem keine Stapelfasern 44 ausreichend hoher Qualität hergestellt werden können. Im Folgenden wird der Ablauf einer Reinigung einer der Spinndüsen 5.1, 5.2 oder 5.3 mit den zugehörigen Vorgabe und Messwerten am Spinnkabel 42 beschrieben. Die Spinndüsen 5.1, 5.2 oder 5.3 müssen in regelmäßigen Abständen gereinigt werden, um eine hohe Qualität des Spinnkabels 42 zu gewährleisten. Neigt sich die Standzeit einer der Spinndüsen 5.1, 5.2 oder 5.3 dem Ende zu, so wird entsprechend vorher mittels der Steuereinrichtung 58.1 diese Reinigung eingeleitet. Bei Erreichen eines Wartungswertes 52 wird mittels des Signalgebers 59.1 ein Signal an einen Maschinenbediener gesendet, dass eine Reinigung einer der Spinndüsen 5.1, 5.2 oder 5.3 durchzuführen ist. Dieses Signal könnte visuell über ein Display an den Maschinenbediener übermittelt werden, z. B. durch ein Abwärtszählen der bis zur Reinigung verbleibenden Zeit. Ein akustisches Signal ist ebenfalls denkbar. Der Wartungswert 52 hängt zum einen von der Standzeit der entsprechenden Spinndüse 5.1, 5.2 oder 5.3 ab, zum anderen weist er einen solchen Abstand zum Spinnkabelendwert 50 auf, dass ein durch Durchtrennen eines der Einzelkabel 41.1, 41.2 oder 41.3 entstehendes Einzelkabelende 46 in den Spinnkabelendbereich 56 fällt. Nach erhalten des Signals wird der Maschinenbediener ein Einzelkabel 41.1, 41.2 oder 41.3 durchtrennen, die zugehörige Kühleinrichtung 7.1, 7.2 oder 7.3 abschalten und die Reinigung durchführen. Beim Abschalten der Kühleinrichtung 7.1, 7.2 oder 7.3 wird die aktuelle Lauflänge des Spinnkabels 42 gespeichert und als Einzelkabelendenmesswert 49 in einem Datensatz 47 der Kanne 22 hinterlegt. Die Arbeitsabläufe und eventuelle Korrekturfaktoren sind so aufeinander abgestimmt, dass das Einzelkabelende 46 tatsächlich beim Einzelkabelendenmesswert 49 auftritt. Ein solches Einzelkabelende 46 stellt eine Fehlstelle im Spinnkabel 42 dar. Da diese Fehlstelle im Spinnkabelendbereich 56 liegt, stört sie in der Weiterverarbeitung aber nicht weiter.
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Ist die Reinigung beendet, kann das entsprechende Einzelkabel 41.1, 41.2 oder 41.3 wieder in Produktion genommen werden. Dazu legt der Maschinenbediener das entsprechende Einzelkabel 41.1, 41.2 oder 41.3 mittels der Saugpistole 21 an die zugehörige Abzugswalze 8.1, 8.2 oder 8.3 an und führt es anschließend parallel zum Spinnkabel 42, um es abschließend neben dem Spinnkabel 42 in den Spleißer 9 einzulegen. Entsprechend der für diesen Vorgang notwendigen Zeit, ist in der Steuereinrichtung 58.1 ein Spleißwert 53 hinterlegt, zu welchem der Spleißer 9 das Einzelkabel 41.1, 41.2 oder 41.3 in das Spinnkabel 42 integrieren soll. Ist dieser Spleißwert 53 erreicht, und liegt das Einzelkabel 41.1, 41.2 oder 41.3 tatsächlich im Spleißer 9 neben dem Spinnkabel 42, so wird das Einzelkabel 41.1, 41.2 oder 41.3 in das Spinnkabel 42 integriert. Dabei entsteht ein Spleiß 45 und es wird der aktuelle Messwert der Lauflänge des Spinnkabels 42 als Spleißlängenmesswert 48 in der Steuereinrichtung 58.1 gespeichert. Spleißwert 53 und Spleißlängenmesswert 48 liegen so nah beieinander, dass in der 7 kein Stück des Spinnkabels 42 dazwischenliegt. Optimaler Weise wird die Reinigung so schnell durchgeführt, dass der Spleiß 45 in einem Spinnkabelanfangsbereich 57 liegt. Auch hier stört die durch den Spleiß 45 entstehende Fehlstelle in der Weiterverarbeitung des Spinnkabels 42 nicht. Zwischen einem auf einen Wartungswert 52 folgenden Spleißwert 53 liegt hier der Spinnkabelendwert 50. Der oben beschriebene Vorgang wird bei Befüllung einer jeden Kanne 22 wiederholt. Unter Umständen können auch mehrere Spinndüsen gleichzeitig gereinigt werden, so dass mehrere Einzelkabelenden 46 und Spleiße 45 entstehen. Die Reinigung wird in diesem Fall vorzugsweise von mehreren Maschinenbedienern ausgeführt.
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Es kann des Weiteren passieren, dass ein Einzelkabel 41.1, 41.2 oder 41.3 außerplanmäßig aufgrund von Problemen im Prozess aus der Produktion genommen werden muss. Auch in solchen Fällen entstehen Einzelkabelenden 46 und Spleiße 45, und es werden zugehörige Einzelkabelendenmesswerte 49 und Spleißlängenmesswerte 48, hier gestrichelt dargestellt, in der Steuereinrichtung 58.1 gespeichert. Weitere Gründe aus welchen ein Herausnehmen und Hinzufügen eines der Einzelkabel 41.1, 41.2 oder 41.3 nötig ist sind vorstellbar. Es wäre auch denkbar, dass eines der Einzelkabel 41.1, 41.2 oder 41.3 nur aus der Produktion herausgenommen und auf absehbare Zeit nicht mehr hinzugefügt wird. In diesem Fall wäre dem Einzelkabelendenmesswert 49 kein Spleißlängenmesswert 48 zugeordnet. Ähnliches passiert, wenn eine der Spinndüsen 5.1, 5.2 oder 5.3 nicht zu Beginn der Produktion in Betrieb genommen wird, sondern erst zu einem späteren Zeitpunkt. Dem Spleißlängenmesswert 48 wäre in einem solchen Fall kein Einzelkabelendenmesswert 49 zugeordnet. Die dargestellte Anzahl der Spleiße 45 und Einzelkabelenden 46 ist aufgrund der oben beschriebenen Gründe lediglich beispielhaft. Andere Anzahlen sind denkbar. Des Weiteren sind die Orte des Auftretens der Spleiße 45 und Einzelkabelenden 46 beispielhaft gewählt und könnten woanders liegen. Dauert die Reinigung einer Spinndüse länger als hier dargestellt, z. B. weil ein Maschinenbediener noch nicht gut eingearbeitet ist, so liegt der Spleißlängenmesswert 48 in größerem Abstand zum zugehörigen Einzelkabelendenmesswert 49, eventuell sogar nicht mehr im Spinnkabelanfangsbereich 57.
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Sowohl die Einzelkabelendenmesswerte 49 wie auch die Spleißlängenmesswerte 48 und der Spinnkabelendwert 50 werden innerhalb der Steuereinrichtung 58.1 in einem Datensatz 47 der Kanne 22 hinterlegt. So ist eine Zuordnung zu dem zugehörigen Spinnkabel 42 gegeben und die Werte stehen dauerhaft zur Verfügung.
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8 zeigt schematisch ein Spinnkabel 42, welches aus einer Kanne 22 eines Kannengatters 23 der Faserstraße 25 abgezogen wird. 8 bezieht sich also auf den Weiterverarbeitungsprozess des Spinnkabels 42 in der Faserstraße 25. Es werden die gleiche Darstellungsweise und die gleichen Bezugszeichen wie in 7 verwendet. Die Messwerte, welche zur Charakterisierung des Spinnkabels 42 gespeichert wurden, liegen der Steuereinrichtung 58.2 der Faserstraße 25 vor, da der Datensatz 47 der Kanne 22 der Steuereinrichtung 58.2 über die Datenverbindung 60.1 von der Steuereinrichtung 58.1 übermittelt wurde. Des Weiteren wird die Lauflänge des Tows 43 über die Geschwindigkeit der ersten Streckwalze 27.1 des Streckwerkes 27 ermittelt. Im Gegensatz zu den Zuführwalzen 11 der Zuführeinrichtung 10 tritt hier aufgrund des Spannungsverlaufes im Tow 43 kein Schlupf auf, so dass die Messung der Lauflänge ausreichend genau ist. Unter Umständen ist der ersten Streckwalze 27.1 eine Quetschwalze 26 zugeordnet, so dass das Tow 43 zwischen diesen beiden Walzen eingeklemmt ist. Diese Quetschwalze 26 ist aufgrund ihrer optionalen Verwendung gestrichelt dargestellt. Mittels einer solchen Quetschwalze 26 wird überschüssige Präparationsflüssigkeit abgequetscht und des Weiteren verhindert eine solche Quetschwalze 26 ebenfalls, dass das Tow 43 über die Oberflächen der ersten Streckwalze 27.1 und der Quetschwalze 26 rutscht. Es ist zu beachten, dass das Spinnkabel 42 in der Faserstraße 25 in umgekehrter Richtung verarbeitet wird, als es in die Kanne 22 abgelegt wurde. Trotzdem werden in 8 die Bezugszeichen nicht vertauscht. In der Faserstraße 25 wird somit als erstes der Spinnkabelendbereich 56 verarbeitet. In dem Spinnkabel 42 aus 8 sind vier Fehlstellen, zwei Spleiße 45 und zwei Einzelkabelenden 46 vorhanden. Jede dieser Fehlstellen führt zu einem Problem im Prozess der Faserstraße 25. Da die Spleiße 45 und Einzelkabelenden 46 nicht kraftschlüssig in das Tow 43 eingebunden sind, kann das zugehörige Ende des Einzelkabels 41.1, 41.2 oder 41.3 nicht mittels der Streckwerke 27 und 28 verstreckt werden. Aufgrund der Wärmebehandlung in der Fixiervorrichtung 29 verschmelzen die nicht verstreckten Bereiche der Filamentstränge 40 zu Agglomeraten. Diese Agglomerate müssen entfernt werden, da sie zu Schäden am Crimper 33 und an der Schneide 39 und zu schlechter Stapelfaserqualität führen würden. Dies geschieht manuell durch einen Maschinenbediener. In der Steuereinrichtung 58.2 wird zu jeder Fehlstelle eines jeden Spinnkabels 42 ein Fehlstellenvergleichs-Messwert 54 gebildet. Dieser Fehlstellenvergleichs-Messwert 54 wird kontinuierlich mit einem Fehlstellenvergleichs-Wert 55 verglichen. Es gibt mehrere Möglichkeiten einen solchen Fehlstellenvergleichs-Messwert 54 zu bilden, entscheidend ist, dass er von dem zugehörigen Spleißlängenmesswert 48 oder Einzelkabelendenmesswert 49 abhängt. Des Weiteren hängt der Fehlstellenvergleichs-Messwert 54 von der gemessenen Lauflänge des Tows 43 ab. Erreicht der Fehlstellenvergleichs-Messwert 54 den Fehlstellenvergleichs-Wert 55, so wird ein Maschinenbediener mittels des Signalgebers 59.2 über zu entfernende Fehlstellen im Tow 43 informiert. Der Fehlstellenvergleichs-Wert 55 liegt in der Steuereinrichtung 58.2 vor und ist so gewählt, dass der Maschinenbediener mittels des Signalgebers 59.2 rechtzeitig über seine zukünftige Aufgabe in Kenntnis gesetzt wird. Die manuelle Entfernung der Fehlstellen im Tow 43 erfolgt vorzugsweise im Bereich der Verlegevorrichtung 31. Um dem Maschinenbediener die Entfernung der Fehlstellen zu erleichtern bzw. möglich zu machen, wird die Geschwindigkeit der Faserstraße 25 für diesen Arbeitsschritt gedrosselt.
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Ein analoger Vorgang erfolgt für die Enden einzelner Spinnkabel 42 im Tow 43. Diese verursachen ähnliche Fehlstellen im Tow 43 wie die Spleiße 45 und die Einzelkabelenden 46 und werden deswegen von der Steuereinrichtung 58.2 genauso behandelt. Solche Enden einzelner Spinnkabel 42 im Tow 43 sind dann vorhanden, wenn nicht alle Spinnkabel 42 im Tow 43 gleichzeitig enden. Im optimalen Prozess ist dies nicht der Fall, und die genaue Lauflängenmessung im Ablegeprozess ermöglicht dies auch, dennoch kann es aufgrund von Problemen in der Spinneinrichtung 1 dazu kommen, dass eine Kanne 22 ausnahmsweise mit deutlich kürzerer Länge an Spinnkabel 42 befüllt wird als vorgesehen.
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Mittels der oben beschriebenen Vorrichtungen ist eine besonders effektive Herstellung von Stapelfasern besonders hoher Qualität und mit nur sehr geringem Ausschuss möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 05078172 A1 [0002, 0006]
- DE 102006002343 A1 [0004, 0004]