EP0128240A1 - Device for detecting wild thread windings on rotary members - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a device for monitoring rotating parts of machines and systems for the manufacture, treatment and processing of monofilaments, yarns, wires, tapes, webs and the like for emerging windings or casseroles.
- metal wires are under wires, e.g. Paper tapes or those made of textile fabrics, plastic or metal foils and under webs paper webs, webs made of textile fabrics or knitted fabrics, nonwovens, plastic or metal foils or the like. to understand.
- yarns are wound onto cylindrical tubes in certain production stages. These sleeves on the winding machines and systems are usually driven according to the friction principle. So-called friction, drive or delivery rollers are used for the drive, which are touched by the sleeves to be driven along a surface line.
- the yarn to be wound onto the tube runs - viewed in the direction of yarn travel - in front of the roller / tube contact point with a specific wrap angle over the roller.
- Devices which detect the build-up or formation of windings on rotating parts of, for example, winding machines and systems and report such a fault by passing on a signal and / or bring the relevant winding unit, machine or system to a standstill.
- These devices work mechanically; there are movably arranged sensors in the form of levers, rulers, rails or the like. used, which are usually parallel to the axis of the rotating part and have a certain distance from the surface. The size of this distance is due, among other things, to the dimensions of the sensors and the type of fastening and the possibility to align the sensors, the operability of the machine and the consideration of the accident prevention regulations.
- the invention has for its object to provide a device for monitoring rotating parts for emerging windings or casseroles of the type mentioned, with which the disadvantages of the known devices for detecting emerging windings or casseroles on rotating parts are avoided .
- the device according to the invention has the advantage that a winding or a casserole, which arises on a rotating part of a machine or system for the manufacture, treatment or processing of monofilaments, yarns, wires, tapes, webs or the like, early and above all is detected without mechanical contact. Due to the stopping of the rotating part, the machine or the system due to the change in the signal generated by the sensor, the formation of larger windings or casseroles is prevented; in machines and systems for the manufacture, treatment and processing of yarns, e.g. in the chemical fiber industry, this also prevents the formation of fluff.
- the surface of the rotating parts so that markings arise.
- markings must of course be designed in such a way that they also meet the technological requirements, which relate, among other things, to the surface shape and roughness and the wear.
- the rotating parts can be marked, for example, by dividing their surface into zones of different brightness or into zones of different degrees of reflection. This can be done, for example, by coloring surface parts, by applying or inserting surface parts from materials other than the base material from which the surface of the rotating part is made, through different designs of the surface structure and / or different designs of the surface roughness and / or different designs of the shape accomplish.
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Abstract
Vorrichtung zur Überwachung von drehenden Teilen von Maschinen und Anlagen für die Herstellung, Be- und Verarbeitung von Monofilamenten, Garnen, Drähten, Bändchen, Bahnen und dergleichen auf entstehende Wickel bzw. Aufläufe. Gemäß der Erfindung ist die Oberfläche des drehenden Teils, z.B. einer Friktionswalze eines Schnellwicklers für Filamentgarne, mit Markierungen versehen und gegenüber dieser markierten Oberfläche ein aus einem Sender und einem Empfänger bestehender Sensor, z.B. ein im Bereich infraroter Strahlung arbeitender Sensor, angeordnet, der durch den Vorbeilauf der Markierungen ein Signal erzeugt, dessen Veränderung über Schaltelemente das Stillsetzen des drehenden Teils, der Maschine oder der Anlage bewirkt. Im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen, die mechanisch arbeiten (sie sind mit Fühlern ausgestattet) und erst nach längerer Zeit die Bildung eines Wickels anzeigen, arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne mechanische Berührung, wobei das Entstehen eines Wickels sehr frühzeitig erfaßt wird.Device for monitoring rotating parts of machines and systems for the manufacture, treatment and processing of monofilaments, yarns, wires, tapes, webs and the like for emerging windings or casseroles. According to the invention the surface of the rotating part, e.g. a friction roller of a high-speed winder for filament yarns, provided with markings and a sensor consisting of a transmitter and a receiver, e.g. a sensor working in the area of infrared radiation, which generates a signal by passing the markings, the change of which via switching elements causes the rotating part, the machine or the system to be stopped. In contrast to the known devices that work mechanically (they are equipped with sensors) and only after a long time indicate the formation of a coil, the device according to the invention works without mechanical contact, the emergence of a coil being detected very early.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oberwachung von drehenden Teilen von Maschinen und Anlagen für die Herstellung, Be- und Verarbeitung von Monofilamenten, Garnen, Drähten, Bändchen, Bahnen und dergleichen auf entstehende Wickel bzw. Aufläufe.The invention relates to a device for monitoring rotating parts of machines and systems for the manufacture, treatment and processing of monofilaments, yarns, wires, tapes, webs and the like for emerging windings or casseroles.
Unter Drähten sind beispielsweise Metalldrähte, unter Bändchen z.B. Papierbändchen oder solche aus textilen Geweben, Kunststoff- oder Metallfolien und unter Bahnen Papierbahnen, Bahnen aus textilen Geweben oder Gewirken, Vliesstoffen, Kunststoff- oder Metallfolien o.ä. zu verstehen.For example, metal wires are under wires, e.g. Paper tapes or those made of textile fabrics, plastic or metal foils and under webs paper webs, webs made of textile fabrics or knitted fabrics, nonwovens, plastic or metal foils or the like. to understand.
In der Chemiefaser- und Textilindustrie werden in bestimmten Produktionsstufen Garne auf zylindrische Hülsen aufgewickelt. Dabei werden diese Hülsen auf den Spulmaschinen und -anlagen üblicherweise nach dem Friktionsprinzip angetrieben. Zum Antrieb dienen sogenannte Friktions-, Treib- oder Lieferwalzen, die von den anzutreibenden Hülsen längs einer Mantellinie berührt werden. Das auf die Hülse aufzuwikkelnde Garn läuft - in Garnlaufrichtung gesehen - vor der Berührungsstelle Walze/Hülse mit einem bestimmten Umschlingungswinkel über die Walze. Tritt nun ein Bruch des Garns oder - wenn es sich um ein Filamentgarn handelt - einzelner Filamente des Garns ein, so haftet das vor der Berührungsstelle Walze/Hülse auf der Walze aufliegende Garnende oder haften die vor der Berührungsstelle Walze/ Hülse auf der Walze aufliegenden Filamentenden in den meisten Fällen an der Walze. Dadurch bildet sich auf der Walze ein "Garnauflauf" oder ein "äickel". Durch diesen Wickel wird die Oberfläche der bis dahin bewickelten Hülse beeinträchtigt und es besteht die Gefahr, daß durch den Wickel, wenn er größere Ausmaße annimmt, einzelne Teile der Maschine beschädigt werden oder gar die gesamte Maschine beschädigt wird. Dieses trifft sinngemäß auch zu für andere drehende Teile von Chemiefaser-und Textilmaschinen, beispielsweise solche drehenden Teile, mit denen ein Garntransport oder eine Garnumlenkung erfolgt, also an Galetten, Umlenkrollen etc., ferner für drehende Teile von Maschinen für die Herstellung, Be- und Verarbeitung von Drähten, wie Metalldrähten, Bändchen, wie Bändchen aus Kunststoff-Folie, oder Bahnen, wie textilen Gewebebahnen.In the chemical fiber and textile industry, yarns are wound onto cylindrical tubes in certain production stages. These sleeves on the winding machines and systems are usually driven according to the friction principle. So-called friction, drive or delivery rollers are used for the drive, which are touched by the sleeves to be driven along a surface line. The yarn to be wound onto the tube runs - viewed in the direction of yarn travel - in front of the roller / tube contact point with a specific wrap angle over the roller. If there is a break in the yarn or - if it is a filament yarn - individual filaments of the yarn, this will stick to the contact point le roller / sleeve on the roller end of yarn or in most cases the filament ends lying on the roller in front of the contact point of the roller / sleeve stick to the roller. This creates a "yarn bobbin" or a "nickel" on the roller. This winding affects the surface of the previously wound sleeve and there is a risk that the winding, if it takes on larger dimensions, will damage individual parts of the machine or even damage the entire machine. This applies mutatis mutandis to other rotating parts of man-made fiber and textile machines, for example those rotating parts with which a yarn transport or a yarn deflection takes place, that is to say on godets, deflection rollers etc., and also for rotating parts of machines for the manufacture, loading and Processing of wires, such as metal wires, tapes, such as tapes made of plastic film, or webs, such as textile fabric webs.
Es sind Vorrichtungen bekannt, welche den Aufbau bzw. das Entstehen von Wickeln auf drehenden Teilen von beispielsweise Spulmaschinen und -anlagen erfassen und durch Weitergabe eines Signals eine solche Störung melden und/oder die Stillsetzung der betreffenden Spulstelle, der Maschine oder der Anlage bewirken. Diese Vorrichtungen arbeiten mechanisch; es werden dabei beweglich angeordnete Fühler in Form von Hebeln, Linealen, Schienen o.ä. eingesetzt, die üblicherweise parallel zur Achse des drehenden Teils stehen und zu dessen Oberfläche einen bestimmten Abstand haben. Das Maß dieses Abstands ist u.a. bedingt durch die Abmessungen der Fühler, die Art der Befestigung und die Möglichkeit zur Ausrichtung der Fühler, die Bedienbarkeit der Maschine und die Berücksichtigung der Unfallverhütungsvorschriften. Damit ist jedoch auch festgelegt, daß der entstehende Wickel auf der Oberfläche des drehenden Teils eine bestimmte Dicke erreichen muß, ehe er mit dem Fühler in Berührung kommt. Beim Aufbau des Wickels wird also zuerst der mechanisch arbeitende Fühler vom anwachsenden Wickel berührt und legt dann mit der Zunahme des Durchmessers des Wickels einen bestimmten Weg zurück, an dessen Ende ein mit dem Fühler verbundener Schalter anspricht, der ein Signal erzeugt. Von der ersten Berührung des mit dem drehenden Teil, z.B. einer Walze, sich drehenden Wickels mit dem Fühler bis zum Ansprechen des Signalschalters entstehen an der Berührungsstelle Fühler/Wickel - infolge der Beschädigung des Garns - Flusen. Diese Flusen beeinflussen dadurch, daß sie an der betroffenen oder auch an benachbarten Spulstellen eingespult werden, die Qualität des Garns bzw. der Garne, was bei dessen bzw. deren Weiterverarbeitung zu Schwierigkeiten führt. Ausserdem wird durch die Flusen die Funktionssicherheit der sich drehend und der sich linear bewegenden Teile der Spulmaschine beeinträchtigt. Dieses macht sich insbesondere bei den heute üblichen hohen Geschwindigkeiten der Aufwickel-, Umspul- und Verarbeitungsmaschinen in den Chemiefaser-Produktionsstätten sehr nachteilig bemerkbar.Devices are known which detect the build-up or formation of windings on rotating parts of, for example, winding machines and systems and report such a fault by passing on a signal and / or bring the relevant winding unit, machine or system to a standstill. These devices work mechanically; there are movably arranged sensors in the form of levers, rulers, rails or the like. used, which are usually parallel to the axis of the rotating part and have a certain distance from the surface. The size of this distance is due, among other things, to the dimensions of the sensors and the type of fastening and the possibility to align the sensors, the operability of the machine and the consideration of the accident prevention regulations. However, this also stipulates that the resulting roll must reach a certain thickness on the surface of the rotating part before it comes into contact with the sensor. When the winding is built up, the mechanically working sensor is therefore first touched by the growing winding and then travels a certain distance as the diameter of the winding increases, at the end of which a switch connected to the sensor responds, which generates a signal. From the first contact of the winding rotating with the rotating part, for example a roller, with the sensor up to the activation of the signal switch, sensor / winding occurs at the contact point - due to damage to the yarn - fluff. These lint influence the quality of the yarn or yarns by being wound on the affected or also on adjacent winding stations, which leads to difficulties in the processing thereof. In addition, the functional reliability of the rotating and the linearly moving parts of the winding machine is impaired by the fluff. This is particularly noticeable at today's high speeds of winding, rewinding and processing machines in man-made fiber production facilities.
Die beschriebenen Nachteile gelten in ähnlicher Weise auch für drehende Teile von Maschinen und Anlagen für die Herstellung, Be- und Verarbeitung von Drähten, Bändchen oder Bahnen.The disadvantages described also apply in a similar way to rotating parts of machines and systems for the manufacture, treatment and processing of wires, tapes or webs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur überwachung von drehenden Teilen auf entstehende Wickel bzw. Aufläufe der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit der die aufgeführten Nachteile der bekannten Vorrichtungen zum Erfassen von entstehenden Wickeln bzw. Aufläufen auf drehenden Teilen vermieden werden.The invention has for its object to provide a device for monitoring rotating parts for emerging windings or casseroles of the type mentioned, with which the disadvantages of the known devices for detecting emerging windings or casseroles on rotating parts are avoided .
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der ein- gangs genannten Art durch die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved in a device of the type mentioned at the outset by the features specified in the characterizing part of claim 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 8 angegeben.Advantageous embodiments of the device according to the invention are specified in claims 2 to 8.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil, daß ein Wickel bzw. ein Auflauf, der auf einem drehenden Teil einer Maschine oder Anlage für die Herstellung, Be- oder Verarbeitung von Monofilamenten, Garnen, Drähten, Bändchen, Bahnen oder dergleichen entsteht, frühzeitig und vor allem ohne mechanische Berührung erfaßt wird. Durch die auf Grund der Veränderung des vom Sensor erzeugten Signals erfolgende Stillsetzung des drehenden Teils, der Maschine oder der Anlage wird die Bildung von größeren Wickeln bzw. Aufläufen verhindert; bei Maschinen und Anlagen für die Herstellung, Be- und Verarbeitung von Garnen, also z.B. in der Chemiefaserindustrie, wird dadurch außerdem die Entstehung von Flusen vermieden.The device according to the invention has the advantage that a winding or a casserole, which arises on a rotating part of a machine or system for the manufacture, treatment or processing of monofilaments, yarns, wires, tapes, webs or the like, early and above all is detected without mechanical contact. Due to the stopping of the rotating part, the machine or the system due to the change in the signal generated by the sensor, the formation of larger windings or casseroles is prevented; in machines and systems for the manufacture, treatment and processing of yarns, e.g. in the chemical fiber industry, this also prevents the formation of fluff.
Entsprechend der Erfindung ist die Oberfläche der sich drehenden Teile so ausgebildet, daß Markierungen entstehen. Diese Markierungen müssen selbstverständlich so gestaltet sein, daß sie auch die technologischen Forderungen, die sich u.a. auf die Oberflächengestalt und -rauhigkeit und den Verschleiß beziehen, erfüllen. Die Markierung der sich drehenden Teile kann z.B. dadurch erfolgen, daß deren Oberfläche in Zonen unterschiedlicher Helligkeit oder in Zonen unterschiedlichen Reflektionsgrads unterteilt wird. Dieses läßt sich beispielsweise durch Einfärben von Oberflächenteilen, durch Auftragen oder Einlegen von Oberflächenteilen aus anderen Werkstoffen als der Grundwerkstoff, aus dem die Oberfläche des drehenden Teils besteht, durch unterschiedliche Ausführung der Oberflächenstruktur und/ oder unterschiedliche Ausführung der Oberflächenrauhigkeit und/oder unterschiedliche Ausführung der Form bewerkstelligen.According to the invention, the surface of the rotating parts so that markings arise. These markings must of course be designed in such a way that they also meet the technological requirements, which relate, among other things, to the surface shape and roughness and the wear. The rotating parts can be marked, for example, by dividing their surface into zones of different brightness or into zones of different degrees of reflection. This can be done, for example, by coloring surface parts, by applying or inserting surface parts from materials other than the base material from which the surface of the rotating part is made, through different designs of the surface structure and / or different designs of the surface roughness and / or different designs of the shape accomplish.
Als Schaltelemente können z.B. Relais eingesetzt werden.As switching elements e.g. Relays are used.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an example.
An einem üblichen Schnellwickler für Chemiefasergarne mit einem Arbeitsbereich (Geschwindigkeitsbereich) von 3.500 bis 5.000 m/min, der sowohl nach dem Prinzip des Friktions- als auch Achsantriebs arbeiten kann, wurde das mit einem Abstand von 3 mm gegenüber der Oberfläche der zylindrischen Friktionswalze und parallel zu deren Achse angeordnete Fühlerlineal, das bei Auslenkung bei einem auf der Friktionswalze entstehenden Wickel einen elektrischen Schalter betätigt, entfernt. Auf der Oberfläche der Friktionswalze, die im ursprünglichen Zustand auf dem ganzen Umfang mattverchromt war, wurde auf galvanischem Wege ein achsparalleler über die ganze Länge der Friktionswalze reichender Streifen von 20 mm Breite glanzverchromt. Die Walze hatte einen Durchmesser von 160 mm. Bei 6 gleichzeitig zu bewickelnden Spulenhülsen wurden ebenso viele im Bereich der infraroten Strahlung arbeitende, jeweils aus einem Sender und einem Empfänger bestehende Sensoren (IR-Lichtschranken) mit einem Abstand von 5 mm zur Oberfläche und senkrecht zur Mittelachse der Friktionswalze so angeordnet, daß jeder Sensor mittig zum Wicklungshub der zugeordneten Spulenhülse steht.This was done on a conventional high-speed winder for synthetic fiber yarns with a working range (speed range) of 3,500 to 5,000 m / min, which can work on the principle of both friction and axle drive, at a distance of 3 mm from the upper area of the cylindrical friction roller and parallel to the axis of the sensor ruler, which actuates an electrical switch when deflected when a winding is formed on the friction roller. On the surface of the friction roller, which was chrome-plated on the entire circumference in the original state, an axially parallel strip of 20 mm width extending over the entire length of the friction roller was chrome-plated. The roller had a diameter of 160 mm. With 6 coils to be wound at the same time, just as many sensors (IR light barriers) working in the area of infrared radiation, each consisting of a transmitter and a receiver, were arranged at a distance of 5 mm from the surface and perpendicular to the central axis of the friction roller so that each sensor is centered on the winding stroke of the associated coil sleeve.
Für die Auslegung der Sensoren galten folgende Bedingungen:
- Befindet sich die mattverchromte Fläche der Friktionswalze unter dem Sensor, so hat das vom Sensor ausgehende elektrische Signal eine Spannung von 50 Millivolt. Befindet sich der glanzverchromte Streifen der Friktionswalze unter dem Sensor, so hat das vom Sensor ausgehende elektrische Signal eine Spannung von 200 Millivolt. Bei einer Drehzahl von 8.400 Umdrehungen pro Minute ergaben sich somit 8.400 Signalwechsel pro Minute, was einer Frequenz von 140 Hz entspricht. Die zu den Schaltelementen gehörende Auswerte-Elektronik war eingestellt auf einen Arbeitsbereich von 100 bis 200 Hz; sie gab an die zu den Schaltelementen gehörenden Ausgangsrelais dann ein Sammelsignal weiter, wenn die Frequenz des von den Sensoren kommenden Signalwechsels mindestens 1,0 Sekunden lang unter 40 Hz absank. Beim Entstehen eines Bruchs eines der 6 auf denselben Wickler aufzuspulenden Filamentgarne aus Polyamid-6,6 mit jeweils einem Titer von 101 dtex und 17 Einzelfilamenten sank die Frequenz auf unter 40 Hz ab, was zur Abschaltung des Schnellwicklers bei gleichzeitigem Kappen (Abschneiden) der Garne der restlichen 5 Spulen dieses Wicklers führte. Nach Stillstand der Friktionswalze wurde die Dicke des Wickels auf dieser Walze gemessen. Festzustellen waren nur wenige Garnlagen, deren Gesamtdicke unter 0,5 mm betrug.
- If the matt chrome-plated surface of the friction roller is under the sensor, the electrical signal coming from the sensor has a voltage of 50 millivolts. If the bright chrome-plated strip of the friction roller is under the sensor, the electrical signal coming from the sensor has a voltage of 200 millivolts. At a speed of 8,400 revolutions per minute, there were 8,400 signal changes per minute, which corresponds to a frequency of 140 Hz. The evaluation electronics belonging to the switching elements were set to a working range from 100 to 200 Hz; she gave ge to the switching elements output relay continues to transmit a collective signal if the frequency of the signal change coming from the sensors has dropped below 40 Hz for at least 1.0 seconds. When a breakage occurred in one of the 6 filament yarns made of polyamide-6.6 to be wound onto the same winder, each with a titer of 101 dtex and 17 individual filaments, the frequency dropped to below 40 Hz, which caused the high-speed winder to be switched off while the yarns were cut (cut) of the remaining 5 coils of this winder. After the friction roller stopped, the thickness of the roll on this roller was measured. There were only a few layers of yarn whose total thickness was less than 0.5 mm.
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