DE102020115287A1

DE102020115287A1 - Verfahren zur Detektion von Leckagen in einem fluidischen Leitungsnetz einer Spinn- oder Spulmaschine

Info

Publication number: DE102020115287A1
Application number: DE102020115287.6A
Authority: DE
Inventors: Bernd Bahlmann; Thomas-Georg Meier; Adalbert Stephan; Mario Maleck; Franz Hüttinger; Christian Kettner; Stephan Weidner-Bohnenberger; Harald VVidner
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 2020-06-09
Filing date: 2020-06-09
Publication date: 2021-12-09
Also published as: DE102020115287A8

Abstract

Bei einem Verfahren zur Detektion von Leckagen in einem fluidischen Leitungsnetz (8) einer Spinn- oder Spulmaschine (1), wobei die Spinn- oder Spulmaschine (1) eine Vielzahl in Längsrichtung der Spinn- oder Spulmaschine (1) nebeneinander angeordneter Arbeitsstellen (2) und eine Mehrzahl fluidischer Verbraucher (7) aufweist und wobei dem fluidischen Leitungsnetz (8) wenigstens ein Sensor (13) zugeordnet ist, welcher einen Druck und/oder einen Durchfluss an wenigstens einer Stelle des fluidischen Leitungsnetzes (8) misst, wird zumindest eine erste Teilanzahl aus der Mehrzahl der fluidischen Verbraucher (7) deaktiviert und ein erster Messwert des Drucks und/oder des Durchflusses wird bei der ersten Teilanzahl deaktivierter Verbraucher (7) gemessen. Der erste Messwert (18) wird mit einem Referenzwert (19) verglichen und aus der Abweichung des ersten Messwerts (18) von dem Referenzwert (19) wird ein Leckageverlust in dem Leitungsnetz (8) ermittelt. Eine entsprechende Spinn- oder Spulmaschine (1) weist eine Steuereinheit (16) zur Durchführung des Verfahrens auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion von Leckagen in einem fluidischen, insbesondere pneumatischen, Leitungsnetz einer Spinn- oder Spulmaschine, wobei die Spinn- oder Spulmaschine eine Vielzahl in Längsrichtung der Spinn- oder Spulmaschine nebeneinander angeordneter Arbeitsstellen und eine Mehrzahl fluidischer Verbraucher aufweist. Dem fluidischen Leitungsnetz ist wenigstens ein Sensor zugeordnet, welcher einen Druck und/oder einen Durchfluss an wenigstens einer Stelle des fluidischen Leitungsnetzes misst. Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechende Spinn- oder Spulmaschine mit einer Steuereinheit zur Durchführung des Verfahrens.
Fluidische Verbraucher sind an Spinn- oder Spulmaschinen in verschiedenen Ausführungen zahlreich vorhanden. Beispielsweise sind zahlreiche druckluftbetriebene Aktoren wie Spulenbelastungsvorrichtungen, Blasdüsen, Streckwerksbelastungsvorrichtungen oder auch Spinndüsen von Luftspinnmaschinen an den Arbeitsstellen der Spinn-oder Spulmaschinen vorhanden. Andere Organe von Spinn-oder Spulmaschinen arbeiten hingegen mit Unterdruck. Beispielsweise sind hier Saugdüsen für die Fadensuche, Fadenspeicherdüsen oder auch Spinnvorrichtungen von Rotorspinnmaschinen zu nennen. Die fluidischen Leitungsnetze weisen aufgrund der Vielzahl der Verbraucher meist zahlreiche Abzweigleitungen auf, die teilweise auch noch beweglich ausgeführt werden müssen. Es kommt daher oftmals zu nennenswerten Leckagen, die jedoch oftmals nur verzögert oder auch gar nicht entdeckt werden. Dies hat hohe Energieverluste zur Folge.
Um Leckagen in einem Druckluftsystem einer Spinnmaschine möglichst frühzeitig zu detektieren, wird in der DE 298 23 649 U1 vorgeschlagen, das Druckluftsystem mittels eines Mikrofons zu überprüfen. Das Druckluftsystem wird hierbei systematisch abgegangen, um Leckagen anhand von Austrittsgeräuschen möglichst zu detektieren. Dieses Verfahren ist nur bei Druckluftsystemen anwendbar und setzt voraus, dass die Austrittsgeräusche nicht durch Komponenten der Maschine abgeschirmt werden.
In der DE 196 52 372 A1 wird eine Leckagedetektion für pneumatische Belastungsvorrichtungen von Streckwerken einer Spinnereimaschine beschrieben. Die Belastungsvorrichtungen werden über eine Druckmittelleitung beaufschlagt, in welcher der Druck auf einen Sollwert geregelt wird. Kleinere Leckagen können durch die Regelvorrichtung noch ausgeglichen werden, in dem über ein Ventil weitere Druckluft in die Druckmittelleitung zugeführt wird. Um diese Leckagen dennoch zu detektieren, werden bestimmte Werte der Regelvorrichtung, beispielsweise die Ventilstellung oder ein Stellsignal für das Ventil, ausgewertet. Dieses Verfahren ist nur dann einsetzbar, wenn der Druck in der Leitung weitgehend konstant ist bzw. der Verbrauch der Aktoren weitgehend konstant ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Detektion von Leckagen vorzuschlagen, welches in unterschiedlichen fluidischen Leitungsnetzen einsetzbar ist. Weiterhin soll eine entsprechende Spinn- oder Spulmaschine vorgeschlagen werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Spinn- oder Spulmaschine mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
Bei einem Verfahren zur Detektion von Leckagen in einem fluidischen, insbesondere pneumatischen, Leitungsnetz einer Spinn- oder Spulmaschine, wobei die Spinn- oder Spulmaschine eine Vielzahl in Längsrichtung der Spinn-oder Spulmaschine nebeneinander angeordneter Arbeitsstellen und eine Mehrzahl fluidischer, insbesondere pneumatischer Verbraucher aufweist, ist dem fluidischen Leitungsnetz wenigstens ein Sensor zugeordnet, welcher einen Druck und/oder einen Durchfluss an wenigstens einer Stelle des fluidischen Leitungsnetzes misst.
Es wird vorgeschlagen, dass zumindest eine erste Teilanzahl aus der Mehrzahl der fluidischen Verbraucher deaktiviert wird und ein erster Messwert des Drucks und/oder des Durchflusses bei der ersten Teilanzahl deaktivierter Verbraucher gemessen wird, dass der erste Messwert mit einem Referenzwert verglichen wird und dass aus der Abweichung des ersten Messwerts von dem Referenzwert ein Leckageverlust in dem Leitungsnetz ermittelt wird.
Es wird weiterhin eine entsprechende Spinn- oder Spulmaschine vorgeschlagen, welche eine Steuereinheit zur Durchführung des Verfahrens aufweist.
Das fluidische Leitungsnetz weist vorzugsweise wenigstens eine Hauptversorgungsleitung und eine Mehrzahl von Abzweigleitungen auf, welche die Hauptversorgungsleitung gegebenenfalls über weitere Verzweigungen mit den fluidischen Verbrauchern verbinden. Aufgrund der Vielzahl von Verzweigungen sowie aufgrund dessen, dass zumindest ein Teil der Abzweigleitungen für bewegliche Verbraucher flexibel ausgeführt werden muss, kann es sehr schnell zu Leckagen kommen.
Mittels des vorgeschlagenen Verfahrens können diese nun sehr schnell entdeckt werden, da im einfachsten Fall, wenn der Referenzwert bereits vorhanden ist, lediglich eine einzige Messung des Drucks oder des Durchflusses erforderlich ist. Es liegt jedoch ebenso im Rahmen der Erfindung, den Referenzwert vor oder nach der Messung des ersten Messwerts des Drucks und/oder des Durchflusses zu ermitteln. In jedem Fall beruht das Verfahren auf einem Vergleich zweier Werte des Drucks oder des Durchflusses, die je nach Ausführung des Verfahrens entweder bei einer unterschiedlichen Konfiguration bzgl. der Anzahl der aktuell aktiven Verbraucher oder auch bei gleicher Konfiguration ermittelt wurden. Besonders vorteilhaft dabei ist es, dass ohnehin vorhandene Sensoren, welche zu anderen Zwecken, insbesondere zu Regelungszwecken verbaut sind, auch für diese Messung verwendet werden können. Zur Leckagedetektion müssen somit keine weiteren Sensoren oder sonstige weitere Komponenten verbaut werden. Vorteilhaft dabei ist es weiterhin, dass dieses Verfahren bzw. die entsprechende Spinn- oder Spulmaschine auch dann eingesetzt werden kann, wenn es im Betrieb der Spinn-oder Spulmaschine zu Druckschwankungen in dem Leitungsnetz kommt. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Mehrzahl der fluidischen Verbraucher im Betrieb der Spinn- oder Spulmaschine zu unterschiedlichen Zeiten aktiv sind.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird der Referenzwert gebildet, indem eine zweite Teilanzahl der Mehrzahl der fluidischen Verbraucher deaktiviert wird und der Druck und/oder der Durchfluss bei der zweiten Teilanzahl deaktivierter Verbraucher gemessen wird. Dieses Verfahren ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Mehrzahl der angeschlossenen Verbraucher nicht vollständig deaktiviert werden kann. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Produktion an den Arbeitsstellen zumindest teilweise aufrechterhalten werden soll. Das Vorhandensein und die Größe der Leckage wird in diesem Fall aus einer Differenzmessung hergeleitet. Wenn beispielsweise bei einer ersten Messung (erster Messwert) 50 aktive Verbraucher 70 Energieeinheiten (Unterdruckeinheiten, Drucklufteinheiten, ...) verbrauchen und bei einer zweiten Messung (Referenzwert) 100 aktive Verbraucher 120 Energieeinheiten, so kann daraus geschlossen werden, dass bei vollständig deaktivierten Verbrauchern (0 aktive Verbraucher) noch immer 20 Energieeinheiten gemessen würden. Diese 20 Energieeinheiten stellen somit die Leckage dar. Dies ist insbesondere vorteilhaft anwendbar, wenn gleichartige fluidische Verbraucher an das Leitungsnetz angeschlossen sind. Die Reihenfolge der Messungen spielt dabei keine Rolle. Vorteilhaft dabei ist es weiterhin, dass die Messungen ggf. auch im laufenden Produktionsbetrieb stattfinden können.
Nach einer zweiten vorteilhaften Ausführung wird der Referenzwert gebildet, indem die Mehrzahl der fluidischen Verbraucher der Spinn- oder Spulmaschine vollständig aktiviert wird und der Druck und/oder der Durchfluss bei vollständig aktivierten Verbrauchern gemessen wird. Anders ausgedrückt werden für die Messung des Referenzwertes alle fluidischen Verbraucher aktiviert. Die Ermittlung der Leckage erfolgt wie oben beschrieben wiederum durch eine Differenzmessung. Beispielsweise verbrauchen bei der ersten Messung (erster Messwert) 50 aktive Verbraucher wiederum 70 Energieeinheiten. Der Referenzwert wird hingegen ermittelt, wenn alle Verbraucher aktiv sind. Beispielsweise verbrauchen 500 aktive Verbraucher 520 Energieeinheiten. Daraus kann wiederum geschlossen werden, dass die Leckage 20 Energieeinheiten beträgt. Vorteilhaft dabei ist es, dass lediglich für die Messung des ersten Messwerts eine bestimmte Konstellation hinsichtlich der aktiven bzw. deaktivierten Verbraucher geschaffen werden muss. Der Referenzwert kann hingegen u.U. auch im laufenden Betrieb ermittelt werden. Die Reihenfolge der Messungen spielt dabei keine Rolle. Der erste Messwert kann somit auch zeitsparend beispielsweise beim Starten der Maschine oder beim Herunterfahren der Maschine erfasst werden.
Nach einer anderen Ausführung des Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn für die Messung des ersten Messwerts die Mehrzahl der fluidischen Verbraucher der Spinn- oder Spulmaschine vollständig deaktiviert wird. Anders ausgedrückt werden für die Messung des ersten Messwerts alle fluidischen Verbraucher deaktiviert. Auch in diesem Fall kann der erste Messwert vorteilhaft beim Starten oder beim Herunterfahren der Maschine erfasst werden. Es kann hierdurch beispielsweise festgestellt werden, ob ein Verbrauch an Energieeinheiten stattfindet, obwohl keine Verbraucher aktiv sind.
Der Referenzwert ist im einfachsten Fall gleich Null, d.h. wenn alle Verbraucher deaktiviert sind, darf gemäß Referenzwert kein Energieverbrauch stattfinden. Der Energieverbrauch kann beispielsweise dadurch erfasst werden, dass trotz vollständig deaktivierter Verbraucher ein Durchfluss gemessen wird oder, im Falle von Druckluft, ein Druckabfall feststellbar ist. Weicht der erste Messwert, der bei vollständig deaktivierten Verbrauchern gemessen wurde, von dem Referenzwert ab, so stellt die Abweichung wiederum die Leckage dar.
Ebenso kann der Referenzwert jedoch auch ein früherer Messwert des Druckes und/oder des Durchflusses bei der ersten Teilanzahl deaktivierter Verbraucher sein. Sofern der erste Messwert bei der vollständig deaktivierten Mehrzahl an Verbrauchern erfasst wird, ist hingegen der Referenzwert ein früherer Messwert des Druckes und/oder des Durchflusses bei der vollständig deaktivierten Mehrzahl an Verbrauchern. Es liegt somit bei der Erfassung des ersten Messwertes hinsichtlich der aktiven Verbraucher dieselbe Konstellation vor wie bei der früheren Ermittlung des Referenzwertes. Weicht der erste Messwert von dem Referenzwert bzw. dem früheren Messwert ab, so kann daraus wiederum auf eine Leckage geschlossen werden. Beispielsweise kann in einem Unterdrucknetz ein gegenüber dem Referenzwert erhöhter Durchfluss auf eine Leckage hindeuten. Ebenso kann ein Druckabfall in einem Druckluftsystem auf eine Leckage hinweisen.
Nach einer Weiterbildung des Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn bei der vollständig deaktivierten Mehrzahl an Verbrauchern ein Teil des fluidischen Leitungsnetzes abgesperrt wird und ein zweiter Messwert des Drucks und/oder des Durchflusses bei der vollständig deaktivierten Mehrzahl an Verbrauchern und bei abgesperrtem Teil des Leitungsnetzes gemessen wird und der zweite Messwert mit dem Referenzwert und/oder dem ersten Messwert verglichen wird. Bei der Spinn- oder Spulmaschine ist hierzu vorteilhafterweise zumindest ein Teil des fluidischen Leitungsnetzes separat absperrbar. Der Ort der Leckage kann hierdurch weiter eingegrenzt werden. Weicht bei abgesperrtem Teil des Leitungsnetzes der zweite Messwert nicht von dem ersten Messwert ab, so kann daraus geschlossen werden, dass die Leckage in dem nicht abgesperrten Teil des Leitungsnetzes liegt. Vorteilhaft dabei ist es, dass auch diese Messung mit nur einem ohnehin vorhandenen Sensor erfolgen kann.
Nach einer anderen Weiterbildung ist es vorteilhaft, wenn dem absperrbaren Teil des fluidischen Leitungsnetzes wenigstens ein weiterer Sensor zugeordnet ist, welcher einen Druck und/oder einen Durchfluss in dem absperrbaren Teil des fluidischen Leitungsnetzes misst und ein Leckageverlust in dem abgesperrten Teil des fluidischen Leitungsnetzes separat ermittelt wird. Bei der Spinn- oder Spulmaschine ist hierzu dem absperrbaren Teil des fluidischen Leitungsnetzes wenigstens ein weiterer Sensor zugeordnet, welcher einen Druck und/oder einen Durchfluss in dem absperrbaren Teil des fluidischen Leitungsnetzes misst. Beispielsweise kann bei einem druckluftführenden Leitungsnetz wiederum aus einem Druckabfall in dem abgesperrten Teil des Leitungsnetzes auf eine Leckage in dem abgesperrten Teil geschlossen werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn ein Grenzwert für eine tolerable Leckage festgelegt wird und bei Überschreiten des Grenzwertes ein Störsignal ausgegeben wird. Da eine gewisse Leckage immer in Kauf genommen werden muss, ist es nicht sinnvoll, bei jeder Leckage sofort eine Reparatur zu veranlassen, zumal auch zumindest einiger der Arbeitsstellen während der Reparatur stillgesetzt werden müssen.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Vorderansicht einer Spinn- oder Spulmaschine nach einer ersten Ausführung,
2 eine schematische Seitenansicht einer Arbeitsstelle einer Spinn- oder Spulmaschine nach einer ersten Ausführung,
3 eine schematische Seitenansicht einer Arbeitsstelle einer Spinn- oder Spulmaschine nach einer zweiten Ausführung,
4 eine schematische Seitenansicht einer Spinn- oder Spulmaschine nach einer zweiten Ausführung, sowie
5 eine schematische Seitenansicht einer Spinn- oder Spulmaschine nach einer dritten Ausführung.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele werden identische oder in ihrer Gestaltung und/oder Wirkweise zumindest vergleichbare Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen. Weiterhin werden diese lediglich bei ihrer erstmaligen Erwähnung detailliert erläutert, während bei den folgenden Ausführungsbeispielen lediglich auf die Unterschiede zu den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen eingegangen wird. Weiterhin sind aus Gründen der Übersichtlichkeit von mehreren identischen Bauteilen bzw. Merkmalen oftmals nur eines oder nur einige wenige beschriftet.
1 zeigt eine Spinn- oder Spulmaschine 1 in einer schematischen Vorderansicht. Die Spinn- oder Spulmaschine 1 weist eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Arbeitsstellen 2 auf, welche mehrere Organe zur Produktion eines Fadens und/oder zur Herstellung von Spulen aufweisen. Die vorliegend gezeigte Spinn- oder Spulmaschine 1 ist als Spinnmaschine ausgeführt, sodass die Arbeitsstellen 2 jeweils eine Zuführvorrichtung 3, eine Spinnvorrichtung 4, eine Abzugsvorrichtung 5 sowie eine Spulvorrichtung 6 aufweisen. Die Spinnmaschine kann beispielsweise als Rotorspinnmaschine ausgebildet sein, sodass die Spinnvorrichtung 4 als Rotorspinnvorrichtung ausgebildet ist und die Zuführvorrichtung 3 eine Speisewalze und eine Auflösewalze beinhaltet. Die Spinnmaschine kann jedoch auch als Luftspinnmaschine ausgebildet sein, sodass die Zuführvorrichtung 3 als Streckwerk ausgebildet ist und die Spinnvorrichtung 4 eine Luftspinndüse ist. Auch eine Ausführung als Ringspinnmaschine mit einem Streckwerk als Zuführvorrichtung 3 und einer Ringspinnvorrichtung mit einer Spindel und einem Spinnring ist möglich.
Alternativ kann die Maschine jedoch auch als Spulmaschine ausgebildet sein, bei welcher als Organe zur Herstellung von Spulen zumindest eine Ablaufspule, eine Abzugsvorrichtung 5 und eine Spulvorrichtung 6 beinhalten.
Im vorliegenden Beispiel beinhaltet weiterhin jede der Arbeitsstellen 2 noch eine Saugdüse 11 sowie eine Speicherdüse 12, welche für einen Fadenansetzvorgang nach einer Unterbrechung der Produktion benötigt werden.
Die vorliegende Spinn- oder Spulmaschine 1 beinhaltet weiterhin ein fluidisches Leitungsnetz 8, das vorliegend als pneumatisches Leitungsnetz bzw. als Unterdrucknetz ausgeführt ist. Das Leitungsnetz 8 beinhaltet einen Unterdruckkanal 9, der durch eine Unterdruckquelle 10 mit Unterdruck beaufschlagt wird und der eine Hauptversorgungsleitung 23 des Leitungsnetzes 8 bildet. Von der Hauptversorgungsleitung 23 aus werden verschiedene vorliegend pneumatische Verbraucher 7 über Abzweigleitungen 21 mit Unterdruck versorgt. In dem Unterdruckkanal 9 ist wenigstens ein Sensor 13 angeordnet, mittels welchem der Unterdruck und/oder der Durchfluss an wenigstens einer Stelle des Unterdruckkanals 9 erfasst werden kann. Mittels des Sensors 13 sowie einer hier nicht dargestellten Regeleinheit kann beispielsweise das Unterdruckniveau in dem Unterdruckkanal 8 derart geregelt werden, dass ein bestimmter Mindestunterdruck nicht unterschritten wird. Die Ausführung mit einem maschinenlangen Unterdruckkanal 8 ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Denkbar ist es ebenfalls, mehrere Unterdruckkanäle 8 vorzusehen die entweder maschinenlang wie dargestellt sein können oder aber sich auch nur über einen Teilbereich der Arbeitsstellen 2 erstrecken können.
Als pneumatische Verbraucher 7 sind vorliegend jeweils die Spinnvorrichtungen 4, die Saugdüsen 11 und die Speicherdüsen 12 dargestellt. Während die Spinnvorrichtungen 4 während des regulären Betriebs eine weitgehend konstante Menge an Unterdruck verbrauchen, benötigen die Saugdüsen 11 sowie die Speicherdüsen 12 lediglich zeitweise und lediglich an einigen Arbeitsstellen 2 gleichzeitig Unterdruck. Der von dem Sensor 13 im regulären Betrieb ständig erfasste Wert des Unterdrucks und/oder des Durchflusses lässt daher keine Rückschlüsse auf etwaige Leckagen zu. Die Ausführung und Anordnung der pneumatischen Verbraucher 7 ist lediglich beispielhaft zu verstehen und kann je nach Ausführung der Spinn- oder Spulmaschine 1 auch anders ausgeführt sein.
Um dennoch Leckagen detektieren zu können, werden daher gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren an wenigstens einem Teil der Arbeitsstellen 2, gegebenenfalls aber auch an allen Arbeitsstellen 2, die Verbraucher 7 deaktiviert und es wird mittels des Sensors 13 ein erster Messwert 18 des Drucks und/oder des Durchflusses in dem Unterdruckkanal 9 erfasst. Dieser erste Messwert 18 wird sodann einer Steuereinheit 16 zugeführt, wo er mit einem Referenzwert 19 verglichen wird. Aus der Abweichung des ersten Messwertes 18 von dem Referenzwert 19 kann sodann auf eine Leckage in dem Leitungsnetz 8 geschlossen werden. Der Messwert 18 und/oder die Abweichung sowie ggf. auch der Referenzwert 19 können dabei auch auf einer der Steuereinheit 16 zugeordneten Anzeigevorrichtung 17 angezeigt werden.
Um die pneumatischen Verbraucher 7 zu deaktivieren, können diese mittels eines oder mehrerer Absperrelemente 14 abgesperrt werden, wie den 2 und 3 entnehmbar. Neben den bereits genannten Organen und pneumatischen Verbrauchern 7 ist vorliegend weiterhin noch eine zusätzliche Steuereinheit 16 der Arbeitsstelle 2 erkennbar.
2 zeigt eine Arbeitsstelle 2 einer Spinnmaschine mit einem Streckwerk als Zuführvorrichtung 3. Im Gegensatz zur Darstellung der 1 ist auch das Streckwerk mittels einer Abzweigleitung 21 an den Unterdruckkanal 9 angeschlossen. Jeder der pneumatischen Verbraucher 7, namentlich das Streckwerk, die Spinnvorrichtung 4, die Saugdüse 11 sowie die Speicherdüse 12, ist vorliegend mittels eines eigenen Absperrelements 14 deaktivierbar. Denkbar ist es natürlich aber auch, zwei oder mehr der Verbraucher 7 mittels eines gemeinsamen Absperrelements 14 abzusperren.
3 zeigt hingegen eine Arbeitsstelle einer Spinnmaschine, bei welcher die Zuführvorrichtung 3 keinen Unterdruck benötigt, so das lediglich die Spinnvorrichtung 4, die Saugdüse 11 sowie die Speicherdüse 12 an den Unterdruckkanal 9 bzw. die Hauptversorgungsleitung 23 angeschlossen sind.
In den Beispielen der 1 - 3 sind alle Verbraucher 7 deaktivierbar. Der Sensor 13 ist beispielsweise als Durchflusssensor ausgebildet. Sind nun für die Messung des ersten Messwertes 18 alle Verbraucher 7 vollständig deaktiviert und wird dennoch von dem Sensor 13 ein nennenswerter Durchfluss registriert, so kann daraus geschlossen werden, dass innerhalb des Leitungsnetzes 8 eine Leckage vorliegt.
Da im Falle eines Unterdrucknetzes als Leitungsnetz 8 immer ein gewisser Durchfluss erforderlich ist, um ein Mindestunterdruckniveau in dem Unterdruckkanal 9 aufrechtzuerhalten, wird in diesem Fall als Referenzwert 19 vorzugsweise ein früherer Messwert 18 des Durchflusses herangezogen, der ebenfalls bei vollständig deaktivierten Verbrauchern 7 ermittelt worden ist. Liegt ein gegenüber dem Referenzwert 19 erhöhter Durchfluss vor, so kann daraus auf eine Leckage geschlossen werden.
Mit Bezug auf die 1 - 3 können jedoch auch noch weitere Verbraucher 7 vorhanden sein, welche beispielsweise zentrale Funktionen an der Spinn- oder Spulmaschinen übernehmen. Auch diese können mittels Absperrelementen 14 deaktivierbar sein, so dass die Leckagedetektion wie oben beschrieben erfolgen kann.
Sind die weiteren Verbraucher 7 hingegen nicht die aktivierbar, so wird in diesem Fall als Referenzwert 19 ein früherer Messwert 18 des Durchflusses herangezogen, der ebenfalls bei den nicht aktivierten weiteren Verbrauchern 7 ermittelt wurde.
4 zeigt eine andere Ausführung einer Spinn- oder Spulmaschine 1, bei welcher das Leitungsnetz 8 als Druckluftnetz ausgebildet ist. Als pneumatische Verbraucher 7 sind vorliegend an jeder Arbeitsstelle die Zuführvorrichtung 3, die Spinnvorrichtung 4, sowie eine Belastungseinrichtunng24 der Spulvorrichtung 6 dargestellt. Die Verbraucher 7 werden im vorliegenden Beispiel über zwei Hauptversorgungsleitungen 23 jeweils über Abzweigleitungen 21 mit Druckluft versorgt. Die Verbraucher 7 sind in an sich bekannter Weise über ihre Betätigungsventile (nicht dargestellt) einzeln oder in Gruppen absperrbar und somit deaktivierbar. Im vorliegenden Beispiel ist weiterhin jede der Hauptversorgungsleitungen 23 separat mittels jeweils eines Absperrelements 14 absperrbar. Die Hauptversorgungsleitungen 23 werden aus einer gemeinsamen Druckluftquelle 22 gespeist und ihnen ist ein gemeinsamer Sensor 13 zugeordnet.
Der Sensor 13 ist beispielsweise als Durchflusssensor ausgebildet. Um den ersten Messwert 18 zu messen, können nun mittels der hier nicht dargestellten Betätigungsventile alle Verbraucher 7 deaktiviert werden und der erste Messwert 18 an die Steuereinheit 16 gemeldet werden. Da alle Verbraucher 7 deaktiviert sind, sollte der Sensor 13 keinen Durchfluss registrieren. Der Referenzwert 19 ist somit in diesem Fall Null.
Alternativ könnte der Sensor 13 auch als Drucksensor ausgebildet sein. Für die Detektion von Leckagen werden wiederum mittels der hier nicht dargestellten Betätigungsventile alle Verbraucher 7 deaktiviert. Es wird sodann zunächst der Referenzwert 19 des Druckes in dem Leitungsnetz 8 bei vollständig deaktivierten Verbrauchern 7 ermittelt und der Steuereinheit 16 zugeleitet. Sodann wird nach einer bestimmten Zeitspanne, beispielsweise 1 Minute, erneut der Druck in dem Leitungsnetz 8 durch den Sensor 23 erfasst und als erster Messwert 18 an die Steuereinheit 16 gemeldet. Ist der erste Messwert 18 gegenüber dem Referenzwert 19 verringert, so gibt dies wiederum Hinweis auf eine oder mehrere Leckagen.
Zur weiteren Eingrenzung des Leckageorts wird nun zunächst eine der beiden Hauptversorgungsleitungen 23, beispielsweise die obere, mittels des ihr zugeordneten Absperrelements 14 abgesperrt. Mittels des Sensors 13 wird ein zweiter Messwert 20 des Drucks in dem Leitungsnetz 8 erfasst und ebenfalls an die Steuereinheit 16 gemeldet, wo er mit dem ersten Messwert 18 verglichen wird. Weicht der zweite Messwert 20 von dem ersten Messwert 18 nicht oder nur geringfügig ab, so deutet dies darauf hin, dass sich das Leck in dem abgesperrten Teil des Leitungsnetzes 8, vorliegend in dem oberen Teil des Leitungsnetzes 8, befindet. Ist hingegen der zweite Messwert 20 gegenüber dem ersten Messwert 18 verringert, so deutet dies auf ein Leck in dem unteren, nicht abgesperrten Teil des Leitungsnetzes 8 hin.
In analoger Weise kann die Erfassung des zweiten Messwerts 20 natürlich auch erfolgen, wenn die untere Hauptversorgungsleitung 23 abgesperrt wird. Ist dabei der zweite Messwert 20 gegenüber dem ersten Messwert 18 verringert, so deutet dies auf ein Leck in dem oberen, nicht abgesperrten Teil des Leitungsnetzes 8 hin. Im vorliegenden Beispiel ist weiterhin der im Bild rechts gezeigte Teil der oberen Hauptversorgungsleitung separat mittels eines weiteren Absperrelements 14 absperrbar. Es ist somit möglich, nach dem Absperren des rechten Teiles der Hauptversorgungsleitungen 23 erneut einen Messwert zu erfassen und diesen weiteren Messwert mit dem zweiten Messwert 20 zu vergleichen. Ist dieser weitere Messwert gegenüber dem zweiten Messwert 20 verringert, so deutet dies wiederum auf eine Leckage im Bild links gezeigten Teil der oberen Haupt Versorgungsleitung 23 hin.
Es versteht sich, dass auch diese Darstellung lediglich beispielhaft ist und je nach Ausführung der Spinn-oder Spulmaschine 1 andere pneumatische Verbraucher 7 an den Arbeitsstellen 2 und/oder für zentrale Funktionen der Spinn- oder Spulmaschine 1 vorgesehen sein können. Ebenso kann auch das Leitungsnetz 8 ein anderer Weise bezüglich der Hauptversorgungsleitungen 23 und der Abzweigleitungen 21 ausgeführt sein.
Es ist mit dem beschriebenen Verfahren möglich, mittels eines einzigen Sensors 13 auch verschiedene Teile des Leitungsnetzes separat zu überprüfen. Je nach Ausführung der Spinn- oder Spulmaschine 1 ist es natürlich aber auch denkbar, einzelne Teile des Leitungsnetzes 8 jeweils mit weiteren Sensoren 23 auszustatten, sodass die einzelnen Teile des Leitungsnetzes 8 jeweils separat überprüfbar sind, wie im Folgenden beschrieben.
5 zeigt eine andere Ausführung des Verfahrens, bei welcher nicht alle Verbraucher 7 deaktiviert werden. Dabei wird in einer Hauptversorgungsleitung 23 wiederum mittels eines Sensors 13 (links in der Zeichnung) der Druck in dem Leitungsnetz 8, welches vorliegend ebenfalls als Druckluftnetz ausgebildet ist, als erster Messwert 18 gemessen. Wird dabei durch Vergleich mit dem Referenzwert 19 wiederum ein unzulässig hoher Druckabfall festgestellt, so kann der Leckageort mittels weiterer Sensoren 13 sowie Absperrelementen 14 weiter eingegrenzt werden. Vorliegend werden beispielsweise die Belastungseinrichtungen 24 der Spulvorrichtungen 6 jeweils sektionsweise mit Unterdruck über mehrere Abzweigleitungen 21 versorgt. Dabei ist mittels eines Absperrelements 14 die Abzweigleitung 21 jeder Sektion einzeln absperrbar. Weiterhin ist jeder Abzweigleitung 21 ein weiterer Sensor 13 zugeordnet. Nach dem Absperren einer Abzweigleitung 21 kann somit mittels des ihr zugeordneten Sensors 13 wiederum überprüft werden, ob der Druckabfall in dem nun abgesperrten Leitungsnetzteil stattfindet. Diese ist vorliegend beispielhaft für die in der Zeichnung rechts angeordnete Gruppe von Arbeitsstellen 2 dargestellt, der die oberste Abzweigleitung 21 zugeordnet ist. Der von dem weiteren Sensor 13 in der obersten Abzweigleitung 21 nach dem absperren erfassten Messwerte des Drucks wird dabei als weiterer Messwert 15 ebenfalls der Steuereinheit 16 zugeführt und vorzugsweise mit dem ersten Messwert 18 verglichen. Wird dabei eine Differenz zwischen dem weiteren Messwert 15 und dem ersten Messwert 18 festgestellt, so deutet dies auf eine Leckage in dem abgesperrten Leitungsnetzteil, hier der obersten Abzweigleitung 21, hin. Wird hingegen keine nennenswerte Differenz festgestellt, so können nun nacheinander auf dieselbe Weise auch die weiteren, jeweils einzeln absperrbaren Leitungsnetzteile, hier die weiteren Abzweigleitungen 21, überprüft werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise wurde in den Ausführungsbeispielen lediglich auf pneumatische Leitungsnetze 8, welche unter Druckleitungen oder Druckluftleitungen beinhalten, eingegangen. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, das Verfahren auch in anderen Leitungsnetzen 8 bzw. mit anderen Fluiden, beispielsweise in wasserführenden Druckrohrleitungen oder auch in Kühlwasserkreisläufen, einzusetzen. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine beliebige Kombination der beschriebenen Merkmale, auch wenn sie in unterschiedlichen Teilen der Beschreibung bzw. den Ansprüchen oder in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind, vorausgesetzt, dass kein Widerspruch zur Lehre der unabhängigen Ansprüche entsteht.
Bezugszeichenliste

1: Spinn- oder Spulmaschine
2: Arbeitsstelle
3: Zuführvorrichtung
4: Spinnvorrichtung
5: Abzugsvorrichtung
6: Spulvorrichtung
7: Verbraucher
8: Leitungsnetz
9: Unterdruckkanal
10: Unterdruckquelle
11: Saugdüse
12: Speicherdüse
13: Sensor
14: Absperrelement
15: weiterer Messwert
16: Steuereinheit
17: Anzeigevorrichtung
18: erster Messwert
19: Referenzwert
20: zweiter Messwert
21: Abzweigleitung
22: Druckluftquelle
23: Hauptversorgungsleitung
24: Belastungseinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 29823649 U1 [0003]
DE 19652372 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Detektion von Leckagen in einem fluidischen, insbesondere pneumatischen, Leitungsnetz (8) einer Spinn- oder Spulmaschine (1), wobei die Spinn- oder Spulmaschine (1) eine Vielzahl in Längsrichtung der Spinn- oder Spulmaschine (1) nebeneinander angeordneter Arbeitsstellen (2) und eine Mehrzahl fluidischer, insbesondere pneumatischer Verbraucher (7) aufweist und wobei dem fluidischen Leitungsnetz (8) wenigstens ein Sensor (13) zugeordnet ist, welcher einen Druck und/oder einen Durchfluss an wenigstens einer Stelle des fluidischen Leitungsnetzes (8) misst, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erste Teilanzahl aus der Mehrzahl der fluidischen Verbraucher (7) deaktiviert wird und ein erster Messwert des Drucks und/oder des Durchflusses bei der ersten Teilanzahl deaktivierter Verbraucher (7) gemessen wird, dass der erste Messwert (18) mit einem Referenzwert (19) verglichen wird und dass aus der Abweichung des ersten Messwerts (18) von dem Referenzwert (19) ein Leckageverlust in dem Leitungsnetz (8) ermittelt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (19) gebildet wird, indem eine zweite Teilanzahl der Mehrzahl der fluidischen Verbraucher (7) deaktiviert wird und der Druck und/oder der Durchfluss bei der zweiten Teilanzahl deaktivierter Verbraucher (7) gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (19) gebildet wird, indem die Mehrzahl der fluidischen Verbraucher (7) der Spinn- oder Spulmaschine (1) vollständig aktiviert wird und der Druck und/oder der Durchfluss bei vollständig aktivierten Verbrauchern gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Messung des ersten Messwerts (18) die Mehrzahl der fluidischen Verbraucher (7) der Spinn- oder Spulmaschine (1) vollständig deaktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (19) Null ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (19) ein früherer Messwert (18) des Druckes und/oder des Durchflusses bei der ersten Teilanzahl deaktivierter Verbraucher ist, vorzugsweise bei der vollständig deaktivierten Mehrzahl an Verbrauchern ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der vollständig deaktivierten Mehrzahl an Verbrauchern ein Teil des fluidischen Leitungsnetzes (8) abgesperrt wird und ein zweiter Messwert (20) des Drucks und/oder des Durchflusses bei der vollständig deaktivierten Mehrzahl an Verbrauchern und bei abgesperrtem Teil des Leitungsnetzes (8) gemessen wird und der zweite Messwert (20) mit dem Referenzwert (19) und/oder dem ersten Messwert (18) verglichen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des fluidischen Leitungsnetzes (8) abgesperrt wird, wobei dem abgesperrten Teil des pneumatischen Leitungsnetzes (8) wenigstens ein weiterer Sensor (13) zugeordnet ist, welcher einen Druck und/oder einen Durchfluss in dem abgesperrten Teil des fluidischen Leitungsnetzes (8) misst, und ein Leckageverlust in dem abgesperrten Teil des fluidischen Leitungsnetzes (8) separat ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grenzwert für eine tolerable Leckage festgelegt wird und bei Überschreiten des Grenzwertes ein Störsignal ausgegeben wird.
Spinn- oder Spulmaschine (1) mit einer Vielzahl in Längsrichtung der Spinn- oder Spulmaschine (1) nebeneinander angeordneter Arbeitsstellen (2), mit einer Mehrzahl fluidischen Verbraucher (7), mit einem fluidischen, insbesondere pneumatischen, Leitungsnetz (8) zur Versorgung der fluidischen, insbesondere pneumatischen, Verbraucher (7), wobei dem fluidischen Leitungsnetz (8) wenigstens ein Sensor (13) zugeordnet ist, welcher einen Druck und/oder einen Durchfluss an wenigstens einer Stelle des fluidischen Leitungsnetzes (8) misst, und mit einer Steuereinheit (16) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Spinn- oder Spulmaschine (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des fluidischen Leitungsnetzes (8) separat absperrbar ist.
Spinn- oder Spulmaschine (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem absperrbaren Teil des fluidischen Leitungsnetzes (8) wenigstens ein weiterer Sensor (13) zugeordnet ist, welcher einen Druck und/oder einen Durchfluss in dem absperrbaren Teil des fluidischen Leitungsnetzes (8) misst.