DE4117953A1 - Verfahren zur ueberwachung und zum austauschen bzw. ersetzen von laeufern auf spinnringen von spinnstellen in einer ringspinnmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gem. Oberbegriff von Anspruch 1.

In den heutigen Ringspinnmaschinen werden zur Führung des Fadens in der Regel Läufer benutzt, welche auf Spinnringen um eine Spindel oder eine entsprechende Spule herumlaufen. Diese Läufer sind kleine Metallklammern, welche eine wulstartig erweiterte obere Kante der Spinnringe umfassen. Beim Spinnen laufen diese Läufer auf dem Spinnring um die Spindel bzw. Spule. Dabei erreichen die Läufer heute eine Geschwindigkeit beim Verspinnen von Baumwolle und bei ei­ nem Ringdurchmesser von ca. 45 mm von 32 bis 40 m pro Sekunde. Es ist verständlich, daß bei diesen Geschwin­ digkeiten die Läufer einem hohen Verschleiß unterworfen sind, zumal der Läufer in der Regel aus Metall und der Spinnring ebenfalls aus Metall besteht. Nur ein rasch auf­ gebauter, lückenloser Faserfilm vermag auf natürliche Art die durch die hohe Läufergeschwindigkeit stark erhöhte Freß- bzw. Verschweißneigung der metallischen Gleit­ partner wirkungsvoll zu verhüten, indem er deren unmit­ telbaren Kontakt verhindert. Dennoch ist die Lebensdauer eines Läufers auf 100 bis 300 Stunden begrenzt, während die Spinnringlebensdauer im Dreischichtbetrieb bei 2 bis 4 Jahren liegt.

Wird der spezifische Läuferverschleiß in Funktion der Läufereinsatzdauer untersucht, so stellt sich eine typi­ sche "Badewannenkurve" heraus. Die neu eingesetzten Läufer verschleißen zunächst außerordentlich stark. Dieser ex­ trem hohe Anfangsverschleiß erklärt sich dadurch, daß zwischen einem neuen Läufer und dem Ring praktisch nur eine Punktberührung vorhanden ist und sich noch kein Fa­ serfilm befindet. Daraus resultiert eine sehr hohe spe­ zifische Belastung (Flächenpressung) zwischen Ring und Läufer, was eine extrem starke örtliche Erwärmung des Läufers zur Folge hat, so daß der Läuferverschleiß überproportional hoch ist.

Nach einigen Einsatzstunden hat sich als Folge des hohen Verschleißes im Läufer eine Verschleißkalotte ausge­ bildet. Dadurch sinkt die Flächenpressung sehr stark ab, und die örtliche Entwicklung der Reibungswärme, d. h. die örtliche Läufertemperatur geht zurück. Damit reduziert sich auch der spezifische Läuferverschleiß um eine er­ hebliche Größenordnung.

Ein geringer Verschleiß des Läufers ist aber trotzdem unumgänglich. Dadurch wird auch die Verschleißkalotte langsam größer, und der verbleibende Läuferquerschnitt in der Berührungszone nimmt ab. Durch die Verkleinerung des Läuferquerschnitts wird wiederum der Abtransport der Rei­ bungswärme in die beiden Läuferschenkel erschwert. Die örtliche Läufertemperatur und übrigens auch die Ringtem­ peratur steigen wieder an, womit ebenfalls wiederum auch der spezifische Läuferverschleiß zunimmt. Der Ver­ schleißanstieg führt dann in der Regel relativ schnell zum Läuferausfall. Hierdurch ergibt sich die o.g. "Badewannenkurve".

Immer wenn der Läufer örtlich sehr heiß wird, d. h. wenn er eine hohe spezifische Verschweißrate aufweist, besteht eine akute Gefahr der Bildung von Mikroverschweißungen. Dabei wird Läufermaterial auf die Spinnringoberfläche auf­ geschweißt. Diese Aufschweißungen sind außerordentlich hart und können daher vom Läufer nicht mehr abgetragen werden. Der Läufer erhält deshalb durch eine solche Auf­ schweißung bei jedem Umgang einen Schlag. Aber auch die Aufschweißungen erhalten Schläge. Durch diese hochfre­ quente Bearbeitung der Aufschweißungen spielen sich Er­ müdungsvorgänge ab, welche in Kombination mit einer Un­ terrostung dazu führen, daß die Aufschweißungen unter Zurücklassung eines Kraters (Lochfraß) vom Ring abge­ trennt werden. Ein hoher spezifischer Läuferverschleiß zieht deshalb auch einen hohen und gefährlichen Ringver­ schleiß nach sich. Es gilt somit, hohe spezifische Läu­ ferverschleißraten zu vermeiden.

Zur Verringerung des Verschleißes vom Spinnring ist ein Ringeinlaufprogramm vorgesehen, bei dem kundenspezifisch bei einem Neueinsatz von einem Spinnring die Spindel­ drehzahl von einem Minimalwert aus langsam hochgefahren wird. Hierbei werden die Anzahl der Läuferausfälle, die Anzahl der Läufer mit starkem Verschleiß und die mittlere Läuferabnutzung bestimmt. Erst wenn bestimmte Grenzwerte erreicht sind, kann die Spindeldrehzahl erhöht werden.

In der DE-A 39 37 439 wird ein allgemeines Verfahren zum Bestimmen von Wartungsintervallen an einer Spinnereima­ schine beschrieben, wobei für wenigstens ein Arbeitsorgan eine Anzahl von Arbeitsspielen als Grenzwert festgelegt wird. Dies kann beispielsweise bei rotierenden Elementen eine Anzahl von Umdrehungen sein. Ein derartiges Verfahren ist aber viel zu ungenau und überhaupt nicht auf die Anforderungen des einzelnen Arbeitselementes abgestimmt.

Um die hohen Anfangsverschleißraten zu reduzieren, wurde deshalb vorgeschlagen, nach dem Läuferwechsel die Spindel­ drehzahl während einer gewissen Zeit etwas abzusenken, d. h. es wird versucht, daß sich die neuen Läufer erst etwas einlaufen.

Um einen Wiederanstieg des Läufer- und Ringverschleißes auch nach längerer Läufereinsatzdauer zu begrenzen, wurde vorgeschlagen, in einer Hilfseinrichtung eine Ringtempera­ turmeßsonde zu installieren, um immer dann, wenn zu viele Spinnringe eine zu hohe Temperatur aufweisen, Austausch­ maßnahmen einleiten zu können. Diese Methode ist aller­ dings außerordentlich aufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfacheres Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu entwickeln, um Schäden an den Spinnringen vorzubeugen bzw. die Verschleißrate der Läufer herabzusetzen.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß das Vorhandensein von Läufern in einer bestimmten Anzahl von Spinnstellen ermittelt und bei Überschreiten einer vorgegebenen Aus­ fallquote von Läufern ein Signal gegeben wird und/oder ein Austausch aller oder einer vorbestimmten Anzahl von Läufern an dieser Maschine erfolgt.

Die Erfindung macht sich somit von der oben beschriebenen "Badewannenkurve" insbesondere die letzte Läuferphase zunutze, bevor er ausfällt. Diese Phase ist relativ kurz, so daß das Erreichen einer bestimmten Ausfallquote von Läufern darauf schließen läßt, daß auch die übrigen Läufer in nächster Zeit ausfallen werden. Deshalb ist dann ein Austausch von sämtlichen Läufern einer bestimmten Maschine oder einer bestimmten Maschinenseite oder einer bestimmten Anzahl von Läufern, die zusammen in den Einsatz gebracht wurden, ratsam. Dies geschieht zum Beispiel, wenn die Ausfallquote bei 1% liegt. Genauere Prozentsätze wird die Praxis zeigen.

Da eine manuelle bzw. optische Kontrolle der Läufer durch Bedienpersonen nicht möglich oder nur unter erheblich schwierigen und teuren Umständen möglich ist, bietet sich ein automatisiertes Verfahren an. Hierzu sollte grundsätz­ lich ein Sensor vorhanden sein, welcher das Vorhandensein eines Läufers detektieren kann. Von dem vorliegenden er­ findungsgemäßen Verfahren wird sowohl der Gedanke um­ faßt, daß dieser Sensor den Spinnring umkreist, um fest­ zustellen, ob noch ein Läufer auf dem Spinnring vorhanden ist, als auch der Gedanke, daß der Läufer an einem fest­ stehenden Sensor vorbeigeführt wird. Selbstverständlich ist auch eine Kombination beider Bewegungen möglich. We­ sentlich ist, daß, sollte ein Läufer vorhanden sein, die­ ser relativ zum Sensor an ihm vorbeigeführt wird.

Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren zusammen mit einem Roboter zum Ermitteln eines Fadenbruches und zum Anspinnen durchgeführt. Ein derartiger Roboter ist in der EP-A-9 01 05 020 beschrieben. Dieser Roboter führt beim Anspinnen den Läufer dem Faden zu, wobei auf der Oberfläche des Spinnringes zum Erfassen bzw. Verschieben des Läufers eine Bürste kreist. Mit dieser Bürste kann der Läufer aber auch an einem entsprechenden Sensor vorbei­ geführt werden. In der Regel ist der Roboter so gesteuert, daß er zwei oder mehrere Ansetzversuche unternimmt, d. h., daß die Bürste zwei oder mehrmals auf der Ringoberfläche kreist. Wird dann der Faden nicht gefangen bzw. sind die Ansetzversuche erfolglos, wird das Anspinnen abgebrochen. Bereits diese Tätigkeit kann zur Läuferkontrolle verwendet werden. Die Läuferkontrolle kann aber auch unabhängig von einem Anspinnversuch stattfinden.

Besonders wichtig ist die Läuferkontrolle auch während des oben erwähnten Ringeinlaufprogrammes. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Ausfallquote des Läufers auch während des Ringeinlaufprogrammes ermittelt und die Erhöhung der Spindeldrehzahl gesteuert werden.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Überwachen und zum Austauschen bzw. Ersetzen von Läufern auf Spinnringen einer Ringspinnmaschine macht sich vorhandene Hilfsein­ richtungen zunutze. Hierzu gehört einmal die sogenannte Maus, welche bereits jetzt schon eingesetzt wird, um einen Läufer zu detektieren. Allerdings wird hierdurch in der Regel detektiert, ob der Läufer durch den Spinnfaden an der Maus vorbeigeführt wird. Bricht der Spinnfaden, so kann die Maus auch keinen Läufer feststellen, obwohl dieser vorhanden und noch nicht verschlissen ist. Hierdurch wird eine Aussage bezügl. der Ausfallquoten gefälscht.

Deshalb sollte einem entsprechenden Sensor eine Hilfsein­ richtung zugeordnet sein, welche den Läufer an dem Sensor vorbeiführt. Einmal bietet sich hierzu Druckluft an, wel­ che so ausgerichtet ist, daß der Läufer auf dem Spinnring kreist. Eine entsprechende Einrichtung zur Zuführung von Druckluft kann beispielsweise separat an der Maus einge­ richtet werden, wobei allerdings der konstruktive Aufwand erhöht wird.

Besonders bietet es sich aber an, eine Vorrichtung zu be­ nutzen, welche in der o.g. EP-A-9 01 05 020 beschrieben ist. Auch dort gibt es bereits Blasdüsen, mittels welchen der Läufer bewegt werden kann. Besonders geeignet zum Bewegen des Läufers erscheint aber ein dort beschriebener und oben bereits erwähnter Anspuler bzw. ein drehbarer Ring, an dem eine Bürste vorgesehen ist, welche auf der Oberfläche des Spinnringes gleitet. Mit dieser Bürste kann der Läufer in jedem Fall im Kreis auf dem Spinnring bewegt werden und muß dann den Erfassungsbereich des Sensors durchlaufen. Die Läuferkontrolle kann vor oder während eines Ansetzversuches erfolgen. Hierdurch erfährt die in der genannten europäischen Patentanmeldung beschriebene Vorrichtung einen neuen Anwendungsbereich.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfin­ dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung be­ vorzugter Ausführungsbeispiele, sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 eine sSchematische Draufsicht auf eine Spinnstelle an einer Ringspinnmaschine mit einer Einrichtung zur Läufererkennung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines weiteren Aus­ führungsbeispiels einer Einrichtung zur Läuferer­ kennung in Gebrauchslage.

In Fig. 1 ist von einer Ringspinnmaschine lediglich ein Teil eines Maschinenrahmens 1 dargestellt. Die übrigen Teile der Ringspinnmaschine sind der Übersichtlichkeit halber vernachläßigt.

Ferner ist von einer Spinnstelle 2 der Ringspinnmaschine lediglich eine Spindel 3 und ein die Spindel 3 umfangender Spinnring 4 angedeutet. Auf diesem Spinnring 4 bewegt sich ein Läufer 5, welcher zur Führung eines nicht näher gezeigten Fadens dient.

In der in Fig. 1 gezeigten Gebrauchslage ist der Spinn­ stelle 2 eine Hilfsvorrichtung 6 zum Anspulen des Fadens zugeordnet, wobei diese Hilfsvorrichtung 6 näher in der EP-A-9 01 05 020 beschrieben ist. Hierbei umfaßt ein Anspuler 7 mit einem Ring 8 die Spindel 3, wobei der Ring 8 nicht durchgehend geschlossen ist, sondern eine Ausspa­ rung zur Aufnahme der Spindel 3 aufweist.

Der Ring 8 kann jedoch in dem Anspuler 7 drehen, wobei hierzu eine entsprechende Lagerung für den Ring 8 in dem Anspuler 7 vorgesehen ist. Die Drehung des Ringes 8 wird durch entsprechende Räder 9 und 10 bewirkt, welche bei­ spielsweise mit einer Zahnung eine Außenzahnung des Rin­ ges 8 ablaufen können.

Rechts neben dem Ring 8 ist im übrigen ein Fadenführer 11 zu erkennen, der jedoch für die vorliegende Erfindung ohne Bedeutung ist.

Die vorliegende Erfindung macht sich dagegen die Anordnung eines kleinen Schiebers 12 zunutze, welcher auf der Unter­ seite an dem Ring 8 zwischen dem Ring 8 und dem Spinnring 4 angeordnet ist. Wie in der o.g. EP-A-9 01 05 020 aus­ geführt, kann dieser Schieber 12 aus einer Bürste beste­ hen. Der Schieber 12 hat auf jeden Fall die Aufgabe, daß er bei Drehung des Ringes 8 in oder entgegen Richtung z auf der Ringbank 4 gleitet und, falls ein Läufer 5 vorhanden ist, diesen mitnimmt. Beim Anspinnen wird der als Bürste ausgebildete Schieber 12 dazu benutzt, dem Läufer 5 einen Faden zuzuführen. Gemäß der vorliegenden Erfindung hat jedoch der Schieber 12 die Aufgabe, den Läufer 5 an einem Sensor 13 vorbeizuführen, der die Anwesenheit des Läufers 5 detektiert. Die Ausgestaltung des Sensors 13 ist von untergeordneter Bedeutung, in jedem Fall muß er erkennen können, wenn ein Läufer 5 an ihm vorbeigeführt wird. Beispielsweise kann der Sensor 13 ein Lichttaster oder ein Namur-Wegaufnehmer sein.

Dieser Sensor 13 und das ihn haltende Steuergehäuse 14 sind im übrigen für Ringspinnmaschinen bekannt und werden als "Maus" bezeichnet. Bislang hatte diese Maus 15 die Aufgabe festzustellen, ob ein Fadenbruch an der Spinn­ stelle stattgefunden hat oder nicht. Sobald ein Fadenbruch stattgefunden hat, bewegt sich der Läufer 5 nicht mehr und wird somit auch nicht an dem Sensor 13 der Maus 15 vorbei­ geführt, so daß die Maus 15 auch keine Bewegung des Läufers 5 detektieren kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt sich aber aus dem Zusammenspiel von Hilfseinrichtung 6 und Maus 15, daß der Schieber 12 den Läufer 5, sofern er vorhanden ist, an dem Sensor 13 vorbeiführt und dieser Sensor 13 das Vorhanden­ sein des Läufers 13 feststellen kann. Sollte beispiels­ weise eine zweimalige Drehung des Ringes 8 zu keiner De­ tektion des Läufers führen, so muß davon ausgegangen wer­ den, daß kein Läufer 5 mehr auf dem Spinnring 4 vorhanden ist.

Für die Bewegung der Maus 15 in Richtung des Doppelpfeiles x ist im übrigen schematisch eine Führungsbahn 16 angedeu­ tet, welche auch beispielsweise ein einfaches Zugmittel od. dgl. sein kann.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung gem. Fig. 2 ist ebenfalls die Spindel 3 mit dem Spinnring 4 und dem Läufer 5 angedeutet. Sie wird von einer Hilfseinrichtung 6a zum Bewegen des Läufers 5 auf dem Spinnring, 4 umfan­ gen, wobei sie teilweise der eben beschriebenen Maus 15 ähnelt. Dem entsprechenden Steuergehäuse 14 sitzt jedoch einseitig ein Sensor 13a auf, welcher wie der Sensor 13 einen Läufer bei dessen Bewegung auf dem Spinnring 4 ermitteln kann, sofern der Läufer 5 an ihm vorbeigeführt wird.

Andererseits ist mit dem Steuergehäuse 14 ein Kragarm 17 gelenkig verbunden, wobei dieser Kragarm 17 aus einer in Fig. 2 gezeigten Gebrauchslage in Richtung y in eine Trans­ portlage geschwenkt werden kann. Ein entsprechendes Dreh­ gelenk mit dem Steuergehäuse 14 ist mit 18 gekennzeichnet.

Befindet sich das Steuergehäuse 14 auf Höhe der Spindel 3, so springt der Kragarm 17, welcher erfindungsgemäß L-för­ mig ausgebildet ist, in seine in Fig. 2 gezeigte Gebrauchs­ lage. Nunmehr wird Druckluft aus verschieden ausgerichte­ ten Düsen 19 zugeführt, wobei die Ausrichtung der Düsen 19 sowohl an dem Steuergehäuse 14 als auch an dem Kragarm 17 so erfolgt, daß ein Läufer 5 auf dem Spinnring 4 entgegen der Drehrichtung z bewegt werden kann. Hierbei ist auch daran gedacht, die dem Sensor 13a nächstliegende Düse 19a zuerst mit Druckluft zu beaufschlagen und dann nach­ einander die nachfolgende Düse entgegen der Drehrichtung z mit Druckluft zu versorgen. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß der Läufer 5 in jedem Fall in den Bereich des Sensors 13a gelangt.

Wird die Hilfseinrichtung 6a weiter bewegt, beispielswei­ se an der Führungsbahn 16, so klappt der Kragarm 17 in Schwenkrichtung y ab und gelangt so aus dem Bereich des Spinnringes 4.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird auf Fig. 4 der o.g. EP-A-9 01 05 020 verwiesen. Dort sind bereits Blasdüsen vorgesehen, mittels welchen der Läufer bewegt werden kann. Durch Ausrichtung von anderen zusätzlichen Blasdüsen ist auch eine Verschiebung des Läu­ fers auf dem Spinnring möglich, wobei lediglich gewähr­ leistet sein muß, daß dieser Läufer an einem entspre­ chend angeordneten Sensor vorbeigeführt wird.

Positionszahlenliste

 1 Teil eines Maschinenraums
 2 Spinnstelle
 3 Spindel
 4 Spinnring
 5 Läufer
 6 Hilfseinrichtung
 7 Anspuler
 8 Ring
 9 Rad
10 Rad
11 Fadenführer
12 Schieber
13 Sensor
14 Steuergehäuse
15 Maus
16 Führungsbahn
17 Kragarm
18 Drehgelenk
19 Düse
y Schwenkrichtung
x Bewegung von 15
z Drehrichtung

Claims (10)

1. Verfahren zum Überwachen und zum eventuellen Aus­ tauschen bzw. Ersetzen von Läufern auf Spinnringen von Spinnstellen in einer Ringspinnmaschine dadurch gekennzeichnet, daß das Vorhandensein von Läufern in einer bestimmten Anzahl von Spinnstellen ermittelt und bei Überschreitung einer vorgegebenen Ausfallquote von Läufern ein Signal gegeben wird und/oder ein Aus­ tausch aller oder einer vorbestimmten Anzahl von Läufern an dieser Maschine erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Austausch bei einer Ausfallquote von z. B. 1% erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung des Vorhandenseins des Läufers ein Sensor an ihm oder der Läufer an einem Sensor vorbeigeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellung mittels optischer oder kapazi­ tiver Sensoren durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung des Vorhandenseins eines Läufers zusammen mit einem An­ setzversuch bei der Behebung eines Fadenbruches erfolgt.

6. Vorrichtung zum Überwachen und zum eventuellen Aus­ tauschen bzw. Ersetzen von Läufern auf Spinnringen von Spinnstellen in einer Ringspinnmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spinnring (4) mit Läufer (5) ein Sensor (13) zugeordnet ist, welcher den Läufer (5) detektiert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (5) an dem Sensor (13) vorbeiführbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (5) mit Druckluft od. dgl. beauf­ schlagbar ist und unter dieser Druckluft sich auf dem Spinnring am Sensor (13) vorbeibewegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Spinnring (4) ein mechanisches Element, beispielsweise ein Schieber (12) zugeordnet ist, welcher bei seiner Bewegung auf dem Spinnring (4) den Läufer (5) mitnimmt und an dem Sensor (13) vorbeiführt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (12) Teil einer Robotereinrichtung gemäß der EP-A-9 01 05 020 ist, welcher einen Faden­ bruch behebt.