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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen und/oder Steuern
des Fördervorgangs eines
fadenförmigen
Materials in einer Textilmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Eine
gattungsgemäße Vorrichtung
ist aus der
DE 1 685 645 bekannt.
Diese zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung eines selbstverzwirnenden Garns
mit aus Faserbändern
bestehenden Einzelkomponenten, wobei die Faserbänder über ein Streckwerk den hin-
und hergehenden Verdrallungsrollen zugeführt werden. An der ersten Verdrallungsrolle
werden vier Faserbänder
so verdrallt, dass nacheinander folgende Zonen entgegengesetzten Dralls
entstehen. Diese Faserbänder
werden dann mittels zweier nachgeordneter Führungen zu zwei selbstverdrallten
Zwischengarnen verzwirnt. Diese Zwischengarne werden einer zweiten
Verdrallungsrolle zugeführt,
wobei sie einen weiteren Drall erhalten, indem abwechselnde Zonen
entgegengesetzten Dralls überlagert
werden. Die Zwischengarne werden anschließend mit einer dritten, nachgeordneten
Führung
zu einem Selbstzwirngarn verzwirnt und anschließend auf eine Spule aufgewickelt.
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Bei
derartigen Textilmaschinen besteht der Wunsch, den Fördervorgang
des erzeugten Garns zu überwachen
und steuern, um die Qualität
des Garns sicherstellen zu können
und Fehler frühzeitig
erkennen zu können.
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Aus
der
DE 42 28 300 A1 ist
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung von Spinnstellen
bekannt. Hierbei wird an Spindeln einer Spinnmaschine, die das produzierte
Garn aufwickeln, während
der Anlaufphase, der Betriebsphase und der Auslaufphase zumindest
eines die Spindeln antreibenden Motors unmittelbar die Drehzahl
der Spindel oder die Leistungsaufnahme des die Spindel antreibenden
Motors als repräsentativer
Ist-Wert ermittelt und jeweils mit einem vorgebbaren, gemäß einem
vorgegeben Drehzahlprogramm zeitlich variablen Soll-Wert verglichen. Überschreitet
die Abweichung des Ist-Werts vom Soll-Wert einen vorgegebenen Schwellenwert,
so wird abhängig
von der An der Abweichung eine Klassifizierung einer aufgetretenen Störung vorgenommen
und ein entsprechendes Alarmsignal ausgelöst. Nachteilig bei dieser Überwachung
ist, dass lediglich der tatsächliche Ist-Zustand der
am Ende des Fördervorgangs
befindlichen Spindel erfasst wird, ohne den tatsächlichen Ist-Zustand der vorgelagerten
Bearbeitungsstationen und der Verlaufsstrecke des Garns zu berücksichtigen.
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Es
ist daher die Aufgabe der Erfindung, den Fördervorgang eines fadenförmigen Materials
zu überwachen
und Änderungen,
welche die Qualität des
Garns nachteilig beeinflussen, frühzeitig zu erkennen und anzuzeigen.
Darüber
hinaus soll der Fördervorgang
des Garns automatisch steuerbar sein, so dass eine Qualitätsminderung
des Garns verringert oder ganz vermieden wird.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Überwachen und/oder Steuern
des Fördervorgangs
eines fadenförmigen
Materials in einer Textilmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs
1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen näher
erläutert.
Diese zeigen im Einzelnen.
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1:
eine Vorderansicht eines Teils einer Zwirnmaschine zur Herstellung
eines Selbstzwirngarns;
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2:
ein schematisches Blockschaltbild des in 1 gezeigten
Teils einer Textilmaschine mit Vorrichtungen zum Erfassen, Antreiben,
Steuern, Speichern, Rechnen und Anzeigen;
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3:
den zeitlichen Verlauf des Geschwindigkeitsunterschied zwischen
der Förder-Fadengeschwindigkeit
und der Aufspul-Fadengeschwindigkeit und/oder seiner Änderung
bei einer langsamen Änderung
des Geschwindigkeitsunterschieds;
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4:
den zeitlichen Verlauf des Geschwindigkeitsunterschied zwischen
der Förder-Fadengeschwindigkeit
und der Aufspul-Fadengeschwindigkeit und/oder seiner Änderung
bei einer schnellen Änderung
des Geschwindigkeitsunterschieds;
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Bei
dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich
um eine Vorrichtung zur Herstellung eines Selbstzwirngarns aus mehreren
Vorgarnen mit sich abwechselnden Bereichen mit S- und Z-Drehungen.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Anwendungsbereich beschränkt, sondern kann überall dort
eingesetzt werden, wo ein fadenförmiges
Material F zwischen einer Fördervorrichtung und
einer Aufspulvorrichtung gefördert
wird. Unter fadenförmigem
Material wird hierbei insbesondere ein Einzelfaden, ein Garn oder
ein Zwirn verstanden. In dem folgenden Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt
es sich bei dem fadenförmigen
Material um ein Selbstzwirngarn F.
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1 zeigt
die Vorderansicht eines für
die Erfindung maßgeblichen
Teils einer Zwirnmaschine, welcher als Spinnvorrichtung 1 bezeichnet
wird. Die Spinnvorrichtung 1 hat ein Streckwerk 2,
dem zwei Vorfäden
F1 und F2 von einer hier nicht gezeigten Zuführvorrichtung zugeführt werden.
Die beiden Vorfäden
F1 und F2 werden in dem Streckwerk 2 auf die gewünschte Fadendicke
gestreckt und über
einen Streckwerksausgangszylinder 3 einer von einem Förderantrieb 6 angetriebenen
Fördereinrichtung
zugeführt.
Die Fördereinrichtung
ist als Spinnwalzenanordnung 5 mit zwei, von einem Spinnwalzenantrieb 6 rotierend
angetriebenen Spinnwalzen 5a und 5b ausgebildet.
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Die
Spinnwalzenanordnung 5 dient zum Erzeugen eines Garnes
mit alternierender S- und Z-Drehung.
Die Spinnwalzen 5a und 5b sind im wesentlichen
zylindrisch mit in etwa gleich großen Außendurchmessern D1 ausgebildet
und weisen eine zur Verdrillung der Vorfäden F1 und F2 geeignete äußere Oberfläche auf,
beispielsweise eine Gummierung. Die Achsen der Spinnwalzen 5a und 5b sind parallel
zueinander angeordnet und senkrecht zur Förderrichtung FR der Vorfäden F1 und
F2 ausgerichtet. Die Oberflächen
der Spinnwalzen 5a und 5b berühren sich und die Vorfäden F1 und
F2 werden klemmend durch die Spinnwalzen 5a und 5b durchgeführt. Die
Spinnwalzen 5a und 5b sind auf Trägerwellen
angeordnet, die sowohl um die Spinnwalzenachsen rotierend als auch
in axialer Richtung oszillierend durch den im Spinnwerk 4 angeordneten
Spinnwalzenantrieb 6 angetrieben werden. Im Betrieb führen die
Spinnwalzen 5a und 5b eine axiale Osziallationsbewegung
aus, so dass die beiden Vorfäden
F1 und F2 eine Drehung senkrecht zur Förderrichtung FR erhalten und
zwar, je nach Oszillationsrichtung, abwechselnd in S- und Z-Richtung.
Gleichzeitig rotieren die Spinnwalzen 5a und 5b in
gegensinniger Richtungen mit der Förderdrehzahl N1 derart,
dass die Vorfäden
F1 und F2 in Förderrichtung
FR zu einer Zwirneinheit 9 weiter transportiert werden.
In der Zwirneinheit 9 verzwirnen sich die beiden Vorfäden F1 und
F2 aufgrund ihrer Rückdrehtendenz
selbsttätig
miteinander zu einem Selbstzwirngarn F.
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Durch
die Förderbewegung
der Spinnwalzen 5a und 5b erhalten die Vorfäden F1 und
F2 am Ausgang der Spinnwalzenanordnung 5 eine Förder-Fadengeschwindigkeit
V1, die dem Produkt aus der Förderdrehzahl
N1 und dem Durchmesser D1 der
Spinnwalzen 5a und 5b entspricht.
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Das
Selbstzwirngarn F wird dann über
einen Garnreiniger 11 zu einer Aufspulvorrichtung 15 geführt, wo
er mittels eines Changierfadenführers 12 auf
eine Scheibenspule 19 aufgewickelt wird. Zwischen der Zwirneinheit 9 und
der Aufspulvorrichtung 15 ist ein Fadenspannungssensor 10 zum
Erfassen der Fadenspannung F12 des Selbstzwirngarns
F vorgesehen.
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Der
Changierfadenführer 12 führt das Selbstzwirngarn
F parallel zu einer Drehachse D der Scheibenspule 19 zwischen
deren Enden 19 oszillierend hin und her, um ein gleichmäßiges Aufwickeln des
Garns F in Fadenlagen auf der Scheibenspule 19 zu ermöglichen.
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Die
Scheibenspule 19 ist austauschbar in der Aufspulvorrichtung 15 um
eine Drehachse D drehbar gelagert. Die Scheibenspule 19 wird
durch einen Aufspulantrieb 16 (2) mit einer
Drehzahl N2 so angetrieben, dass das Garn
F in der Aufspulvorrichtung 15 eine Aufspul-Fadengeschwindigkeit
V2 erhält.
Diese Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 entspricht
dem Produkt aus der Aufspuldrehzahl N2 und
dem Durchmesser der auf der Scheibenspule 19 aufgewickelten Fadenlagen,
der bei leerer Scheibenspule dem Durchmesser D2 der Scheibenspule 19 entspricht.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung der für die erfindungsgemäße Vorrichtung
wesentlichen Komponenten der Zwirnmaschine.
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Der
Förder-
bzw. Spinnwalzenantrieb 6 ist vorzugsweise ein Elektromotor,
beispielsweise ein Schrittmotor mit integriertem Regelkreis. Gesteuert wird
der Spinnwalzenantrieb 6 von einer Spinnwalzenantriebssteuerung 8,
welche ihre Steuersignale von einer Ein- und Ausgabeeinheit 20 übermittelt
bekommt. Die Förderdrehzahlerfassung 7 erfasst
die Förderdrehzahl
N1 des Spinnwalzenantriebs 6 mittels bekannter
Drehzahlmessvorrichtungen, z.B. einer Tacho-Maschine oder Drehzahlencoder,
und leitet die Förderdrehzahl
N1 an die Ein- und Ausgabeeinheit 20 weiter.
Ist der Spinnwalzenantrieb 6 ein Schrittmotor mit integrierter
Regelung, so ist es auch möglich,
die Förderdrehzahl
N, aus dieser integrierten Regelung zu erhalten.
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Der
Aufspulantrieb 16 ist, wie der Spinnwalzenantrieb 6,
vorzugsweise ein Elektromotor, beispielsweise ein Schrittmotor mit
integriertem Regelkreis und wird von einer Aufspulantriebssteuerung 18 gesteuert,
welche ihre Steuersignale wiederum von einer Ein- und Ausgabeeinheit 20 übermittelt
bekommt. Die Aufspuldrehzahlerfassung 17 erfasst die Aufspuldrehzahl
N2 des Aufspulantriebs 16 mittels
einer Drehzahlmessvorrichtung und leitet die Aufspuldrehzahl N1 an die Ein- und Ausgabeeinheit 20 weiter.
Ist der Aufspulantrieb 16 ein Schrittmotor mit integrierter
Regelung, so ist es auch möglich,
die Aufspuldrehzahl N2 aus dieser integrierten
Regelung zu erhalten.
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Der
Changierfadenführer 12 wird
durch einen linear und zwischen zwei Endstellungen hin und her fahrenden
Changierfadenführerantrieb 13 angetrieben,
der von einer Changierfadenführerantriebssteuerung 13a gesteuert
wird. Diese bekommt ihre Steuersignale von der Ein- und Ausgabeeinheit 20 übermittelt.
Die Bewegungskomponenten des Changierfadenführers 12, insbesondere
sein Geschwindigkeitsbetrag VC und seine
Bewegungsrichtung BC, wird mittels einer
Changierfadenführererfassung 14 erfasst
und an die Ein- und Ausgabeeinheit 20 weitergeleitet. Die
von dem Fadenspannungssensor 10 ermittelte Fadenspannung
F12 zwischen der Spinnwalzenanordnung 5 und
der Aufspulvorrichtung 15 wird ebenfalls an die Ein- und
Ausgabeeinheit 20 zur Verarbeitung weitergeleitet. Die
Meßwerte
werden zumindest temporär
in einer Speichereinheit 23 gespeichert.
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Die
an die Ein- und Ausgabeeinheit 20 zugeleitete Förderdrehzahl
N1, die Aufspuldrehzahl N2,
die Geschwindigkeitsparameter BC und VC des Changierfadenführers 12 und die Fadenspannung
F12 werden anschliessend an eine Recheneinheit 21 weitergeleitet.
In der Recheneinheit 21, die beispielsweise ein Mikroprozessor
oder ein PC sein kann, wird aus der Förderdrehzahl N1 und
dem Durchmesser D1 der Spinnwalzen 5a und 5b die
Geschwindigkeit V1 des Garns F nach der
Spinnwalzenanordnung 5 als Produkt aus N1 und
D1 berechnet und zumindest temporär in der Speichereinheit 23 gespeichert.
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Weiter
wird in der Recheneinheit 21 aus der Aufspuldrehzahl N2 und dem Durchmesser D2 der Scheibenwalze 19 die
Geschwindigkeit V2 des Garns F in der Aufspulvorrichtung 15 berechnet.
Vorzugsweise wird über
eine hier nicht gezeigte Erfassungsvorrichtung der Durchmesser der
auf der Scheibenspule 19 aufgewickelten Fadenlagen erfasst
und über
die Ein- und Ausgabeeinheit 20 an die Recheneinheit 21 weitergeleitet,
so dass der Durchmesser der Lagen der Fadenaufwicklung auf der Scheibenspule 19 statt
des Durchmessers D2 der Scheibenspule 19 für die Berechnung
der Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 verwendet
werden kann. Die Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 ergibt
sich analog zur Förder-Fadengeschwindigkeit
V1 als Produkt aus der Aufspuldrehzahl N2 und dem Durchmesser D2 der Scheibenspule 19 bzw.
dem Durchmesser der auf der Scheibenspule 19 aufgewickelten
Fadenlagen. Auch die Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 wird
zumindest temporär
in der Speichereinheit 23 gespeichert.
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Es
ist auch möglich,
die Geschwindigkeit VC des Changierfadenführers 12 bei
der Ermittlung der Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 zu
berücksichtigen.
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Aus
der von der Recheneinheit 21 berechneten Förder-Fadengeschwindigkeit
V1 und der Aufspul-Fadengeschwindigkeit
V2 wird nun der Geschwindigkeitsunterschied
V12 entweder als Differenz oder als Verhältnis berechnet,
also V12 = V2 – V1 oder V12 = V2/V1. Dieser Geschwindigkeitsunterschied
V12 ist im normalen Förderbetrieb ungleich Null,
da zur Einstellung der Fadenspannung F12 zwischen
der Spinnwalzenanordnung 5 und der Aufspulvorrichtung 15 üblicherweise
die Förderdrehzahl
N1 und die Aufspuldrehzahl N2 derart
eingestellt werden, dass die Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 geringfügig
höher als
die Förder-Fadengeschwindigkeit
V1 ist. Bei gleichbleibenden Liefer-, Förder- und
Aufspulbedingungen des Garns F bleibt der Geschwindigkeitsunterschied
V12 dann auf diesem konstanten Wert.
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Durch Änderungen
im Förderverhalten
des Garns F kann es dazu kommen, dass sich die Festigkeit der Vorfäden F1 und
F2 oder des Garns F während
des Fördervorgangs ändert. Als
Folge davon weicht die Fadenspannung F12 von
dem gewünschten
Wert ab, so dass die Aufspul-Geschwindigkeit V2 entsprechend
angepasst werden muss, um die gewünschte Fadenspannung F12 wieder zu erreichen. Nimmt beispielsweise
die Festigkeit des Garns F und somit die Fadenspannung F12 ab, so muss die Aufspul-Geschwindigkeit
V2 erhöht
werden, um die gleiche Fadenspannung F12 wie
vorher zu erzielen.
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Ein
Grund für
einen derartigen Festigkeitsverlust können beispielsweise Abnutzungen
der Spinnwalzenoberflächen
sein, wodurch sich deren Reibkoeffizient vermindert, weshalb die
Verdrillung der Vorfäden
F1 und F2 durch die Spinnwalzen 5a und 5b weniger
stark erfolgt mit der Folge einer geringeren Verzwirnung der Vorfäden F1 und
F2. Die daraus resultierende verminderte Festigkeit der Vorfäden F1 und
F2 führt
dazu, dass durch die automatische Regelung der Spinnvorrichtung 1 die
Aufspuldrehzahl N2 und infolgedessen die
Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 soweit erhöht wird,
bis die Fadenspannung F12 wieder auf den
ursprünglichen
Wert gelangt. Nimmt nun der Reibkoeffizient und somit die Festigkeit
des Garns F aber weiter ab, so wird beständig die Aufspul-Fadengeschwindigkeit
V2 erhöht, bis
letztendlich das Garn F bricht.
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Eine
weitere Ursache für
eine Änderung
der Festigkeit des Garns F kann sein, dass einer der beiden Vorfäden F1 und
F2 reißt
oder dass ein Materialfehler in einem der beiden Vorfäden F1 und F2 vorliegt.
Hierdurch würde
sich die Festigkeit des Garns F sehr schnell verändern, wodurch die Geschwindigkeitsanpassung
an der Aufspulvorrichtung 15 ebenfalls sehr schnell zu
erfolgen hätte,
um eine konstante Fadenspannung F12 zu erhalten.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung macht
sich die Erfindung nun den durch eine Festigkeitsänderung
des Garns F hervorgerufenen Geschwindigkeitsunterschied V12 zunutze, indem zunächst der Geschwindigkeitsunterschied
V12 bzw. dessen Änderung ΔV12 ermittelt
wird. Der ermittelte Geschwindigkeitsunterschied V12 und/oder
seine Änderung ΔV12 wird dann entweder mittels einer Anzeigevorrichtung 22 angezeigt
oder in der Recheneinheit 21 weiter verarbeitet.
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Die
Anzeigevorrichtung 22 kann eine Digitalanzeige oder eine
analoge Anzeige sein, welche an einer Bedieneinrichtung der Textilmaschine
oder an der Textilmaschine selbst angebracht ist. Der Geschwindigkeitsunterschied
V12 und/oder seine Änderung ΔV12 können direkt
von der Recheneinheit 21 oder über die Eingabe- und Ausgabeeinheit 20 an
die Anzeigevorrichtung 22 weitergeleitet werden.
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Der
Geschwindigkeitsunterschied V12 bzw. seine Änderung ΔV12 kann auch alternativ oder zusätzlich zur
Anzeige in der Recheneinheit 21 zur Erzeugung eines oder
mehrerer Steuersignale für
den Spinnwalzenantrieb 6, den Aufspulantrieb 16, und/oder
den Changierfadenführerantrieb 13 weiter verarbeitet
werden. Diese Steuersignale werden von der Recheneinheit 21 über die
Eingabe- und Ausgabeeinheit 20 an die Spinnwalzenantriebssteuerung 8, die
Aufspulantriebssteuerung 18 und/oder die Changierfadenführerantriebssteuerung 13a weitergeleitet.
So kann beispielsweise die Bewegung des Changierfadenführers 12 an
die Förder-Fadengeschwindigkeit
V2 angepaßt werden, falls diese aufgrund
einer Änderung ΔV12 des Geschwindigkeitsunterschieds V12 erhöht
oder vermindert wird. Ebenso kann auch die Förder-Fadengeschwindigkeit V1 und die Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 derart angepasst werden, dass der Geschwindigkeitsunterschied
V12 konstant bleibt.
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Weiterhin
ist es möglich,
das aufgrund des Geschwindigkeitsunterschieds V12 und/oder
seiner Änderung ΔV12 ermittelte Steuersignal zum Steuern des
Fördervorgangs
für die
Regelung der Fadenspannung F12 zu verwenden.
Hierzu wird die Fadenspannung F12 durch
den Fadenspannungssensor 10 gemessen und an die Recheneinheit 21 weitergeleitet.
Vermindert sich die Fadenspannung F12, so
wird die Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 bei
konstanter Förder-Fadengeschwindigkeit
V1 erhöht,
wohingegen die Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 verringert wird,
wenn sich die Fadenspannung F12 erhöht.
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Für den Geschwindigkeitsunterschied
V12 wird ein Grenzwert LV vorgegeben, der
in der Speichereinheit 23 abgespeichert ist. Dieser Grenzwert LV
bestimmt sich üblicherweise
aus Test- oder Erfahrungswerten für das zu bearbeitende fadenförmige Material
F. Hierbei wird von einem durchschnittlichen oder normalen Geschwindigkeitsunterschied
als Referenzwert ausgegangen. Der Grenzwert LV kann sowohl oberhalb
als auch unterhalb dieses Referenzwerts liegen, wobei der Grenzwert
LV auch ein beidseitiges Toleranzband um den Referenzwert sowohl für Abweichungen über oder
unter diesen Grenzwert haben kann.
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Weiter
ist es möglich,
die Änderung ΔV12 dieses Geschwindigkeitsunterschieds V12 aus den ermittelten Geschwindigkeiten
V1 und V2 sowie
dem Geschwindigkeitsunterschied V12 zu berechnen.
Auch für
die Änderung ΔV12 des Geschwindigkeitsunterschieds V12 kann ein Grenzwert LΔV vorgegeben werden, der sowohl
eine obere als auch eine untere Grenze oder ein Toleranzband haben
kann.
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Überschreitet
nun der Geschwindigkeitsunterschied V12 den
vorgegebenen Grenzwert LV oder die Änderung ΔV12 den
Grenzwert LΔV,
so kann an der Anzeigevorrichtung 22 ein Warnsignal ausgegeben
werden, beispielsweise durch eine Änderung der Farbe der Anzeige
oder ein Blinken am Bedienpult, durch ein akustisches Warnsignal
oder durch das Blinken einer Anzeigevorrichtung.
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Ebenso
ist vorgesehen, dieses Warnsignal zusätzlich in der Speichereinheit 23 oder
einer anderen Erfassungseinrichtung in einem Protokoll aufzuzeichnen,
um einen Nachweis für
das Auftreten des Warnsignals zu haben.
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Weiter
ist es möglich,
das bei Überschreiten des
Grenzwerts LV12 bzw. LΔV12 durch
den Geschwindigkeitsunterschied V12 bzw.
dessen Änderung ΔV12 den Fördervorgang
des Garns F durch simultanes Herunterfahren des Spinnwalzenantriebs 6 und
des Aufspulantriebs 16 zu verlangsamen oder ganz anzuhalten.
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Wie
verfahren wird, hängt
von der Bemessung der Grenzwerte LV bzw. LΔV ab. Ist der jeweilige Grenzwert
so bemessen, dass sein Überschreiten auch
noch weiterhin einen eingeschränkten
Betrieb erlaubt, so kann es ausreichend sein, die Überschreitung
des Grenzwerts lediglich anzuzeigen und ein Warnsignal auszugeben
oder den Fördervorgang des
Garns F zu verlangsamen. Ist hingegen der jeweilige Grenzwert derart
bemessen, dass bei seiner Überschreitung
die Qualität
des Garns F nicht mehr hinnehmbar verschlechtert wird oder gar ein
Garnbruch zu befürchten
ist, so wird der Fördervorgang angehalten.
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Bei
der Wahl der Grenzwerte LV bzw. LΔV kann
auch noch die Bewegung des Changierfadenführers 12 berücksichtigt
werden, die den Faden F in oszillierender Weise aus einer geradlinigen
Förderrichtung
zur Scheibenspule 15 hin auslenkt und somit periodische
Geschwindigkeitsänderungen
hervorruft, die sich dem durch anderweitig Einflüsse hervorgerufenen Geschwindigkeitsunterschied
V12 überlagern.
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Von
besonderem Interesse sind zwei Arten der Überschreitung des vorgegebenen
Grenzwerts:
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a) Langsame Änderung
des Geschwindigkeitsunterschieds V12 (Figur
3)
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3 zeigt
im oberen Diagramm den Geschwindigkeitsunterschied V12 und
im unteren Diagramm die Änderung ΔV12 jeweils über der Zeit Z aufgetragen.
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Eine
langsame Änderung ΔV12 des Geschwindigkeitsunterschieds V12 kann u. a. hervorgerufen werden durch
eine Änderung
des Reibwerts der äußeren Oberflächen der
Spinnwalzen 5a und 5b. Diese werden über einen
längeren
Zeitraum, beispielsweise Monate, durch die ständige Einklemmung der Vorfäden F1 und
F2 und des Transports der Vorfäden
abgeschliffen, so dass sich ihr Durchmesser und ihr Reibwert ständig verringert,
weshalb die Förder-Fadengeschwindigkeit
V1 kleiner und die Verdrillung der Vorfäden F1 und
F2 geringer ist als bei neuen Spinnwalzenoberflächen.
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Durch
die geringere Verdrillung der Vorfäden F1 und F2 nimmt die Anzahl
der Zwirndrehungen in den Vorfäden
und in der Folge die Festigkeit des Garns F ab, weshalb zur Einhaltung
einer gleichbleibenden Fadenspannung F12 die
Aufspul-Fadengeschwindigkeit V2 erhöht werden
muss. Die Reibwertänderung
kann zwar durch regelmäßiges Reinigen und
Aufrauhen der Walzenoberflächen
vermindert, aber nicht gänzlich
verhindert werden. Sind die Walzenoberflächen zu stark abgerieben, so
müssen
sie ausgetauscht und durch neue ersetzt werden, was durch das Verfahren
angezeigt werden kann.
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Für den Fall
des Überschreitens
des Grenzwerts LV bzw. LΔV
(Zeitpunkt T1 in 3) ist es
also nicht unbedingt notwendig, den Fördervorgang des Garns F anzuhalten.
Oft ist es ausreichend, das Bedienungspersonal durch ein entsprechendes
Warnsignal auf einen erforderlichen Wechsel der Spinnwalzen 5a und 5b oder
eine erforderliche Reinigung der Walzenoberflächen aufmerksam zu machen,
oder den Fördervorgang
nur zu verlangsamen. Eine derartige langsame Änderung des Geschwindigkeitsunterschieds
V12 kann auch durch Änderungen in der Materialzusammensetzung
der Vorfäden
F1 und F2 oder durch veränderte
Umgebungseinflüsse
wie geänderte
Temperatur und Luftfeuchtigkeit hervorgerufen und durch entsprechende
Anpassung der Förderparameter
ausgeglichen werden.
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In
diesem Fall ist die langsame Änderung ΔV12 des Geschwindigkeitsunterschieds V12 nur gering und über einen langen Zeitraum schwierig
zu erfassen. Zur Überwachung
und Anzeige des Überschreitens
des Grenzwerts LV wird vorteilhaft nur der Geschwindigkeitsunterschied
V12 verwendet.
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Weiter
ist es im Falle einer langsamen Änderung
des Geschwindigkeitsunterschieds V12 auch sinnvoll,
den Grenzwert LV als Stufengrenzwert fest zu legen. Hierbei ist
eine erste Grenzwertstufe so zu bemessen, dass deren Überschreiten
die Garnqualität
nicht wesentlich beeinflusst, aber als Hinweis für eine innerhalb eines relativ
kurzen Zeitraumes zu befürchtende Überschreitung
einer zweiten Grenzwertstufe geeignet ist, wenn die Änderung ΔV12 des Geschwindigkeitsunterschieds V12 konstant bleibt oder sich verstärkt. Wird
diese erste Grenzwertstufe überschritten,
so wird lediglich ein Warnsignal erzeugt, der Fördervorgang der Spinnvorrichtung 1 wird
jedoch unverändert
weiter betrieben. Erst wenn die zweite Grenzwertstufe überschritten
wird, bei der die Garnqualität
nachteilig beeinflusst wird, wird der Fördervorgang des Garns F verlangsamt
oder ganz angehalten.
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b) Schnelle Änderung
des Geschwindigkeitsunterschieds V12 (Figur
4)
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4 zeigt
im oberen Diagramm den Geschwindigkeitsunterschied V12 und
im unteren Diagramm die Änderung ΔV12 jeweils über der Zeit Z aufgetragen.
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Eine
schnelle oder sogar abrupte Änderung ΔV12 des Geschwindigkeitsunterschieds V12 kann beispielsweise durch den Bruch oder
das Fehlen eines der beiden Vorfäden
F1 und F2 hervorgerufen werden. Hierdurch vermindert sich schlagartig
die Festigkeit des Garns F, wodurch die Änderung ΔV12 des
Geschwindigkeitsunterschieds V12 sehr rasch
erfolgt. Hierdurch wird die Qualität des Garns F wesentlich verschlechtert,
weshalb der Fördervorgang
sofort angehalten wird, um die Ursache hierfür feststellen zu können.
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In
diesem Fall springt die Änderung ΔV12 des Geschwindigkeitsunterschieds V12 zum Zeitpunkt T2 in 4 von
einem ursprünglichen,
im wesentlichen konstanten Wert auf einen wesentlich höheren Wert, weshalb
für diesen
Fall für
die Überwachung
und Anzeige des Überschreitens
des Grenzwerts LΔV
vorteilhaft die Änderung ΔV12 des Geschwindigkeitsunterschieds V12 verwendet wird.
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Ein
besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Parameter
des Fördervorgangs
des Garns F zwischen der Förderreinrichtung 5 und
der Aufspulvorrichtung 15 aufgrund der tatsächlichen
Betriebszustände
des Förderantriebs 6 und
des Aufspulantriebs 16 ermittelt werden. Hierdurch kann
der Fördervorgang
sehr genau erfaßt, überwacht
und gesteuert werden.
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Insbesondere
die Verwendung des im Idealbetrieb konstanten und betragsmäßig kleinen
Geschwindigkeitsunterschieds ΔV12 verbessert die Überwachung, da somit die wertmäßige Auflösung des
Geschwindigkeitsunterschieds wesentlich ΔV12 höher ist,
weshalb der vorgegebene Grenzwert LV bzw. LΔV wesentlich genauer angepasst
werden kann.
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Auch
kann durch die Erfindung der Zustand der Förder- und Aufspulmittel, z.
B. der Zustand der Oberflächen
der Walzen, erfasst und ein ggf. erforderlicher Austausch angezeigt
werden.