DE19830394A1

DE19830394A1 - Saugluftanlage einer Textilmaschine

Info

Publication number: DE19830394A1
Application number: DE19830394A
Authority: DE
Inventors: Stephan Weuthen; Karl Kamps; Gerd Jansen
Original assignee: W Schlafhorst AG and Co
Current assignee: SAURER GMBH & CO. KG, 41069 MOENCHENGLADBACH, DE
Priority date: 1998-07-08
Filing date: 1998-07-08
Publication date: 2000-01-13
Also published as: EP0971058A1; CN1240843A; CN1210450C; JP2000064134A; EP0971058B1; DE59904205D1; US6317645B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Saugluftanlage einer Textilmaschine, insbesondere einer Rotorspinnmaschine, mit wenigstens einem Saugluftkanal und mit wenigstens einem Funkensensor zur Detektion eines Funkenfluges innerhalb einer Meßstrecke der Saugluftanlage, der eine Meßeinrichtung umfaßt, deren Sensierbereich zumindest teilweise die Meßstrecke überschneidet, und die wenigstens einen Empfänger elektromagnetischer Wellen aufweist, der bei Eintritt eines Funkens in den Sensierbereich ein Ausgangssignal generiert, und einer Ansteuer- und Auswerteschaltung für den Funkensensor. DOLLAR A Es ist vorgesehen, daß dem optischen Empfänger (28) wenigstens eine Quelle (40) zum Generieren elektromagnetischer Wellen zugeordnet ist, und die wenigstens eine Quelle (40) derart ansteuerbar ist, daß ein gezieltes Auslösen des Funkensensors (22) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Saugluftanlage einer Tex tilmaschine, insbesondere einer Rotorspinnmaschine, mit wenigstens einem Saugluftkanal und mit wenigstens einem Funkensensor zur Detektion eines Funkenfluges innerhalb einer Meßstrecke der Saugluftanlage, der eine Meßeinrichtung umfaßt, deren Sensierbereich zumindest teilweise die Meßstrecke überschneidet, und die wenigstens einen Empfänger elektromagnetischer Wellen aufweist, der bei Eintritt eines Funkens in den Sensierbereich ein Ausgangssignal generiert, und einer Ansteuer- und Auswerteschaltung für die Meßeinrichtung.

Saugluftanlagen der gattungsgemäßen Art sind bekannt. So ist beispielsweise in der DE 24 26 961 B2 ein Feu erfühler beschrieben, der in einer Saugluftanlage ei ner Rotorspinnmaschine angeordnet ist. Die Aufgabe eines derartigen Feuerfühlers besteht darin, inner halb eines Saugluftkanals transportierten Faserflug der Rotorspinnmaschine auf eine eventuelle Funkenbil dung zu überwachen. Eine derartige Funkenbildung kann beispielsweise dadurch entstehen, daß ein Rotor der Rotorspinnmaschine heißläuft und es hierdurch zu einer Entzündung von Fasern kommen kann. Derartige entzündete Fasern können über den Saugluftkanal über relativ große Entfernungen, beispielsweise in eine Klimaanlage, transportiert werden, so daß es zu er heblichen Brandschäden kommen kann.

Bekannt ist, derartige Feuerfühler (nachfolgend Fun kensensor genannt) mit einem optischen Empfänger für elektromagnetische Wellen auszustatten, der insbe sondere von einem Funken abgestrahlte Infrarotsignale sensiert. Mittels eines Photoelementes, bei spielsweise einer Photodiode, lassen sich derartige elektromagnetische Wellen in ein elektrisches Signal wandeln. Dieses elektrische Signal ist mit einer An steuer- und Auswerteschaltung auswertbar. Üblicher weise werden die Photoelemente mit einem Ruhestrom bestromt, der nach Einfall einer elektromagnetischen Welle in einen Schaltstrom übergeht, wobei der Schaltstrom eine ereignisabhängige Aktion auslöst. Diese Aktion kann beispielsweise eine Alarmierung von Bedienpersonal der Rotorspinnmaschine oder ein auto matisches Abschalten der Rotorspinnmaschine, die Aktivierung einer Löschvorrichtung oder dergleichen sein.

Während ihres bestimmungsgemäßen Einsatzes sind die Funkensensoren einer erheblichen Beanspruchung aus gesetzt, so daß für eine sichere Betriebsweise eine Funktionsüberprüfung der Funkensensoren notwendig ist. Durch die definierten Schaltzustände der Funken sensoren, einerseits der Ruhestrom, andererseits der Schaltstrom, läßt sich eine elektrische Überprüfung mittels eines Prüfalgorithmus über die Ansteuer- und Auswerteschaltung realisieren. Bei einem eventuellen Kurzschluß der Zuleitungen zu der Meßeinrichtung fließt ein Strom, der größer als der Ruhestrom ist, während bei einer Unterbrechung der Zuleitung der Meßeinrichtung kein Strom fließt. Bei beiden Fehler fällen kann ein Alarmsignal generiert werden, das auf einen Ausfall des Funkensensors hinweist.

Es ist jedoch nachteilig, daß eine Überprüfung der optischen Bauelemente des Funkensensors nicht möglich ist, so daß eine hundertprozentige Betriebssicherheit durch den elektrischen Test nicht sichergestellt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Saugluftanlage der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der in einfacher Weise eine erhöhte Betriebssi cherheit gegeben ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Saug luftanlage mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, daß dem optischen Empfänger wenig stens eine Quelle zum Generieren elektromagnetischer Wellen zugeordnet ist, und die wenigstens eine Quelle derart ansteuerbar ist, daß ein gezieltes Auslösen des Funkensensors erfolgt, lassen sich vorteilhaft die optischen Komponenten des Funkensensors überprü fen, so daß zusätzlich zur Überprüfung der elektri schen beziehungsweise elektronischen Komponenten des Funkensensors die optischen Komponenten überprüfbar sind, so daß eine Funkenerkennung des Funkensensors wesentlich sicherer wird.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vor gesehen, daß die wenigstens eine Quelle elektromagne tischer Wellen periodisch einschaltbar ist, wobei vorzugsweise während des sich periodisch wiederho lenden Selbsttestes der optischen Komponenten des Funkensensors die Auslösefunktion der Ansteuer- und Auswerteschaltung ausgeblendet wird. Hierdurch läßt sich in einfacher Weise in bestimmbaren Intervallen eine Überprüfung der optischen Komponenten des Fun kensensors durchführen, wobei die Auslösung des Schaltstromes (Alarmstrom) des Funkensensors infolge der Überprüfung der optischen Komponenten der Meß einrichtung nicht zur Auslösung eines Alarmsignales (Fehlalarm) führt.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Quelle elektromagnetischer Wellen eine Lumineszenzdiode ist, die vorzugsweise über die Ansteuer- und Auswerteschaltung der Meßein richtung ansteuerbar ist. Hierdurch läßt sich in ein facher Weise die periodische Ansteuerung der Quelle mit dem Ausblenden der Alarmfunktion kombinieren, ohne daß ein großer schaltungstechnischer Aufwand notwendig ist.

Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Quelle zum Generieren elektroma gnetischer Wellen und der Funkensensor in einem ge meinsamen Gehäuse angeordnet sind. Hierdurch wird es möglich, eine kompakte Bauform des Funkensensors zu schaffen, wobei vorzugsweise eine gemeinsame elektri sche Schnittstelle mit der Ansteuer- und Auswerte schaltung des Funkensensors nutzbar ist. Hierdurch ergibt sich ein vereinfachter Montageaufwand, da die Anordnung und das elektrische Anschließen zusätzli cher Komponenten somit nicht notwendig ist.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung er geben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht der Anordnung eines Funkensensors an der Saugluftanlage einer Rotorspinnmaschine und

Fig. 2 ein Ersatzschaltbild eines Funkensensors.

In Fig. 1 ist ausschnittsweise eine Saugluftanlage 10 für wenigstens eine Rotorspinnmaschine gezeigt. An die Saugluftanlage 10 können mehrere Rotorspinnma schinen mit jeweils einer Vielzahl von Spinneinheiten angeschlossen sein. Aufbau und Wirkungsweise der Saugluftanlage und der Rotorspinnmaschinen sind be kannt, so daß im Rahmen der vorliegenden Beschreibung hierauf nicht näher eingegangen werden soll. Mittels der Saugluftanlage 10 werden die Rotorspinnmaschinen mit einem Unterdruck beaufschlagt, mittels dem Faser abfall, Verschmutzungen oder dergleichen von den Ro torspinnmaschinen abgesaugt werden.

Die Saugluftanlage 10 besitzt hierzu eine sogenannte Endeinheit 12, in die ein mit einer nicht darge stellten Saugluftquelle verbundener Saugluftkanal 14 mündet. Ferner münden in die Endeinheit 12 zu den einzelnen Rotorspinnmaschinen führende Saugluftkanäle 16. Ein Abschnitt 18 des Saugluftkanals 14 bildet eine Meßstrecke 20 für einen Funkensensor 22, dessen Aufbau und Funktionsweise anhand von Fig. 2 noch nä her erläutert wird. Der Funkensensor 22 ist über eine elektrische Verbindungsleitung 24 mit einem Steuerge rät 26 verbunden, das eine Ansteuer- und Auswerte schaltung für den Funkensensor 22 umfaßt.

Während des bestimmungsgemäßen Betriebes der Saug luftanlage 10 werden die an den Rotorspinnmaschinen anfallenden Faserabfälle mit der Saugluftströmung zu einer Filter- beziehungsweise Abscheideeinrichtung geführt. Infolge einer Betriebsstörung an den Rotor spinnmaschinen, beispielsweise bei einem Fadenbruch wird ein Faserbandeinzug der Rotorspinnmaschine nicht abgeschaltet, kann der Rotor der Rotorspinnmaschine überspeist werden, so daß dieser heißläuft. Die hier bei entstehende Reibungswärme kann ausreichen, um die mittels der Saugluftströmung abtransportierten Faser abfälle zu entzünden. Diese würden dann als glimmende Faserabfälle über die Saugkanäle 16 und 14 zur Fil ter- beziehungsweise Abscheideeinrichtung geführt und können dort zum Entzünden der gesammelten Faserab fälle führen.

Mittels des Funkensensors 22 wird im Bereich der Meß strecke 20 der Faserflug überwacht, wobei von glim menden Fasern abgestrahlte, elektromagnetische Wellen im Infrarotbereich durch einen optischen Empfänger erfaßt werden. Hierdurch wird es möglich, einen Fun kenflug innerhalb der Saugluftanlage 10 zu erkennen und über das Steuergerät 26 entsprechende Gegenmaß nahmen einzuleiten. Diese können beispielsweise in einer optischen und/oder akustischen Alarmgebung be stehen, so daß Bedienpersonal der Rotorspinnmaschinen gezielte Gegenmaßnahmen einleiten kann. Ferner kann eine automatische Abschaltung der Rotorspinnmaschinen erfolgen. Darüber hinaus kann eine Umschaltung der Luftführungsrichtung der Saugluftanlage 10 derart erfolgen, daß bei Auftritt von glimmendem Faserflug diese nicht in Richtung der Filter- und Abscheideeinrichtung transportiert werden, sondern in einen separaten, gegebenenfalls mit Löschmitteln ausgerüsteten Vorratsraum bringbar sind.

In Fig. 2 ist in einem Blockschaltbild der Funken sensor 22 gezeigt. Dieser umfaßt einen optischen Emp fänger 28, dessen Sensierbereich in die Meßstrecke 20 gerichtet ist. Der Sensierbereich umfaßt beispiels weise einen Detektionswinkel von 110°, innerhalb dem in der Meßstrecke 20 transportierte glimmende Faser abfälle erkannt werden. Durch Anordnung des Funken sensors 22 an einer Ecke des vorzugsweise eckig aus gebildeten Saugluftkanals 14 kann durch den Detekti onswinkel von 110° der gesamte Querschnitt der Meß strecke 20 erfaßt werden. Der Funkensensor 22 ist über die elektrische Verbindungsleitung 24 mit einer hier nur ausschnittsweise dargestellten Ansteuer- und Auswerteschaltung 30 verbunden. Die Verbindungslei tung 24 ist als vieradrige Leitung ausgebildet, wobei eine erste Ader 32 der Bereitstellung einer Ver sorgungsspannung U_V von beispielsweise 24 V Gleich spannung dient. Eine zweite Ader 34 und eine dritte Ader 36 dienen zum Abgreifen eines elektrischen Si gnals des optischen Empfängers 28. Der optische Empfänger 28 ist beispielsweise eine Photodiode, die über eine Stromschnittstelle einen Ruhestrom, von beispielsweise 20 mA treibt. Bei Auftreten eines Funkens in der Meßstrecke 20 werden vom optischen Empfänger 28 vom Funken emittierte, infrarote, elektromagnetische Wellen empfangen und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dieses elektrische Signal bewirkt eine Umschaltung des Ruhestroms in einen Alarmstrom (Schaltstrom), von beispielsweise 4 mA, der durch das Steuergerät 26 auswertbar ist. Zur Verstärkung der von dem optischen Empfänger 28 generierten, elektrischen Signale kann eine Ver stärkerschaltung 38 vorgesehen sein.

Der Funkensensor 22 umfaßt ferner eine Quelle 40 zur Generierung elektromagnetischer Wellen, wobei die Quelle 40 in einem Wellenlängenbereich arbeitet, der den empfangbaren Wellenlängen des optischen Empfän gers 28, im Beispiel also im Infrarotbereich, ent spricht. Die Quelle 40 ist als Lumineszenzdiode (LED- Diode), ausgebildet. Über eine vierte Ader 42 der Verbindungsleitung 24 ist die Quelle 40 mit einem Steuerimpuls ansteuerbar. Zur Verstärkung des Steuerimpulses kann eine Verstärkerschaltung 44 vor gesehen sein. Entsprechend der Funktion der Quelle 40 wird durch das Anlegen eines Steuerimpulses ein Infrarotblitz 46 innerhalb der Meßstrecke 20 erzeugt, der von dem optischen Empfänger 28 erkannt wird. Die Ansteuer- und Auswerteschaltung 30 umfaßt ein Zeit glied 48, über das einerseits eine definierte Impuls länge und andererseits ein Impulsabstand einstellbar ist. Die Impulslänge bestimmt die Einschaltzeit der Quelle 40 und beträgt mindestens das 1,1fache, insbe sondere mindestens das 1,5fache einer Ansprechzeit des optischen Empfängers 28. Hierdurch wird sicherge stellt, daß der generierte Infrarotblitz 46 von dem optischen Empfänger 28 tatsächlich erkannt wird. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen kann wählbar vorgegeben werden und liegt beispielsweise im Sekunden-, Minuten-, Stundenbereich oder dergleichen. Zeitgleich mit dem Impulssignal wird von dem Zeit glied 48 ein Steuersignal 50 generiert. Das Steuer signal 50 gibt dem Steuergerät 26 eine Information, daß ein durch den Funkensensor 22 erfaßtes infrarotes Signal nicht durch einen Funkenflug innerhalb der Saugluftanlage hervorgerufen wurde, sondern dieses durch gezieltes und definiertes Einschalten der Quelle 40 generiert wurde. Hierdurch kann eine Alarm auslösung durch das Steuergerät 26 für die Impuls dauer ausgeblendet, das heißt unterdrückt werden.

Durch gezielte Ansteuerung der Quelle 40 kann somit ein Selbsttest des Funkensensors 22, insbesondere von dessen optischen Komponenten, also dem optischen Emp fänger 28, erfolgen. Somit wird entsprechend der Wie derholfrequenz der Testimpulse eine periodische Über prüfung der Funktion des Funkensensors 22 möglich, ohne daß dieser beispielsweise aus der Saugluftanlage 10 ausgebaut werden muß. Neben dieser Überprüfung der optischen Funktion des Funkensensors 22 kann eine Überprüfung der elektrischen Funktion in an sich be kannter Weise erfolgen, indem der Ruhestrom überwacht wird. Übersteigt der Ruhestrom einen eingestellten Wert, der beispielsweise 20 mA beträgt, kann auf ei nen Kurzschluß innerhalb der Verbindungsleitung 24 oder innerhalb des Funkensensors 22 geschlossen wer den. Wird der Ruhestrom beispielsweise unterbrochen, kann auf eine Unterbrechung einer elektrischen Lei tung erkannt werden.

Das Steuergerät 26 umfaßt beispielsweise eine opti sche Anzeige, die einen Ausfall des Funkensensors 22 anzeigt. Durch das Bedienpersonal kann dann ein ent sprechender Austausch des defekten Funkensensors 22 veranlaßt werden. Ferner kann ein automatisches Feh lersignal an eine zentrale Recheneinheit, die der Steuerung der Rotorspinnmaschinen dient, gegeben wer den, so daß neben einer Dokumentation des Fehlersi gnals gleichzeitig auf den defekten Funkensensor 22 hingewiesen werden kann.

Anstelle der Bereitstellung der Testimpulse über das Zeitglied 48 oder zusätzlich kann eine Ansteuerung der Quelle 40 auch über ein separates Schaltmittel durch eine Bedienperson erfolgen. Hierdurch wird je derzeit eine manuelle Überprüfung, zusätzlich bezie hungsweise unabhängig von der eingestellten Wieder holfrequenz der Testimpulse möglich. So kann bei spielsweise bei einem Überprüfungsrundgang durch Be tätigen des Schaltmittels die Funktion des Funken sensors 22 getestet werden. Das Steuergerät 26 kann entsprechende Quittiersignale, beispielsweise op tisch, für die Bedienperson bereitstellen, so daß diese erkennt, ob der Funkensensor 22 in Ordnung ist oder defekt ist.

Der optische Empfänger 28 sowie die Quelle 40 und die Verstärkerschaltungen 38 und 44 sind in einem ge meinsamen Gehäuse 52, das beispielsweise von einer zylinderförmigen Kunststoffröhre gebildet wird, ange ordnet. Hierdurch ist eine sehr kompakte Bauweise möglich. Die Verbindung des Funkensensors 22 mit dem Steuergerät 26 erfolgt über lediglich eine, hier vieradrige Verbindungsleitung 24, so daß ein einfa ches Anschließen des Funkensensors 22 über eine Schnittstelle möglich ist.

Nach weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbei spielen ist es selbstverständlich möglich, die Quelle 40 unabhängig von dem Funkensensor 22 anzuordnen, bei spielsweise in der Meßstrecke 20 dem Funkensensor 22 diametral gegenüberliegend. Auch so wird ein Selbst test des Funkensensors 22 möglich, wobei die Wir kungsweise die gleiche bleibt.

Claims

1. Saugluftanlage einer Textilmaschine, insbesondere einer Rotorspinnmaschine, mit wenigstens einem Saug luftkanal und mit wenigstens einem Funkensensor zur Detektion eines Funkenfluges innerhalb einer Meß strecke der Saugluftanlage, der eine Meßeinrichtung umfaßt, deren Sensierbereich zumindest teilweise die Meßstrecke überschneidet, und die wenigstens einen Empfänger elektromagnetischer Wellen aufweist, der bei Eintritt eines Funkens in den Sensierbereich ein Ausgangssignal generiert, und einer Ansteuer- und Auswerteschaltung für den Funkensensor, dadurch ge kennzeichnet, daß dem optischen Empfänger (28) wenig stens eine Quelle (40) zum Generieren elektromagneti scher Wellen zugeordnet ist, und die wenigstens eine Quelle (40) derart ansteuerbar ist, daß ein gezieltes Auslösen des Funkensensors (22) erfolgt.

2. Saugluftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die wenigstens eine Quelle (40) peri odisch einschaltbar ist.

3. Saugluftanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Einschaltzeit der Quelle (40) mindestens einer 1,1fachen, insbesondere mindestens einer 1,5fachen Ansprechzeit des optischen Empfängers (28) entspricht.

4. Saugluftanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Quelle (40) und der Funkensensor (22) in einem gemeinsamen Gehäuse (52) integriert sind.

5. Saugluftanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (28) ein Photoelement, insbesondere eine Photodiode, ist.

6. Saugluftanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (40) eine Sendediode (LED-Diode) ist.

7. Saugluftanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (40) und der Empfänger (28) in einem Infrarotbereich arbeiten.

8. Saugluftanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (40) über eine separate Steuerleitung (42) ansteuerbar ist.

9. Saugluftanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (40) durch die Ansteuer- und Auswerteschaltung (30) an steuerbar ist.

10. Saugluftanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (40) und der Funkensensor (22) durch eine gemeinsame Ver bindungsleitung (24) mit der Ansteuer- und Auswerte schaltung (30) verbindbar sind.

11. Saugluftanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (40) manuell ansteuerbar ist.

12. Saugluftanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Fun kensensor (22) wenigstens eine Sicherheitseinrichtung der Textilmaschine aktivierbar ist.

13. Saugluftanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein die Ansteuer- und Auswerteschaltung aufweisendes Steuer gerät (26) wenigstens eine oder mehrere der nachfol genden Aktionen

- ein akustisches Alarmsignal,
- ein optisches Alarmsignal,
- eine Umschaltung des Saugluftkanales (14) der Saug luftanlage (10),
- eine automatische Abschaltung wenigstens einer Textilmaschine,
- eine automatische Dokumentation,
- eine Anzeige eines Fehlers in einer zentralen Steuereinrichtung der Textilmaschinen auslösbar ist.

14. Saugluftanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die An steuer- und Auswerteschaltung (30) zusätzlich ein elektrischer Test des Funkensensors (22) durchführbar ist, wobei ein Ruhestrom des Empfängers (28) über wacht wird.

15. Saugluftanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuer- und Auswerteschaltung (30) ein Zeitglied (48) umfaßt, mittels dem ein Steuerimpuls (Testimpuls) zur An steuerung der Quelle (40) beeinflußbar ist.

16. Saugluftanlage nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (48) gleichzeitig mit jedem Steuerimpuls ein Steuer signal (50) generiert, mittels dem eine Alarmauslö sung für die Impulsdauer des Steuerimpulses aus blendbar ist.