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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette zum Temperieren, Transportieren und / oder Strecken eines synthetischen Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung dieser Galette gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 6.
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Aus dem Stand der Technik sind Galetten zum Temperieren, Transportieren und / oder Strecken eines synthetischen Fadens bekannt, wobei unterschiedliche Heizvarianten verwendbar sind.
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Beispielsweise beschreibt
DE 2108825 C3 eine Galette zum Strecken synthetischer Fäden mit einem geschlossenen und teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Zylinder, dessen Mantel einen Arbeitsbereich aufweist, der aufheizbar ist.
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Der Zylindermantel weist einen Aufheizbereich 4 auf, der durch eine an der Außenseite des Zylindermantels liegenden Wärmequelle 7, 12 aufheizbar ist, um die Flüssigkeit 9 zu verdampfen.
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Der Zylindermantel ist axial neben dem Arbeitsbereich des Aufheizbereiches angeordnet, um eine gleichmäßigere Aufheizbarkeit des Arbeitsbereiches zu ermöglichen.
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DE 1901902 A beschreibt eine Heizgalette mit einem Temperaturfühler mit einem ersten Steuerkreis, der ein Signal an eine Heizanordnung abgibt, und einen zweiten Steuerkreis, der den Temperaturfühler mit einem Oszillator verbindet, um das Fühlerausgangssignal in eine Impulskette umzuwandeln, die proportional der von dem Temperaturfühler gemessenen Temperatur ist. Nachteilig bei dieser Heizgalette ist, dass die Abweichungen der Messgenauigkeit des jeweiligen Temperaturfühlers nicht berücksichtigt werden.
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So kann es beispielsweise zu Abweichungen der vom Temperaturfühler erfassten Temperatur und der real an der Galettenmanteloberfläche wirkenden Temperatur kommen.
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Diese Abweichung kann an dem Temperaturfühler selbst liegen oder auch dadurch verursacht werden, dass ein Galettenmantel gegen einen neuen Galettenmantel getauscht wird, der materialbedingt andere Wärmeleiteigenschaften hat als der Vorherige.
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Dies kann besonders problematisch beim Austauschen des Galettenmantels sein, insbesondere vor Ort an der Produktionsstätte zum Herstellen eines synthetischen Fadens.
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Gegenwärtig wird diese Messabweichung unter Laborbedingungen ermittelt und dann in die Heizsteuerung der Galetten eingearbeitet, um diese Abweichungen zu kompensieren.
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Diese Abweichungen können sich aber im Betrieb des Galettenmantels ändern, insbesondere dann, wenn der Galettenmantel sich im dynamischen Betrieb befindet und auf eine vorbestimmte Umdrehungszahl gebracht und eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt wird.
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Außerdem können die Umgebungsluft und die Umgebungstemperatur sowie der vorherrschende Druck die Kalibrierung vor Ort in der Produktionsstätte anders sein, als im Labor.
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Die Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Vorrichtung zum Kalibieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette bereitzustellen, die auch vor Ort in einer Produktionsstätte und nicht nur unter Laborbedingungen das Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette erlaubt.
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Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette bereitzustellen, mit der ein Kalibrieren der Galette vor Ort in der Produktionsstätte möglich ist.
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Die Aufgabe der Vorrichtung zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung wird erfindungsgemäß mit der Vorrichtung zum Kalibrieren einer Temperaturvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
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Nach einem Aspekt der Vorrichtung zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette zum Temperieren, Transportieren und Überstrecken eines synthetischen Fadens wird eine Galette mit einem Galettenmantel bereitgestellt, der eine zu einer Heizvorrichtung zugewandte Innenseite und eine zum Führen eines synthetischen Fadens ausgebildete Außenseite definiert. Die Vorrichtung weist auf wenigstens einen Innensensor auf der Innenseite, einen Außensensor auf der Außenseite des Galettenmantels, einen Kalibrierabschnitt der mittels der bei einem dynamischen Betrieb der Galette erfassten Wärmedaten des Innen- und des Außensensors einen Wärmeübertragungswert und einen Kalibrierwert zum Kalibrieren der Temperaturverrechnung berechnet, und einen Kopplungsabschnitt aufweist, der mit einer Steuerung der Galetten koppelbar ist.
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Unter einem dynamischen Betrieb ist hierbei der bestimmungsgemäße Gebrauch des Galettenmantels mit bestimmungsgemäßer Temperatur und Umdrehungsgeschwindigkeit wie in einer Produktionsstätte eines synthetischen Fadens zu verstehen.
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Vorteilhafterweise kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Vorortkalibrierung in der Temperaturvorrichtung der Galette durchgeführt werden, so dass auf individuelle Abweichungen des jeweiligen Galettenmantels beim Wechseln des Galettenmantels eingegangen werden kann und die Temperaturvorrichtung entsprechend kalibriert und angepasst werden kann.
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Mit einer verbesserten Vor-Ort-Kalibrierung der Temperaturvorrichtung kann eine bessere Garnqualität erreicht werden, da hierbei die von den Sensoren erfassten Temperaturdaten genauer bestimmbar sind, so dass eine bessere Überwachung der in den jeweiligen synthetischen Faden übertragenen Wärmemenge vorhersehbar ist.
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Dies kann sich positiv auf die Garnqualität des herzustellenden synthetischen Fadens auswirken.
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Nach einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Kalibieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette weist der Innensensor einen bereits mit einer Galette vorinstallierten Innensensor und / oder einen Zusatzinnensensor auf, der zusätzlich an einer Tragevorrichtung installierbar ist, die sich mit einem vorbestimmten Abstand zur Innenseite des Galettenmantels in den von dem Galettenmantel befindlichen Hohlraum erstreckt.
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Für die Kalibrierung kann vorteilhafterweise der vorhandene Innensensor der Galette verwendet werden. Zur besseren und genaueren Erfassung der Temperatur auf der Innenseite des Galettenmantels kann nach einer Ausführungsform ein Zusatzinnensensor in der Tragvorrichtung montiert werden, so dass zusätzliche Messdaten an unterschiedlichen Positionen des Galettenmantels erfasst werden können.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung zum Kalibieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette sind an der Tragevorrichtung zusammen mit dem Innensensor zusätzliche Heizelemente, Induktionsspulen und / oder Kühlelemente wie Kühlschläuche, zum Temperieren des Galettenmantels angeordnet.
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Dies hat den Vorteil, dass die vorhandene Tragvorrichtung der Heizvorrichtung der Galette für die Installation der Zusatzinnensensoren verwendet werden kann.
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Nach einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Kalibrieren einer Temperaturvorrichtung einer Galette ist der Innensensor und / oder der Außensensor an einer Positioniervorrichtung angebracht, mittels der der jeweilige Sensor zwischen einer Messposition zum Bereitstellen einer Thermokopplung des zugehörigen Sensors an der jeweiligen Innenseite bzw. der Außenseite des Galettenmantels und einer Bereitstellposition positionierbar ist, in der der sensorlose Eingriff der jeweiligen Innenseite bzw. Außenseite des Galettenmantels steht.
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Vorteilhafterweise kann dann der jeweilige Innensensor und Außensensor mit der Positioniervorrichtung an der optimalsten Position am Galettenmantel positioniert werden, so dass der Übertragungswert und der Kalibierwert an unterschiedlichen Positionen des Galettenmantels feststellbar ist.
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Unter einer Thermokopplung ist hierbei ein in Eingriff stehen des Innen und/ oder Außensensors mit dem Galettenmantel zu verstehen, so dass eine Temperaturerfassung an der Innenseite und / oder Außenseite des Galettenmantels durchführbar ist. Die Thermokopplung kann auch kontaktlos sein.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung zum Kalibieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette weist der Innensensor und / oder der Außensensor einen Temperatursensor, der mittels einer Thermokupplung im Kontakt mit der Innenfläche des Galettenmantels hin bringbar ist und / oder einen Temperatursensor zum berührungslosen Temperaturmessen aufweist, wie eine Temperaturfühler mit einem Schwingquarz, ein Pyrometer, eine Wärmebildkamera und / oder dass der Innensensor und / oder der Außensensor mittels der intermittierenden Gleichstrom und /oder Wechselstrom den Widerstand des Galettenmantels ermittelt und der Kalibrierabschnitt aus dem Widerstand und / oder der Temperatur den Kalibrierwert berechnet.
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Vorteilhafterweise können für den Außensensor unterschiedliche Sensorarten verwendet werden, wie beispielsweise Temperatursensoren, Temperaturfühler oder Pyrometer.
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Ferner können Wärmebildkameras verwendet werden, die im Außenumfang der Galette im dynamischen Betrieb besser und kontaktlos die Temperatur des Galettenmantels erfassen können, um Daten über die Außentemperatur an der Außenfläche des Galettenmantels feststellen zu können.
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Bei einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette zum Temperieren, Transportieren und / oder Strecken eines synthetischen Fadens für eine Vorrichtung zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette vorgesehen, wobei in einem dynamischen Betrieb der Galette durch Messen einer Innen- und Außentemperatur ein Wärmeübertragungswert und einen Kalibrierwert berechnet werden, der an eine Steuerung der Galette übertragen wird.
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Vorteilhafterweise kann mit dem Verfahren ein neuer Galettenmantel auch im dynamischen Betrieb gemessen werden, so dass bei der Ermittlung des spezifischen Wärmeübertragungswertes und des Kalibrierwertes keine Laborbedingungen vorliegen müssen, und das Kalibrieren der Temperaturmessvorrichtung auch den Produktionsstätten des synthetischen Fadens durchgeführt werden kann.
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Nach einer Ausführungsform des Verfahrens zum Kalibieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette wird im dynamischen Betrieb die Galette mit einer vorbestimmten Umdrehung im Bereich von etwa 1.000 U/min bis 9.000 U/min betrieben und die Heizvorrichtung wird auf eine Temperatur von etwa 50°C bis 400°C erwärmt.
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Dies bietet den Vorteil, dass die Galette in unterschiedlichen Betriebszuständen kalibriert werden kann, so dass auch über einen weiteren Bereich die Temperaturmessvorrichtung exakter auf den jeweiligen Ist-Wert kalibriert und der jeweils gemessene Wert bei den jeweiligen Umdrehungs- und Temperaturbedingungen kontrolliert werden kann.
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Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galetten werden folgende Schritte durchgeführt:
- Bereitstellen eines ersten Innensensors an / auf der Innenseite des Galettenmantels und Bereitstellen eines zweiten Außensensors an / auf der Außenseiten des Galettenmantels;
- Erwärmen des Galettenmantels mittels einer Heizvorrichtung der Galette auf eine vorbestimmte Heiztemperatur des dynamischen Betriebes;
- Betätigen des Galettenmantels auf eine vorbestimmte Umdrehungsgeschwindigkeit des dynamischen Betriebes;
- Ermitteln von Temperaturdaten des Galettenmantels nach einer vorbestimmten Zeit mittels des Innensensors und des Außensensors;
- Auswerten der ermittelten Temperaturdaten und der eingebrachten Heiztemperatur;
- Berechnen eines Ausgleichwertes und eines Kalibrierwertes aus den Temperaturdaten;
- Speichern des Ausgleichswertes und des Kalibrierwertes für den zugehörigen Galettenmantel in der Steuerung der Heizvorrichtung Galette.
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Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette wird der Kalibrierabschnitt automatisch und / oder auf manuelle Aktivierung mit der Steuerung der Galette gekoppelt zum Übertragen des Ausgleichswertes und / oder des Kalibrierwertes.
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Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Kalibrieren einen Temperaturmessvorrichtung einer Galette wird der Messwert des Innensensors mit dem Ausgleichswert und / oder Kalibrierwert kalibriert.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird einer Galette zum Temperieren, Transportieren und Überstrecken eines synthetischen Fadens bereitgestellt, die mit einer Vorrichtung zum Kalibrieren einer Messvorrichtung einer Galette und / oder einem Verfahren zum Kalibrieren einer Messvorrichtung einer Galette nach oben beschriebener Ausführungsform kalibrierbar ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsformen derselben unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
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Das in den Figuren gezeigte Bezugssystem zeigt jeweils in Längserstreckungsrichtung des Galettenmantels die X-Richtung, in Bauteilbreitenerstreckungsrichtung des Galettenmantels die Z-Richtung und in Bauteilhöhenerstreckungsrichtung des Galettenmantels die Y-Richtung jeweils bezogen auf die Mitteachse des Galettenmantels.
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Das in den Figuren gezeigte Bezugssystem mit XYZ-Achse entspricht einem kartesischen Koordinatensystem, bei dem die jeweiligen Achsen orthogonal zueinander ausgerichtet sind.
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Es stellen dar:
- 1 eine schematische Längsschnittansicht einer Galette mit der Vorrichtung zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung mit wenigstens einem Innensensor und einem Außensensor;
- 2 bis 4 schematische Schnittansichten gemäß Schnittführung I-I aus 1 von unterschiedlichen Positionen der Innensensoren der Außensensoren der Vorrichtung bezüglich des Galettenmantels der Galette;
- 5 eine schematische Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette und einer Positioniervorrichtung zum Positionieren der Innensensoren;
- 6 eine Schnittansicht gemäß Schnittführung II-II aus 5;
- 7 eine schematische Teilschnittansicht eines Temperatursensors von 5 im Detail;
- 8 eine schematische Längsschnittansicht einer dritten Ausführungsform der Positioniervorrichtung der Vorrichtung zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette;
- 9 schematisch ein Blockdiagramm von Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Temperieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette.
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Die unterschiedlichen Merkmalen der nachfolgend erläuterten Ausführungsformen sind untereinander kombinierbar, soweit nicht explizit ausgeschlossen.
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1 zeigt in einer schematischen Längsschnittansicht eine Vorrichtung zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung 20 einer Galette mit einem Galettenmantel 1.
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Die Galette weist neben dem Galettenmantel 1 und der Temperaturmessvorrichtung 20, nachfolgend auch als erster Innensensor 20 bezeichnet, eine Heizvorrichtung 10, insbesondere eine Induktionsheizung, eine Tragevorrichtung 2, auf der die Heizvorrichtung 10 und der erste Innensensor 20 montiert sind, einen Galettenmantelansatz 4, mittels dem der Galettenmantel 1 über eine Antriebskupplung 50 an einer Antriebswelle 5 drehfest befestigt ist, einen Antrieb 7, der die Antriebswelle 5 antreibt, und eine Steuerung 8 auf, mittels der der Antrieb 7 und die Heizvorrichtung 10 gesteuert und / oder geregelt wird.
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Die Steuerung 8 regelt insbesondere die Heizwirkung der Heizvorrichtung 10 über die Temperaturmessdaten des ersten Innensensors 20, angezeigt auch mit Bezugszeichen 20.3, der bevorzugt flanschseitig nahe eines Montageflansches 3 der Galette vorgesehen ist. Die Temperaturvorrichtung 20 der Galette kann zusätzliche Innensensoren aufweisen, angezeigt mit dem Innensensor 20.1, dem zweiten Innensensor 20.2 und dem dritten Innensensor 20.3, nachfolgend auch als Zusatzsensor 30 bezeichnet.
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In der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Kalibieren der Temperaturvorrichtung einer Galette ist nur ein Innensensor 20 vorgesehen, bevorzugt der Innensensor 20.3, der benachbart zur Montageflansch 3 angeordnet ist.
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Die in 1 schematisch gezeigte Vorrichtung zum Kalibrieren der Temperaturmessvorrichtung 20 der Galette 1 weist zusätzlich zu dem Innensensor 20.3 optional weitere erste und zweite Innensensoren 20.1 und 20.2 auf. Diese zusätzlichen Innensensoren 20.1, 20.2 können für zusätzliche Messpunkte beim Wechsel eines alten Galettenmantels 1 gegen einen neuen Galettenmantel 1 optional temporär und / oder dauerhaft an der Tragvorrichtung 2 zwischen den Induktionsspulen der Induktionsheizung 10 installiert und mit der Steuerung 8 gekoppelt werden.
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Eine Datenübertragung 1061 der von der Temperaturvorrichtung 20 erfassten Temperaturdaten kann kabelgebunden und / oder über ein W-LAN-Netz erfolgen. Außerdem weist die Vorrichtung zum Kalibrieren der Temperaturmessvorrichtung 20 der Galette 1 wenigstens einen Außensensor 21 auf.
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Der Außensensor 21 ist vorteilhafterweise diametral gegenüber der Position des Innensensors angeordnet. Die Anzahl der Außensensoren 21.1, 21.2, 21.3 wird von der Anzahl der Innensensoren 20.1, 20.2, 20.3 bestimmt. Nach einer anderen Ausführungsform, die ebenfalls in 1 dargestellt ist, kann an Stelle einer Mehrzahl von Außensensoren zusätzlich und / oder ausschließlich eine Wärmebildkamera 22 vorgesehen sein.
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Außerdem weist der Außensensor 21 einen Kalibrierabschnitt 100 auf, der die gemessenen Temperaturdaten des Innensensors 20 und des Außensensors 21 erfasst, vergleicht, einen Wärmeübertragungswert W, einen Kalibrierwert K und / oder einen Ausgleichswert A ermittelt und die letzten beiden Werte an die Steuerung 8, insbesondere die Steuerung 300 der Heizvorrichtung 10 übermittelt.
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Der Kalibrierabschnitt 100 kann die Temperaturdaten direkt über die zusätzlichen Innensensoren und / oder über die Steuerung 8 der Galette nach einem Kopplungsschritt mit der Steuerung erhalten.
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Die Datenübertragung 1061 und Kopplung der Innen- und Außensensoren 21 an dem Kalibrierabschnitt 100 kann sowohl kabelgebunden als auch über W-LAN erfolgen. Zur Datenübertragung 1061 können entsprechende Kopplungen 40 vorgesehen sein, die sowohl Kabel- als auch Funkfunktion aufweisen können.
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Der Kalibrierabschnitt 100 ist bevorzugt einem Außensensor 21, wie beispielsweise der Wärmebildkamera 22 und / oder einer Mehrzahl von Außensensoren 21.1, 21.2, 21.3, zugeordnet.
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In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann jeder Außensensor 21.1, 21.2, 21.3 einen eigenen Kalibrierabschnitt 100 aufweisen.
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Bevorzugt erfolgt die Datenübertragung 1061 zwischen Kalibrierabschnitt 100 und der Steuerung 300 der Heizvorrichtung des Galettenmantels bzw. der Steuerung 8 der Galette über Funk 1061, bevorzugt über ein vorhandenes W-LAN-Netz.
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Der Galettenmantel 1 definiert einen Hohlraum H, in welchem die Tragvorrichtung 2 mit der Heizvorrichtung 10 und dem zugehörigen ersten Innensensor 20 angeordnet sind.
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Außerdem definiert der Galettenmantel 1 eine Außenseite A und einen Innenseite I. Die Außenseite A des Galettenmantels 1 ist zum Führen, Transportieren und Aufheizen eines synthetischen Fadens (nicht dargestellt) ausgebildet.
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In den 2 bis 4 sind weitere Ausführungsformen der Vorrichtung zum Kalibrieren der Temperaturmessvorrichtung 20 der Galette dargestellt. Die 2 bis 4 zeigen verschiedene Positionen der Innensensoren 20 und der zugehörigen Außensensoren 21. Die jeweiligen schematischen Schnittansichten ergeben sich aus der Schnittführung I-I aus 1 und zeigen jeweils unterschiedliche Positionen einer Mehrzahl von Innensensoren 20 gegenüber wenigstens einem Außensensor 21.
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Bei den Innensensoren 20 kann es sich auch um temporär installierte Zusatzsensoren 20.1, 20.2 handeln.
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Mit steigender Anzahl von Innensensoren 20 bzw. der zugehörigen Außensensoren 21, 22 kann ein besseres Temperaturprofil des Galettenmantels 1 über die Erstreckung des Galettenmantels 1 erstellt werden und ein individueller Ausgleichs- und Kalibrierungswert K für die Temperaturvorrichtung ermittelt werden, der der Steuerung 8 der Galette bzw. der Steuerung 300 der Heizvorrichtung des Galettenmantels übertragen wird.
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5 zeigt eine andere Vorrichtung zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung, die bis auf eine zusätzliche Positioniervorrichtung 200 für eine Mehrzahl von Innensensoren 20 ansonsten im Wesentlichen identisch zu der in 1 gezeigten Ausführungsform ist.
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Die Positioniervorrichtung 200 weist eine Antriebswelle 12 und einen Schwenkhebel 201 auf, auf der zusätzliche Innensensoren 20 (Zusatzsensoren 30) an vorbestimmten Positionen positioniert sind.
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Die Positioniervorrichtung 200 erlaubt es, den Innensensor 20 zwischen einer Messposition zum Bereitstellen einer Thermokupplung zwischen der Innenseite I und dem Innensensor 20, und einer Bereitstellposition zu positionieren, so dass der zugehörige Innensensor 20 außer Eingriff zu der jeweiligen Innenseite des Galettenmantels ist.
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Die Schwenkhebel-Antriebswelle 12 kann beispielsweise über ein Getriebe mit einem Antrieb 16, einer Antriebswelle 15 und zugehörigen Zahnradgetrieben 13, 14 rotatorisch in die entsprechende Messposition bzw. Bereitstellposition rotatorisch verfahren werden.
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Die Positioniervorrichtung 200 kann auch entsprechend translatorisch ausgelegt sein (nicht dargestellt), so dass der Schwenkhebel 201 zusätzlich in Längsrichtung hin und her verfahrbar ist.
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Eine zugehörige Positioniervorrichtung (nicht dargestellt) ist auch für die Außensensoren 21 vorgesehen. Die Außensensor-Positioniervorrichtung wird bevorzugt nur temporär eingesetzt.
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Es sind aber auch entsprechend Außensensorpositioniervorrichtungen vorstellbar, bei der der Außensensor auch ständig an einer vorbestimmten Position gehalten wird, bevorzugt an einer Position, die nicht für die Führung, für den Transport des synthetischen Fadens vorgesehen ist.
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6 zeigt in einer schematischen Schnittansicht gemäß Schnittführung II-II aus 1 eine Ausführungsform der Anordnung der Positioniervorrichtung 200, wie sie bezüglich der Tragevorrichtung 2 der Heizvorrichtung 10 des Galettenmantels 1 und der Antriebswelle 5 innerhalb des Hohlraums H des Galettenmantels 1 anordenbar ist.
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Wie aus 6 zusätzlich ersichtlich ist, ist hier die Wärmebildkamera 22, als Außensensor 21 gegenüber der Position des Zusatzsensors 30 angeordnet.
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7 zeigt in einer schematischen Teilschnittansicht eine mögliche Ausführungsform eines Innensensors 20, der als Zusatzsensor 30 an der Positioniervorrichtung 200 montierbar ist.
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Der Zusatzsensor 30 weist einen Thermokupplungsabschnitt 31, eine Sensoraufnahme 32, eine Montagedurchgangsöffnung 33 und einen Gewindebohrung 35 auf. Mittels des Thermokopplungsabschnitts 31 kann der Temperatursensor 20, 30, 21 in Kontakt mit der Wand des Galettenmantels 1 gebracht werden.
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Der Zusatzsensor 30 kann über die Montagedurchgangsöffnung 33 auf die Antriebswelle 12 der Positioniervorrichtung. 200 aufgesteckt und über eine Schraubverbindung mittels der Gewindebohrung 35 an einer vorbestimmten Position an des Schwenkhebels 201 drehfest montiert werden.
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8 zeigt in einer schematischen Längsschnittansicht eine weitere Ausführungsform der Positioniervorrichtung 200. Nach dieser Ausführungsform der Positioniervorrichtung 200 sind die Zusatzsensoren 30 an vorbestimmten Positionen an der Tragvorrichtung 20 und / oder an speziellen Zusatzgestängen 270 montiert, die sich vom Flansch 6 weg mit einem vorbestimmten Abstand in den Hohlraum H des Galettenmantels 1 erstrecken.
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9 zeigt ein schematisches Blockdiagramm mit Verfahrungsschritten S100 bis S800, das eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette zum Temperieren, Transportieren und / oder Strecken eines synthetischen Fadens schematisch zeigt.
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Bei dem Verfahren zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette ist es möglich, im dynamischen Betrieb der Galette durch Messen der Innen- und Außentemperatur des Galettenmantels 1 einen Wärmeübertragungswert und einen Kalibrierwert K zu berechnen, der an einer Steuerung 8 der Galette bzw. eine Steuerung 300 der Heizvorrichtung 10 des Galettenmantels 1 übertragbar ist.
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Unter einem dynamischen Betrieb ist hierbei der bestimmungsgemäße Gebrauch der Galette bzw. des Galettenmantels bei einer vorbestimmten Temperatur und Umdrehungsgeschwindigkeit zu verstehen.
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Im dynamischen Betrieb der Galette kann der Galettenmantel mit einer vorbestimmten Umdrehung im Bereich von etwa 1.000 U/min. bis 9.000 U/min. betrieben werden, wobei gleichzeitig die Heizvorrichtung auf eine Temperatur von etwa 50°C bis 400°C erwärmt wird, so dass der Galettenmantel eine für die Bearbeitung des synthetischen Fadens erforderliche Temperatur aufweisen kann.
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Um nun die Regelung der Heizvorrichtung 10 über einen Innensensor 20 korrekt regulieren zu können, ist es erforderlich, insbesondere bei einem Galettenmantelwechsel, den Innensensor 20 bzw. die zughörige Temperaturmessvorrichtung 20 auf die Eigenschaften insbesondere die Wärmeleiteigenschaften des neuen Galettenmantels 1 zu kalibrieren.
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Hierbei ist es insbesondere besonders vorteilhaft, wenn der Kalibrierwert K im bestimmungsgemäßen Gebrauch der Galette, insbesondere im dynamischen Betrieb erfasst werden kann.
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Mit den Verfahren zum Kalibrieren der Temperaturmessvorrichtung der Galette gemäß der Erfindung, ist es möglich, anhand der gemessenen Temperaturdaten mittels an vorbestimmten Positionen angeordneten Innen- 20 und Außensensoren 21 an der Innen- bzw. Außenseite I/A des Galettenmantels 1 einen Wärmeübertragungswert W zu ermitteln und hieraus einen Kalibrierwert K zu berechnen, der an die Steuerung 8, der Galette bzw. die Steuerung 300 der Heizvorrichtung 10 des Galettenmantels übertragen wird, so dass der reale Temperaturzustand des Galettenmantels 1 mit dem gemessenen Wert des Innensensors der Galetten verglichen und ggf. korrigiert werden kann, indem der Steuerung ein entsprechender Kalibrierwert K bzw. Ausgleichswert A übermittelt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Kalibrieren der Temperaturmessvorrichtung 20 einer Galette weist insbesondere folgende Schritte auf.
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Im Schritt S100 wird ein erster Innensensor 20, der an / auf der Innenseite I des Galettenmantels 1 bereitgestellt. Außerdem wird ein entsprechend zugehöriger zweiter Außensensor 21 an / auf der Außenseite des Galettenmantels 1 bereitgestellt.
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Bevorzugt sind die Innen- und Außensensoren 20, 21 paarweise diametral gegenüber angeordnet. Das Bereitstellen kann, für die in den Galettenmantel vorhandene Tragevorrichtung 2, auf der Innenseite I und an der Außenseite A mittels einer entsprechenden Positioniervorrichtung durchgeführt werden, wobei auch auf der Innenseite des Galettenmantels 1 die Positioniervorrichtung 200 vorgesehen werden kann.
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Die Positioniervorrichtung 200 wird regelmäßig nur bei einem Galettenmantelwechsel in die Messposition gebracht und verwendet, kann teilweise aber auch dauerhaft angewendet werden.
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Im Schritt S200 wird der Galettenmantel 1 mittels der Heizvorrichtung 10 auf eine vorbestimmte Heiztemperatur erwärmt.
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Die vorbestimmte Heiztemperatur liegt in einem für den synthetischen Faden festgelegte Heiztemperatur, die es ermöglicht, den synthetischen Faden auf eine bevorstehende Streckung durch Wärmeeintrag vorzubereiten.
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Die Heiztemperatur des Fadens ist abhängig von dem verwendeten Kunststoffen und Filamentstärken und kann im Bereich von etwa 50°C bis 400°C liegen.
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Je nach verwendeten Galettenmantelmaterial und Herstellungsqualität kann der von der Temperaturvorrichtung 20 gemessene Wert von dem realen Messwert an der Außenfläche des Galettenmantels 1 abweichen.
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Diese Abweichung kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung einer Galette ermittelt werden und eine entsprechende Kalibrier- und Ausgleichswert K kann mit dem Kalibrierabschnitt 100 ermittelt werden. Dieser ermittelte Kalibrierwert K wird an der Steuerung 8 der Galette bzw. der Steuerung 300 der Heizvorrichtung zugeführt werden, so dass die Heizvorrichtung durch die Regelung mit dem Innensensor 20 im Galettenmantel insbesondere an der Außenumfangsfläche auf den vorbestimmten Temperaturwert aufheizen kann. Ferner wird im Schritt 200 der Galettenmantel auf die vorbestimmte Umdrehungsgeschwindigkeit des dynamischen Betriebes getrieben.
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Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Galettenmantels kann je nach Position im Streckwerk im Bereich von etwa 1.000 bis 5.000 U/min. liegen.
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Im Schritt S300 werden mittels des Innen- 20 und Außensensors 21 Temperaturdaten des Galettenmantels 1 innerhalb einer vorbestimmten Zeit ermittelt.
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Im Schritt S400 findet die Auswertung der ermittelten Temperaturdaten und der realen Heiztemperatur der Heizvorrichtung statt. Hierbei kann auch über die Heizleistung der Heizvorrichtung bzw. des verbrauchten Stromes auf die zu erwartende Erwärmung des Galettenmantels geschlossen werden und diese mit dem von der Innen- und Außensensoren ermittelten Temperaturdaten verglichen werden.
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Im Schritt S500 wird anhand der im Schritt S400 ermittelten Daten ein Ausgleichswert und ein Kalibrierwert K berechnet. Dies findet bevorzugt über den Kalibrierabschnitt 100 der Vorrichtung zum Kalibrieren einer Temperaturmessvorrichtung statt.
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Im Schritt S600 werden der berechnete Ausgleichswert und / oder Kalibrierwert in einen Speicher im Kalibrierabschnitt 100 gespeichert.
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Die Speicherung kann in einen RAM- und / oder ROM-Speicher des Kalibrierabschnittes 100 erfolgen.
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Im Schritt S700 wird der Ausgleichswert bzw. Kalibrierwert durch einen Kopplungsschritt des Kalibrierabschnittes 100 mit der Steuerung der Galette durch einen Kopplungsschritt 1031 übertragen.
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Die Übertragung der Kopplung kann automatisch oder auch durch manuelle Aktivierung eines Operators erfolgen.
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Nach der Übertragung des Kalibrierwertes K wird im Schritt S800 die Heizvorrichtung über die Steuerung der Heizvorrichtung auf die Messwerte des Innensensors 20 kalibriert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Galettenmantel
- 2
- Tragevorichtung
- 20
- Innensensor / Temperaturvorrichtung
- 20.1
- erster Innensensor
- 20.2
- zweiter Innensensor
- 20.3
- dritter Innensensor
- 21
- Außensensor
- 22
- Wärmebildkamera
- 3
- Montageflansch
- 30
- Zusatzsensor
- 31
- Thermokopplungsabschnitt
- 32
- Sensoraufnahme
- 33
- Montagedurchgangsöffnung
- 35
- Gewindebohrung
- 4
- Galettenmantelansatz
- 40
- Datenleitung
- 5
- Antriebswelle
- 50
- Antriebskupplung
- 6
- Flansch
- 7
- Antrieb/E-Motor
- 8
- Steuerung der Galette
- 9
- Induktionsheizungsträger
- 10
- Induktionsheizung / Heizvorrichtung
- 11
- Lager
- 12
- Antriebswelle
- 13, 14
- Zahngetriebe
- 15
- Antriebswelle
- 16
- Antrieb
- 100
- Kalibrierabschnitt
- 200
- Schwenkvorrichtung / Positioniervorrichtung
- 201
- Schwenkhebel
- 270
- Zusatzgestänge
- 1061
- Datenübertragung
- A
- Außenseite
- I
- Innenseite
- H
- Hohlraum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2108825 C3 [0003]
- DE 1901902 A [0006]
