DE3708188C2 - Verfahren zur Feststellung von Fremdteilen in einer Textilfaser-Aufbereitungsanlage - Google Patents

Description

Es ist bekannt, den Zustand von in Maschinen eingebauten Kugellagern mittels Schwingungsanalyse zu überwachen (US-3554012). Diese Lagerelemente sind Bestandteile der Maschine und unterliegen einem natürlichen Verschleiß.

Fremdteile, die von der Maschine bearbeitet werden, werden nicht analysiert. Auf dem Spezialgebiet der Reaktortechnik ist vorgeschlagen worden (DE 24 03 227), mittels aufwendiger Verfahren die Flüssigkeit in einem Reaktordruckgefäß auf Fremdteile zu überwachen. Diese Verfahren sind aber so nicht in der Textiltechnik anwendbar.

In einer Textilfaser-Aufbereitungsanlage werden Textilfasern, die in Ballen gepresst angeliefert werden, zu kleinen Flocken aufgelöst, gemischt und gegebenenfalls gereinigt. In den Textilballen kommen gelegentlich Metallteile z. B. von Ernte- und Verarbeitungsmaschinen vor. Diese Metallteile werden in der Textilindustrie seit etwa 20 Jahren mittels Inspektionsspulen erfaßt und ausgeschieden. Eine Erfassung von Nichteisen-Fremdteilen wie Steinen, Aluminium, Kunststoffen und Glas ist bisher nicht möglich. Ein weiteres großes Problem für die Spinnereien stellen sogenannte Fremdfasern dar. Hierunter versteht man Gewebeteile oder Bänder aus anderen Fasern im Ballen. Es werden z. B. Teile von Jute oder Polypropylen-Sackverpackungen in den Ballen gefunden. Auch Kopftücher in Baumwollballen oder Baumwollschnüre in Baumwollballen. Baumwollschnüre oder Jutefasern in Baumwollfasern ergeben zahlreiche Fadenbrüche an den Verarbeitungsmaschinen oder können dieselben auch beschädigen. Ein Stück Polypropylenverpackung in einer Baumwollmischung kann unbemerkt weiterverarbeitet werden. Erst beim Färben oder Bügeln des fertigen Kleidungsstückes schmilzt die Polypropylenfaser und die Kleidungsstücke sind verdorben. Dieser Vorfall kann zu einer hohen Reklamation führen. Die Probleme der Fremdfasern sind mit der zunehmenden automatischen Ballenabarbeitung seit Anfang der 60er Jahre stark gestiegen. Bis heute ist kein Gerät zur Ausscheidung von Fremdfasern auf dem Markt.

Aufgabe der Erfindung ist es, Nichteisenteile und Fremdfasern in einer Textilfaser-Aufbereitungsanalge auf einfache Weise festzustellen.

Erfindungsgemäß geschieht dies durch Erfassung und Auswertung von Stoßwellen innerhalb einer Verarbeitungsanlage. Erfindungsgemäß werden die Stoßwellen, die von Nichtfaserteilen oder Textilgebilden ausgelöst werden, erfaßt und ausgewertet. Die Stoßwellen entstehen, wenn Textilfasern und Fremdteile oder Fremdtextilgebilde mit großer Geschwindigkeit bewegt werden. Die Geschwindigkeit beträgt mehr als 3 m pro Sekunde. Die Arbeitsweise sei an 2 typischen Anwendungen erläutert:

Die erste Anwendung dient zur Erfassung von Fremdteilen wie Metallen und Steinen, Kunststoffen. Hierbei wird ein Detektor an einem Fasertransportrohr, wie es in Faseraufbereitungsanlagen üblich ist, befestigt. Die Rohre mit einem Durchmesser von meist 300 mm haben oft eine Spannweite von mehreren Metern zwischen den Auflagepunkten. Durch die Rohre werden Fasern mit Hilfe eines Luftsromes transportiert. Die Geschwindigkeit des Luftstroms liegt meist zwischen 8 und 16 m pro Sekunde. Mit den Fasern mittransportierte Teile werden "hüpfend" in der Rohrleitung transportiert und erzeugen hörbare Schläge auf die Rohrleitung. Mittels eines an der Rohrleitung haftenden Erfassungsgerätes werden die Schläge erfaßt. Die Schläge werden auch besonders an Rohrbögen deutlich, an denen auch die Fremdteile an den äußeren Rohrbogen schlagen. Auch hier kann der Stoß durch ein Erfassungsgerät festgestellt werden.

Eine zweite typische Anwendung findet die Erfindung bei sogenannten Ballenfräsen. Mit diesen Maschinen werden Fasern aus in Reihe aufgestellten Baller abgeflockt. Das Abflocken geschieht mittels mindestens einer Fräswalze, die kontinuierlich durch eine Absaughaube abgesaugt wird: Sind in dem Ballen Schnüre oder Verpackungsstücke wie z. B. Teile einer Polypropylen-Sackverpackung enthalten, werden diese von der Fräswalze erfaßt. Da die erfaßten Textilgebilde eine größere Länge als die Faserflocken aufweisen, wickeln diese Gebilde um die Walze und werden nicht direkt in die Absaughaube abgeschleudert. Das lose Ende des Gebildes schleudert mit einem größeren Schlagkreis als die Schlagwalze mit der Schlagwalze um. Das lose Ende schlägt hierbei auf die Absaughaube. Ist die Absaughaube als Resonanzkörper ausgebildet, ist ein deutliches Schlagen hörbar. Die Ausbildung als Resonanzkörper geschieht durch Verwendung großflächiger, dünner (0,5-4 mm) Bleche. Die Schlagfrequenz entspricht der Drehzahl der Walze oder deren Vielfachem. Die Erfassung des Schlages (Stoßwelle) erfolgt vorzugsweise bei der Absaughaube. Wird ein Fremdfasergebilde erfaßt und ausgewertet, erfolgt automatisch sofort die Abstellung der Maschine. Eine Bedienperson muß das Fremdfasergebilde entfernen. Würde das Fremdfasergebilde nicht erfaßt und entfernt, würde es durch das dauernde Schlagen zerfasert und die Fremdfasern in die Mischung gelangen.

Die Erfassung eines Schlages erfolgt durch den Stoß auf die Rohrwandung oder die Absaughaube. Dies kann direkt durch die Anbringung eines Vibrationsmeßgerätes (z. B. Vibrometer) oder eines Mikrowegmessers z. B. nach dem induktiven oder Wirbelstromverfahren erfolgen. Die Messung kann auch indirekt durch die Messung des Aufprall-Geräusches (Schallwellen) mittels eines Mikrophones erfolgen. Das Mikrophon muß nicht unbedingt direkt an dem Förderrohr oder der Absaughaube angebracht sein. Die Messung kann in einem gewissen Abstand erfolgen. Um einen Fremdkörper oder ein Fremdgebilde feststellen zu können, müssen die gemessenen Stoßwellen ausgewertet werden.

Die Auswertung der gemessenen Stöße kann nach Intensität, nach Frequenz und deren Kombination erfolgen. Bei der Auswertung in Rohren und Rohrbögen wird die Auswertung durch Messung der Intensität bevorzugt werden. Wird eine bestimmte Auslenkung des Vibrometers, Mikrosensors oder Mikrophones erreicht, schaltet die Auswerteeinheit. Die Anlage wird automatisch gestoppt oder der Materialfluß über eine Rohrweiche umgeleitet. Bei der Auswertung von Wickeln an der Fräswalze wird eine Kombination von Intensität, Frequenz und auch Mehrfachmessungen vorteilhaft sein. Die Auswertung schaltet, wenn Stoßwellen größer einer vorbestimmten Intensität und mit einer Frequenz größer als der Walzendrehzahl z. B. 10 mal hintereinander gemessen werden. Die Fräsmaschine wird dann automatisch abgeschaltet.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Rohrleitung 1) durch die Faserflocken 2) transportiert werden. In der Rohrleitung werden aber auch Fremdpartikel 4) mitgerissen, deren Bewegungsbahn mit 3) angedeutet ist. Die Stöße auf die Rohrwandung werden durch einen Sensor 5) festgestellt. Das Diagramm 6) zeigt den Verlauf der Intensität I, die durch den Sensor gemessen wird über die Zeit t. Der Aufprall des Fremdpartikels verursacht einen "Peak" 7), der über einem festgelegten Sollwertpegel 8) liegt. Durch die Überschreitung des Pegels wird ein Alarm oder eine Weiche ausgelöst.

Fig. 2 zeigt die Anordnung des Sensors 5) in einer Rohrkrümmung und die Bewegungsbahn 3) des Fremdpartikels 4).

Fig. 3 zeigt den Querschnitt des Fräskopfes 9) einer Ballenfräse. Aus Ballen 14) werden mittels Fräsnasen 11) einer Fräswalze 15) Flocken 2) herausgeschleudert. Die Flocken werden mittels einer Absaughaube 10) in eine Rohrleitung 4) geleitet. Mit 13) ist ein Rohr zum Zurückhalten der Ballen bezeichnet. In der Fig. 3 ist ein Stück Schnur 12) zu sehen, das sich um eine Fräsnase 11) der Walze gewickelt hat. Das lose Ende der Schnur schlägt bei der Rotation der Fräswalze gegen die Absaughaube 10) und erzeugt Stöße, die durch einen Sensor 5) festgestellt werden.

Fig. 4 zeigt schematisch den Verlauf der Stoßmessung nach Zeit (t) und Intensität. Mit 7) sind die einzelnen Stöße durch die Schnur auf die Absaughaube verdeutlicht. Die Zeiten t1, t2, t3 entsprechen in etwa der Zeit, die für eine Umdrehung der Fräswalze gebraucht wird. Die Frequenzmessung erfolgt, wenn die Intensität einen eingestellten Pegel 8) überschritten hat. Die Zeiten zwischen den einzelnen Peaks t1, t2, t3 entsprechen in etwa der Zeit für eine Umdrehung der Walze.

Claims (9)

1. Verfahren zur Feststellung von Fremdteilen in einer Textilfaser-Aufbereitungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung von Fremdteilen bei der Bewegung der Textilfasern Schläge oder Stöße auf Teile der Anlage gemessen und ausgewertet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung an oder bei Rohrleitungen oder Absaughauben von Ballenfräsen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung an Ausscheidemessern, Rosten oder Mulden erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stöße oder Schläge direkt, z. B. durch Vibrationsmeßgeräte, Kraftmeßgeräte oder Wegmeßsensoren erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung indirekt, z. B. durch Messung der von den Anlageteilen ausgesandten Schallwellen durch ein Mikrophon erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der Messung nach der Intensität, d. h. der Größe der Meßsignale oder nach deren zeitlicher Ausdehnung der Messung erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der Messung nach der Frequenz erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung nach einer bestimmten Mindestintensität und Mindestfrequenz erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Anlage nach Auswertung und Feststellung von Fremdteilen gestoppt werden oder der Flockenstrom umgeleitet wird.