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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einem Streckwerk einer Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere Strecke, Karde, Kämmmaschine, ein Verfahren zum vorbeugenden Erkennen eines Maschinenstillstands in einem Streckwerk einer Spinnereivorbereitungsmaschine sowie ein Verfahren zum Umrüsten eines Streckwerks einer Spinnereivorbereitungsmaschine, im Einzelnen gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
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In einem Streckwerk einer Spinnereivorbereitungsmaschine werden jeweils zwischen dem Spalt, der sich zwischen einem Walzenpaar aus Streckwerkswalzen (je eine Ober- und Unterwalze) bildet, mehrere zugeführte Faserbänder hindurchgeführt und zu einem einzigen Faserband verstreckt. Dieses Faserband kann dann im weiteren Verlauf zu einem Garn gesponnen werden.
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Im Betrieb des Streckwerks kann es oftmals zu Aufwicklungen von Fasermaterial - zur sogenannten Wickelbildung - am Außenumfang der Oberwalze kommen, indem sich Fasern aus den Faserbändern um die Oberwalze wickeln. Diese Ansammlungen würden, wenn sie nicht erkannt würden, zu einer massiven Aufwicklung führen und den Betrieb des Streckwerks stören. In einem solchen Fall muss das Streckwerk stillgesetzt werden und die Aufwicklung entfernt werden. Aus diesem Grund wurden in der Vergangenheit entsprechende Überwachungseinrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins von Wickeln entwickelt. So gibt es taktile Überwachungseinrichtung, die bereits einen entstandenen, also vorhandenen Wickel detektieren.
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Bei einer solchen bekannten taktilen Überwachungseinrichtung (
EP 1 428 914 A ) ist an den beiden axialen Enden der Welle der Oberwalze eine Kolbenstange angebracht. Verschiebbar auf der Kolbenstange und koaxial zu einem Kolben reibungsbehaftet ist eine Schaltscheibe angebracht, die mit einem Schalter zur Feststellung der Position des Kolbens zusammenwirkt. Die Schaltscheibe ist zumindest teilweise permanentmagnetisch, um mit einem Induktivsensor als Schalter zur Feststellung der Position des Kolbens zusammenzuwirken. Wenn sich nun ein Wickel aus Fasermaterial um die Oberwalze bildet, so wird die schwimmend gelagerte Oberwalze in Richtung Druckmittelzylinder an einem axialen Ende der Welle der Streckwalze gedrückt. Die die Oberwalze kontaktierende Druckstange des Druckmittelzylinders bewegt sich infolge dessen in Richtung der eingefahrenen Endlage. Beim Einfahren der Druckstange schaltet die hieran reibungsbehaftet angebrachte Schaltscheibe den Schalter durch und das Streckwerk wird abgeschaltet. Nun ist das Streckwerk manuell zu öffnen und der Wickel zu entfernen. Anschließend ist das Streckwerk durch Schließen des Belastungsarmes wieder in die Betriebsposition zu bringen.
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Da diese taktile Wickelüberwachung an beiden axialen Enden der Welle der Oberwalze verbaut ist, kommt es aufgrund von Fertigungstoleranzen öfter dazu, dass beide Seiten zu unterschiedlichen Zeitpunkten „auslösen“. Der größte Nachteil einer derartigen taktilen Überwachung ist jedoch, dass die Vorrichtung erst dann reagiert, wenn die Schaltscheibe bis auf 0,8 mm an den Näherungsschalter herangekommen ist, inklusive der Kurve, die zum Abschalten der Strecke benötigt wird. Es muss sich also bereits ein vergleichsweise großer Wickel auf der Oberwalze gebildet haben. Dies führt also bereits zu massiven Aufwicklungen von Fasermaterial, bevor die Überwachungsvorrichtung auslöst. Diese Ansammlungen müssen dann auch zeitaufwändig von der einzelnen Oberwalze entfernt werden. Geschieht dies mit einem Messer, kann der Maschinenbediener bei unsachgemäßer Entfernung so auch Kerben in den Walzenbezug schneiden, sodass die eingekerbte Oberwalze nun noch mehr zur Wickelbildung neigt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft die eingangs genannten Gegenstände.
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Ausgehend hiervon besteht daher die Aufgabe, ein Streckwerk einer Spinnereivorbereitungsmaschine anzugeben sowie ein Verfahren zum vorbeugenden Erkennen eines Maschinenstillstands in einem solchen Streckwerk, welche gegenüber dem Stand der Technik verbessert sind. Insbesondere sollen Wickelbildungen an Streckwerkswalzen eines solchen Streckwerks frühzeitig erkannt werden, noch bevor sie zu einer größeren Ansammlung von Fasermaterial an der Streckwerkswalze führen.
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Die Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Streckwerk, ein Verfahren zum vorbeugenden Erkennen eines Maschinenstillstands und ein Verfahren zum Umrüsten eines Streckwerks gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Gegenstände stellen besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.
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Ein erfindungsgemäßes Streckwerk einer Spinnereivorbereitungsmaschine umfasst eine Mehrzahl von Streckwerkswalzen, wobei dem Streckwerk eine optische Überwachungseinrichtung zur Erkennung der Bildung von Wickeln mittels Bildverarbeitung zugeordnet ist, wobei die optische Überwachungseinrichtung derart eingerichtet ist, dass sie alle Streckwerkswalzen zugleich überwacht.
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Gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten taktilen Überwachungseinrichtungen, die erst dann auslösen, wenn sich bereits eine vergleichsweise große Menge an Fasermaterial um die Streckwalze gewickelt hat, kann mittels der erfindungsgemäßen Bildverarbeitung bereits das Anfangsstadium der Wickelbildung erkannt werden. So kann sich in dem Frühstadium der Wickelbildung weniger Fasermaterial auch weniger fest um die Streckwalze wickeln. Es ergibt sich also durch den Einsatz der optischen Überwachungseinrichtung der Bonuseffekt, dass sich das zu wickeln begonnene Fasermaterial einfacher und schonender von der Streckwerkswalze entfernt lässt, ohne dass der Walzenbezug der Streckwerkswalze Schaden nimmt. Somit kann die Wickelbildung nicht nur früher, sondern vor allem auch berührungslos erfasst werden. Dadurch entfällt auch eine komplexe und anfällige Mechanik, wie sie bei den taktilen Überwachungseinrichtungen aus dem Stand der Technik bekannt ist.
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Wenn gemäß der Erfindung davon die Rede ist, dass etwas „gleichzeitig“ oder „zugleich“ überwacht wird, dann ist damit gemeint, dass etwas zur gleichen Zeit, also im selben Augenblick überwacht wird. Erfolgt eine Bildverarbeitung der Aufnahme aller Streckwerkswalzen zugleich, ist damit gemeint also, dass die Aufnahmen (Videobilder) der voneinander örtlich getrennten Streckwerkswalzen denselben Zeitstempel oder dieselbe Zeitachse aufweisen. Man könnte auch sagen, dass eine einzige Aufnahme alle Streckwerkswalzen auf einmal abbildet. Dazu kann eine Kamera derart eingerichtet sein, z.B. durch eine entsprechende Optik, dass sie alle Streckwerkswalzen, bevorzugt nur die Oberwalzen oder nur die Unterwalzen auf einmal, also in einer gemeinsamen Aufnahme erfasst, sodass die genannten Streckwerkswalzen gleichzeitig mittels einer einzigen Kamera erfasst werden. So werden auch die Investitionskosten für eine solche optische Überwachungseinrichtung deutlich reduziert.
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Deshalb werden bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum vorbeugenden Erkennen eines Maschinenstillstands in einem Streckwerk einer Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere durch Erkennen der Bildung eines Wickels, alle Streckwerkswalzen des Streckwerks zugleich mittels Bildverarbeitung überwacht.
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Zur frühzeitigen Erfassung des Anfangsstadiums der Wickelbildung und beim erfindungsgemäßen Verfahren zum vorbeugenden Erkennen eines Maschinenstillstands kann die optische Überwachungseinrichtung als Kamera, beispielsweise als Industriekamera ausgebildet sein, wobei bevorzugt die Kamera eine Hochgeschwindigkeitskamera mit Bildraten von etwa 400 bis 1000 Bildern pro Sekunde ist. Derartige Kamerasysteme, die aus einem Sensor mit einer dazugehörigen Optik bestehen können, sind auf dem Markt vergleichsweise kostengünstig erhältlich. Nimmt man beispielsweise eine Kamera mit 480 Bildern pro Sekunde, würde die Oberwalze der Unterwalze 3 Mal pro Sekunde optisch überprüft (rechnerisch dreht sich die Oberwalze z.B. mit 9585 Umdrehungen pro Minute).
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Der optischen Überwachungseinrichtung kann zur Bildverarbeitung eine Auswerteeinrichtung, wie ein herkömmlicher Computer zugeordnet sein. Mittels der Auswerteeinrichtung kann dann ein entsprechendes Signal (z.B. optisch oder akustisch) an den Maschinenbediener oder für das automatische Stillsetzen des Streckwerks ausgegeben werden. Damit kann die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung vergleichsweise einfach und kostengünstig in das Streckwerk integriert und auch nachgerüstet werden.
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Bevorzugt sind die Streckwerkswalzen als Ober- oder Unterwalzen ausgebildet und bevorzugt weist der Walzenbezug der Streckwerkswalzen eine Farbe auf, die einen Kontrast zu der Farbe des mit dem Streckwerk zu verstreckenden Fasermaterials hat. Werden z.B. schwarze Walzenbezüge verwendet, um damit weißes Fasermaterial zu verstrecken, so ergibt sich ein besonders guter Kontrast, den die optische Überwachungseinrichtung aufnimmt und der bei der Bildverarbeitung bereits kleinste Ansammlungen von Fasermaterial auf der Oberwalze optisch detektiert.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum vorbeugenden Erkennen eines Maschinenstillstands kann die Überwachung derjenigen Streckwerkswalzen erfolgen, die als Ober- oder Unterwalzen ausgebildet sind. Dabei kann im Falle der Erkennung einer Bildung eines Wickels an wenigstens einer der überwachten Streckwerkswalzen ein bevorzugt akustisches oder optisches Signal ausgelöst wird, um einen Bediener des Streckwerks auf die Bildung des Wickels aufmerksam zu machen. Im Falle der Erkennung einer Bildung eines Wickels an wenigstens einer der überwachten Streckwerkswalzen kann aber auch (automatisch) ein Signal ausgelöst werden, um das Streckwerk in den Stillstand zu versetzen. So kann sofort nach Erkennung der Bildung eines entsprechenden Wickels die Maschine entweder manuell durch den Maschinenbediener oder automatisch stillgesetzt werden, um ein weiteres Aufwickeln von Fasermaterial zu verhindern.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Umrüsten eines Streckwerks einer Spinnereivorbereitungsmaschine, umfassend eine Mehrzahl von Streckwerkswalzen sowie wenigstens eine taktile Überwachungseinrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins von Wickeln an einer solchen Streckwerkswalze, umfassend die folgenden Schritte:
- a) dem Streckwerk wird eine optische Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Bildung von Wickeln an Fasermaterial mittels Bildverarbeitung zugeordnet, wobei die Überwachungseinrichtung derart eingerichtet ist, dass alle Streckwerkswalzen zugleich überwacht werden;
- b) die wenigstens eine taktile Überwachungseinrichtung wird stillgelegt.
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Damit kann eine erfindungsgemäße optische Überwachungseinrichtung wenigstens eine bestehende taktile Überwachungseinrichtung ersetzen und übernimmt nach dem Einbau in das Streckwerk deren Funktion. Zudem ergeben sich durch die Umrüstung die eingangs genannten erfinderischen Vorteile. Auch können neben den Ober- und Unterwalzen noch die Abzugswalzen, die ebenfalls zu den Streckwerkswalzen zählen, mit der optischen Überwachungseinrichtung gleichzeitig überwacht werden, sodass hier ein entsprechend eingesetzter optischen Sensor eingespart werden könnte.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Figur näher dargestellt.
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Es zeigt:
- 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Vorkonditionierers.
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1 zeigt in einer stark schematischen und daher unmaßstäblichen Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Streckwerk S. Das Streckwerk S kann Teil einer Strecke sein. Es ist als 4-über-3-Streckwerk konzipiert, d. h. es besteht aus drei Unterwalzen I, II, III (I Ausgangs-Unterwalze, II Mittel-Unterwalze, III Eingangs-Unterwalze) und vier Oberwalzen 1, 2, 3, 4. Einander jeweils gegenüberliegende Walzenpaare aus Oberwalzen 1, 2, 3, 4 und Unterwalzen I, II, III bilden miteinander einen Spalt aus, durch welchen dem Streckwerk mehrere zugeführte Faserbänder hindurchgeführt und zu einem einzigen Faserband 5 verstreckt werden. Im Streckwerk S erfolgt also der Verzug des Faserbandes 5, welches sich aus dem Vorverzug und dem Hauptverzug zusammensetzt.
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Die Walzenpaare 4/III und 3/II bilden im vorliegenden Fall das Vorverzugsfeld, und die Walzenpaare 3/II und 1 und 2/I bilden das Hauptverzugsfeld. Die Ausgangs-Unterwalze I wird vom (nicht dargestellten) Hauptmotor angetrieben und bestimmt damit die Liefergeschwindigkeit. Die Eingangs- und Mittel-Unterwalze III bzw. II werden über einen (nicht dargestellten) Regelmotor angetrieben. Die Oberwalzen 1 bis 4 werden durch Druckelemente 91 bis 94 (Belastungseinrichtung) in um Drehlager schwenkbaren Druckarmen (nicht dargestellt) gegen die Unterwalzen I, II, III gedrückt und erhalten über Reibschluss so ihren Antrieb. Die Drehrichtung der Streckwerkswalzen I, II, III sowie 1, 2, 3, 4 ist durch gebogene Pfeile gekennzeichnet.
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Das Faserband 5, das aus mehreren Faserbändern besteht, läuft in Richtung A in das Streckwerk S ein. Die Unterwalzen I, II, III sind in Stanzen (nicht dargestellt) gelagert, die am Maschinenrahmen 15 angeordnet sind. Mit 29 ist eine Druckluftquelle bezeichnet, die an die Leitung 28 angeschlossen ist und aus der wiederum die Leitungen 28a, 28b, 28c und 28d abzweigen, um Druckluft an die Druckelemente 91 bis 94 zu deren Beaufschlagung heranzubringen.
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Dem Streckwerk S ist eine optische Überwachungseinrichtung 6 zugeordnet, die als Kamera, wie beispielsweise als Industriekamera ausgebildet sein kann. Sie dient der erfindungsgemäßen frühzeitigen Erkennung von sich auf den Streckwalzen bildenden Wickeln aus Fasermaterial. Dazu ist die optische Überwachungseinrichtung 6 derart eingerichtet, z.B. durch entsprechende vorgeschaltete Optiken, dass sie hier zumindest alle der vier dargestellten Oberwalzen 1 bis 4 optisch überwacht. Dieses Sichtfenster der optischen Überwachungseinrichtung 6 ist durch die strichpunktierten Linien dargestellt. So kann die optische Überwachungseinrichtung 6 anstelle einer nicht gezeigten taktilen Überwachungseinrichtung in das Streckwerk 6 die Arbeit der frühzeitigen Detektion von Wickelbildungen übernehmen.
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Für eine Umrüstung eines bestehenden Streckwerks, das ausschließlich taktile Überwachungseinrichtungen umfasst, wird die optische Überwachungseinrichtung 6 nachträglich in das Innere des Streckwerks eingebracht. Dies geschieht wiederum so, dass die optische Überwachungseinrichtung 6 alle gewünschten Streckwerkswalzen 1 bis 4 oder I bis III auf einmal, also gleichzeitig überwachen kann. Die taktilen Überwachungseinrichtungen können dann stillgelegt werden, das heißt, sie werden durch die einzige optische Überwachungseinrichtung 6 ersetzt. Die Blickrichtung der optischen Überwachungseinrichtung 6 kann mit oder gegen die Fasertransportrichtung angeordnet sein. Sie kann bei entsprechender Optik (Weitwinkel bzw. Größe des Erfassungsbereiches) auch oberhalb der Walzen orthogonal zur Fasertransportrichtung angeordnet sein.
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Die optische Überwachungseinrichtung 6 ist vorliegend an eine Auswerteinrichtung 7, wie einen Computer, zur Bildverarbeitung über eine gestichelt angedeutete Leitung angeschlossen. Mittels der Auswerteinrichtung 7 können die mit der optische Überwachungseinrichtung 6 erfassten Bilder nun ausgewertet werden. Wird eine Bildung eines Wickels an wenigstens einer der überwachten Streckwerkswalzen erkannt, so kann ein Signal ausgelöst werden, um das Streckwerk S manuell oder automatisch in den Stillstand zu versetzen.
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Mittels der Erfindung kann somit die Wickelbildungen an Streckwerkswalzen eines solchen Streckwerks frühzeitig erkannt werden, noch bevor sie zu einer größeren Ansammlung von Fasermaterial an der Streckwerkswalze führt. Die optische Überwachungseinrichtung 6 hat somit eine erheblich geringere Trägheit der Erfassung von Wickel als es die bekannten taktilen Überwachungseinrichtungen haben.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 2, 3, 4
- Oberwalzen
- 5
- Faserverband
- 6
- optische Überwachungseinrichtung
- 7
- Auswerteinrichtung
- 91, 92, 93, 94
- Druckelemente
- 15
- Maschinenrahmen
- 28
- Leitung
- 28a, 28b, 28c, 28d
- Leitung
- 29
- Druckluftquelle
- I, II, III
- Unterwalzen
- A
- Richtung Faserverband
- S
- Streckwerk
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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