EP1076123A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Zentrifugenspinnen - Google Patents

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EP1076123A1
EP1076123A1 EP00114596A EP00114596A EP1076123A1 EP 1076123 A1 EP1076123 A1 EP 1076123A1 EP 00114596 A EP00114596 A EP 00114596A EP 00114596 A EP00114596 A EP 00114596A EP 1076123 A1 EP1076123 A1 EP 1076123A1
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EP
European Patent Office
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spinning
centrifuge
thread
yarn
frequency
Prior art date
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Granted
Application number
EP00114596A
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English (en)
French (fr)
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EP1076123B1 (de
Inventor
Karl Koltze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
W Schlafhorst AG and Co
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Filing date
Publication date
Application filed by W Schlafhorst AG and Co filed Critical W Schlafhorst AG and Co
Publication of EP1076123A1 publication Critical patent/EP1076123A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1076123B1 publication Critical patent/EP1076123B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00—Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/14—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions ; Monitoring the entanglement of slivers in drafting arrangements
    • D01H13/16—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions ; Monitoring the entanglement of slivers in drafting arrangements responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
    • D01H1/08—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously cup, pot or disc type, in which annular masses of yarn are formed by centrifugal action

Definitions

  • the invention relates to a method for centrifugal spinning with the features mentioned in the preamble of claim 1 and a device for centrifugal spinning with the in The preamble of claim 10 mentioned features.
  • a fiber sliver stretched in a drafting system for example placed in a spinning can, or a roving in the form of a flyer spool, which is also referred to as a sliver, is introduced into a rotating spinning centrifuge by means of a changeable and lowerable thread guide, spun into a thread and known as a thread Spin cake placed on the inside wall of the spinning centrifuge.
  • a changeable and lowerable thread guide spun into a thread and known as a thread Spin cake placed on the inside wall of the spinning centrifuge.
  • this thread leg gives the thread to be produced the necessary rotation before it is placed on the rotating inner surface of the centrifuge as a spin cake.
  • the thread material spun up to this point in time is rewound onto a rewinding tube introduced into the centrifuge.
  • This winding process is initiated, for example, by the winding tube being pushed forward into the path of the yarn leg.
  • the winding tube detects with its sleeve edge the rotating yarn leg emerging from the thread guide, as a result of which the spin cake deposited on the inner wall of the spinning centrifuge is wound onto the winding tube.
  • This wrapping process can break the yarn, which leads to the fact that when wrapping the package on the A package residue remains in the centrifuge.
  • Detect thread sensor delivers Presence of the roving a corresponding output signal.
  • the thread sensor detects the movement of the roving and delivers a movement proportional to it Output signal, preferably a noise signal.
  • Such Monitoring the movement of the roving is, for example, in DE 42 06 030 A1 or DE 42 06 031 A1.
  • the roving delivery is carried out by means of a so-called Match stop device interrupted.
  • Match stop device interrupted.
  • the drafting devices are arranged sliver stop devices known for example from DE 38 22 930 A1.
  • the Invention based on the object, a method and a To create device by means of which in a simpler and can be ensured cost-effectively that the individual spinning centrifuges to a centrifuge spinning machine Start of the spinning cycle in an optimal, in particular are empty.
  • the object is achieved by a method with the solved in claim 1 features.
  • the rotational frequency of the rotating yarn leg means a thread sensor detecting the movement of the thread is measured. That is, between the drafting system and iridescent, tubular thread guide arranged Thread sensor detects itself in the area of the thread sensor adjusting thread movement, the rotational frequency of the Corresponds to the thread leg in the spinning centrifuge.
  • this thread movement corresponding to the rotational frequency of the yarn leg is filtered out of the noise signal determined by means of the thread sensor and representing the movement of the thread.
  • the noise signal is conducted, for example, via a filter stage, which determines a frequency signal based on the rotational frequency of the yarn leg.
  • the processing of this frequency signal for example by means of a Fast Fourier transform or the like, leads to frequency lines lying in certain spectral ranges, which can be clearly assigned to certain free radii within the centrifuge.
  • the respective rotational frequency of the yarn legs is detected simultaneously at all workplaces. Since in a measuring and evaluation unit there is a clear assignment to each spinning station, a comparison of the rotational frequencies of the yarn legs with one another can immediately determine whether and in which of the spinning centrifuges there is still a package residue. Since it can be assumed that a package residue occurs relatively rarely and even more rarely at several workplaces at the same time, the determined rotational frequencies of the yarn legs can also be compared with one another, so that the provision of an external soli value can be dispensed with.
  • the spinning stations, which have no package residue, quasi deliver an internal setpoint. If a package residue is found in a spinning centrifuge, the evaluation unit immediately sends a corresponding control signal to the sliver stop device of the job in question. This means that the further feeding of roving is stopped at the relevant job.
  • the centrifuge spinning machine has via a sensor device that makes it possible, at least one of those occurring during a spinning cycle physical values.
  • the detected value is e.g. in a workstation computer or a central one Spinning machine computer, compared with a target value and off the result of this comparison on the loading condition of the individual spinning centrifuges closed.
  • the sensor device is preferably designed as a thread sensor arranged between the drafting device and the thread guide and detecting the presence of a thread. Because this thread sensor is assigned a filter stage, a signal corresponding to the rotational frequency of the yarn leg can be filtered out of the thread sensor output signal and is used in an evaluation circuit for comparison with a target signal. In this way, the rotational frequency of the yarn legs rotating with the spinning centrifuges can be determined and evaluated without large structural measures, which may require additional installation space. This means that only a filter stage and a comparator comparing the signals are additionally necessary in order to modify an existing device in such a way that the presence of a package residue in one of the spinning centrifuges can be deduced immediately by measuring the rotational frequency of the package legs.
  • the centrifuge spinning machine is a central control device has in which the of the individual thread sensors delivered signals with regard to the determined Rotation frequencies of the yarn legs can be evaluated.
  • the centrifuge spinning machine is a central control device has in which the of the individual thread sensors delivered signals with regard to the determined Rotation frequencies of the yarn legs can be evaluated.
  • FIG. 1 schematically shows a centrifuge spinning machine 10 which has a large number of work stations 12.
  • FIG. 1 shows a section of three of these work stations 12, 12 'and 12''.
  • Each work station 12 in each case comprises a spinning centrifuge 14, which is supported in (not shown) magnetic bearings and rotates at high speed.
  • the spinning centrifuges 14 are each assigned a changeable tubular thread guide 16 which can be lowered in the R direction, the longitudinal axis of which lies in the axis of rotation of the spinning centrifuge 14.
  • a roving 24 is fed into the spinning centrifuge 14 by the thread guide 16 and is deposited as a spinning cake 8 on an inner wall 22 of the rotating centrifuge 14, forming a yarn leg 20.
  • the rotation of the centrifuge 14 creates a finished spun thread 18 from the roving 24.
  • the roving 24 is drawn before it is fed into the spinning centrifuge in a drafting device 26, which is only indicated in FIG.
  • the thread guides 16 are each assigned a drive device, not shown, which both gives the thread guides 16 a constant axial charging movement CH and also continuously lowers the thread guides 16 in direction R during the spinning process.
  • Each spinning station 12 is also assigned, preferably in the area of the thread guide input, a thread sensor 28 which detects the presence of the roving 24 or the thread 18 formed.
  • the thread sensor 28 can be combined in a manner not described here with an injector (not shown) which ensures that the roving 24 is threaded into the thread guide 16 and the spinning unit 12 can be spun on. That is, such an injector sucks in the roving 24 emerging from the drafting device 26 and blows it into the thread guide 16.
  • centrifuge spinning machine 10 is not be considered, since these are generally known.
  • the centrifuge spinning machine 10 shown in FIG. 1 shows following function:
  • the roving emerging from the mouths of the respective thread guide 16 lies against the inner wall 22 of the rotating spinning centrifuge 14, forming a yarn leg 20, so that a yarn leg 20 is formed which rotates with the spinning centrifuge 14.
  • the resulting thread 18 is deposited on the inner wall 22 of the spinning centrifuge 14 as a package (spin cake 8), as indicated by the broken line in FIG. 1 using the example of the work station 12 ′′.
  • the centrifuges 14 (not shown) are supplied with rewinding tubes onto which the packages 8 are wound.
  • a spinning centrifuge 14 is shown schematically in a top view.
  • the axis of rotation 32 of the spinning centrifuge 14 coincides with the longitudinal axis of the tubular thread guide 16.
  • the roving 24 or thread 18 emerging from the thread guide 16 bears against the rotating inner wall 22 of the spinning centrifuge 14 to form a thread leg 20 and is carried along in the direction ⁇ .
  • the thread 18 is deposited on the inner wall 22 at a constant delivery speed (winding speed) V L.
  • the centrifuge 14 rotates at a constant angular velocity ⁇ .
  • the rotational frequency of the yarn leg 20 is designated by f G and the rotational frequency of the inner wall 22 of the centrifuge by f Z.
  • the yarn legs 20 generally rotate at a rotational frequency f G , which corresponds to the inside radius r of the spinning centrifuge 14, around the thread guide 16.
  • the movement of the respective roving 24 or the threads 18 is detected by means of the thread sensors 28. This movement leads to a thread sensor output signal, which indicates as a noise signal that the respective thread 18 is moving and is therefore present.
  • the delivery speed V L of the thread 18 is superimposed by the twisting in accordance with the rotational frequency f G of the thread leg 20 by a further thread movement. This additional thread movement is directly proportional to the rotational frequency f G of the yarn leg 20.
  • the thread sensor output signal detected by the thread sensors 28 consequently contains, in addition to the movement information corresponding to the delivery speed V L of the thread 18, a signal component corresponding to the rotational frequency f G of the yarn leg 20.
  • the thread sensors 28 are connected to a control device 40 via signal lines 38.
  • the control device 40 has, as the schematically enlarged illustration in FIG. 1a shows, a number of inputs 42 corresponding to the number of work stations 12 of the centrifuge spinning machine 10, so that each thread sensor output signal of each winding station 12 can be processed individually.
  • the inputs 42 are each connected to a filter module 44, each of which is followed by a frequency evaluation module 46.
  • the frequency evaluation modules 46 are in turn connected to a comparator 48, which is also connected to a memory element 50.
  • the comparator 48 is connected to the outputs 52 of the control device 40, again a corresponding number of outputs 52 being provided in accordance with the number of work stations 12 of the centrifuge spinning machine 10.
  • Each of the outputs 52 is connected to a so-called match stop device 54, which is assigned to the work stations 12 and is not shown, which, when activated appropriately, ensures that the material delivery is prevented by the respective drafting arrangement 26.
  • control device 40 which is usually the Control functions for monitoring the operation of the Centrifuge spinning machine 10 takes over
  • an evaluation the output signals of the thread sensors 28 in the sense of Invention, for example, take place as follows at this point it should be expressly pointed out that the controller 40 receives the thread sensor output signals can of course also evaluate otherwise.
  • the output signals of the thread sensors 28 are passed through the filter modules 44. These are designed as bandpass filters, for example. In this way, signal components in a certain frequency band that are in the region of the balloon frequency at the thread sensor 28 are filtered out of the applied noise signal. This filtered-out frequency range is then passed over the frequency evaluation modules 46.
  • a spectral analysis can be carried out by means of a Fast Fourier transform or other known frequency evaluation methods such that the spectral components corresponding to the additional thread movement and thus the rotational frequency f G of the yarn leg 20 are filtered out. These are then compared in the comparator 48 with stored soli values, which are provided, for example, by the storage element 50.
  • the rotational frequency f G of the yarn legs 20 can be calculated in advance. If this reveals that the rotational frequency f G of the twine leg 20 is lower than the desired value, this is due to a smaller free diameter r and thus to the presence of a twine residue 30 in the relevant spinning centrifuge 14.
  • a signal assigned to the corresponding work station 12 is then supplied via the comparator 48 to the corresponding output 52, so that the material supply to the relevant work station 12 'is immediately interrupted via a known sliver stop device 54, which is therefore not shown and explained in detail.
  • the rotational frequencies f G of the yarn legs 20 of the work stations 12 can be compared with one another by means of the comparator 48.
  • the rotation frequency of the yarn leg does not have to be determined via the thread sensor 28 explained in the above exemplary embodiment.
  • a sensor device for determining the twine leg rotation frequency as described, for example, in DE 195 23 835 A1 in connection with the initiation of an emergency rewinding process.

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  • Textile Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Zentrifugenspinnmaschine, die über eine Vielzahl von gleichartigen Arbeitsstellen verfügt. Die Arbeitsstellen weisen dabei jeweils ein Streckwerk mit einer Luntenstoppeinrichtung, eine mit hoher Drehzahl um eine Achse rotierenden Spinnzentrifuge sowie einen rohrförmigen, changierbaren Fadenführer auf. Der aus der Fadenführermündung austretende, einen umlaufenden Garnschenkel bildende Faden wird;wie üblich, als Spinnkuchen auf der Innenwandung der Spinnzentrifuge abgelegt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß daß zu Beginn des Spinnzyklus' der Spinnmaschine (10) die einzelnen Spinnzentrifugen (14) der Spinnmaschine auf Garnkörperreste (30) hin überprüft werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zentrifugenspinnen mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen sowie eine Vorrichtung zum Zentrifugenspinnen mit den im Oberbegriff des Anspruchs 10 genannten Merkmalen.
Beim Zentrifugenspinnen wird ein in einem Streckwerk verstrecktes, beispielsweise in einer Spinnkanne vorgelegtes Faserband oder ein in Form einer Flyerspule vorliegendes Vorgarn, das auch als Lunte bezeichnet wird, mittels eines changierbaren und absenkbaren Fadenführers in eine rotierende Spinnzentrifuge eingeführt, zu einem Faden versponnen und als sogenannter Spinnkuchen auf der Innenwandung der Spinnzentrifuge abgelegt.
Das heißt, die aus der Mündung des Fadenführers austretende Lunte wird unter dem Einfluß einer mit der Spinnzentrifuge umlaufenden Luftströmung zur Innenwandung der Spinnzentrifuge befördert und dort so festgelegt, daß ein um die Zentrifugenachse rotierender Garnschenkel entsteht. Durch die Rotation dieses Garnschenkels erhält der herzustellende Faden die erforderliche Drehung, bevor er an der rotierenden Innenfläche der Zentrifuge als Spinnkuchen abgelegt wird. Nach Ablauf der Spinnzeit beziehungsweise nach Erreichen einer vorbestimmten Garnmenge in der Zentrifuge wird das bis zu diesem Zeitpunkt gesponnene Fadenmaterial auf eine in die Zentrifuge eingebrachte Umspulhülse umgewickelt. Die Einleitung dieses Umwickelvorgangs geschieht beispielsweise dadurch, daß die Umspulhülse in den Weg des Garnschenkels vorgeschoben wird. Die Umspulhülse erfaßt dabei mit ihrem Hülsenrand den aus dem Fadenführer austretenden, rotierenden Garnschenkel, wodurch der an der Innenwandung der Spinnzentrifuge abgelegte Spinnkuchen auf die Umspulhülse umgewickelt wird.
Bei diesem Umwickelprozeß kann es zu einem Garnbruch kommen, was dazu führt, daß beim Umwickeln des Garnkörpers auf die Umspulhülse ein Garnkörperrest in der Zentrifuge verbleibt.
Aus der nachveröffentlichten Patentanmeldung DE 198 02 656 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einleiten des Umwickelvorgangs beim Zentrifugenspinnen nach einem solchen Fadenbruch bekannt.
Gemäß dieser Literaturstelle ist vorgesehen, ein spezielles Fadenlöseelement in die Zentrifuge einzuführen, um ein Fadenende des in der Zentrifuge verbliebenen Garnkörperrestes zu erfassen. Durch eine derartige Vorrichtung lassen sich zwar Garnkörperreste recht zuverlässig aus den Spinnzentrifugen entfernen, jedoch wird das Entstehen bzw. das Vorhandensein solcher Garnkörperreste oft nicht oder erst sehr spät bemerkt.
Da solche Garnkörperreste unter anderem auch das ohnehin relativ begrenzte Aufnahmevolumen der Spinnzentrifugen weiter einschränken, ist es im Interesse einer möglichst hohen Effektivität einer Zentrifugenspinnmaschine wichtig, einen in einer Zentrifuge verbliebenen Garnkörperrest schnell zu erkennen und entsprechende Gegenmaßnahmen einzuleiten.
Aus der DE 195 23 835 A1 ist ein Verfahren zum Topfspinnen bekannt, bei dem die Umlaufdauer der in den Spinnzentrifugen rotierenden Garnschenkel gemessen wird. Man geht dabei von der Erkenntnis aus, daß die dabei auftretende Veränderung der Umlaufdauer des Garnschenkels augenblicklich erkannt wird und der bereits gesponnene Garnkörper kann durch Einbringen einer Umspulhülse gerettet werden.
Ferner ist es bekannt, die Anwesenheit eines in die Spinnzentrifuge eingeführten Vorgarnes mittels eines zwischen Streckwerk und changierbarem Fadenführerrohr angeordneten Fadensensors zu detektieren. Der Fadensensor liefert bei Anwesenheit des Vorgarns ein entsprechendes Ausgangssignal. Der Fadensensor detektiert hierbei die Bewegung des Vorgarns und liefert dabei ein der Bewegung proportionales Ausgangssignal, vorzugsweise ein Rauschsignal. Eine derartige Überwachung der Bewegung des Vorgarns ist beispielsweise in der DE 42 06 030 A1 oder der DE 42 06 031 A1 beschrieben.
Im Falle eines Fadenbruchs an einer Spinnstelle erfolgt in der Regel eine Unterbrechung der Materialzufuhr. Das heißt, die Vorgarnlieferung wird mittels einer sogenannten Luntenstoppvorrichtung unterbrochen. Derartige, im Bereich der Streckwerke angeordnete Luntenstoppvorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 38 22 930 A1 bekannt.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mittels dessen/derer in einfacher und kostengünstiger Weise sichergestellt werden kann, das die einzelnen Spinnzentrifugen einer Zentrifugen-Spinnmaschine zu Beginn des Spinnzyklus' in einem optimalen, insbesondere leeren Zustand sind.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
Dadurch, daß zu Beginn eines Spinnzyklus' der Zentrifugenspinnmaschine alle Spinnzentrifugen auf das Vorhandensein eventueller Garnkörperreste hin überprüft werden, kann zuverlässig vermieden werden, daß Spinnzentrifugen in den normalen Spinnbetrieb genommen werden, die, z.B. infolge eines in der Spinnzentrifuge verbliebenen Garnrestes, in der Folge minderwertige Spinnkopse produzieren würden.
Vorzugsweise wird deshalb zu Beginn eines Spinnzyklus der Zentrifugenspinnmaschine die jeweilige Drehfrequenz der Garnschenkel der einzelnen Arbeitsstellen der Zentrifugenspinnmaschine erfaßt und die gemessenen Drehfrequenzen jeweils mit einem Sollwert verglichen. Eventuelle Garnkörperreste in einer oder mehreren der Spinnzentrifugen der Arbeitsstellen sind durch das Auftreten von Drehfrequenzunterschieden gegenüber einem Sollwert sofort erkennen. Bei der Messung der Drehfrequenz des Garnschenkels wird dabei der Umstand ausgenutzt, daß das Anspinnen auf den gegebenenfalls noch vorhandenen Garnkörperrest erfolgt und daß die dadurch gegebene Verringerung des freien Radius auch zu einer Verringerung der Drehfrequenz des Garnschenkels führt.
Das heißt, ein in der Spinnzentrifuge verbliebener Garnkörperrest führt, bei mit konstanter Drehzahl rotierender Zentrifuge, aufgrund der Beziehung fG = fZ - VL / 2π * r sofort zu einer niedrigeren Drehfrequenz des betreffenden Garnschenkels.
  • Mit fG ist dabei die Drehfrequenz des Garnschenkels,
  • mit fZ die Drehfrequenz der Zentrifuge,
  • mit VL die Liefergeschwindigkeit des Fadens und
  • mit r der freie Radius der Zentrifuge bezeichnet.
    • Durch entsprechende Auswertung der Drehfrequenz der Garnschenkel kann somit unmittelbar auf das Vorhandensein eines den freien Radius verringernden Garnkörperrestes in der betreffenden Spinnzentrifuge geschlossen werden.
    In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Drehfrequenz des umlaufenden Garnschenkels mittels eines die Bewegung des Fadens detektierenden Fadensensors gemessen wird. Das heißt, ein zwischen Streckwerk und changierendem, rohrförmigem Fadenführer angeordneter Fadensensor erfaßt eine sich im Bereich des Fadensensors einstellende Fadenbewegung, die der Drehfrequenz des Garnschenkels in der Spüinnzentrifuge entspricht.
    In weiterer Ausgestaltung wird diese der Drehfrequenz des Garnschenkels entsprechende Fadenbewegung aus dem mittels des Fadensensors ermittelten, die Bewegung des Fadens repräsentierenden Rauschsignal herausgefiltert. Das Rauschsignal wird zu diesem Zweck beispielsweise über eine Filterstufe geführt, die ein auf die Drehfrequenz des Garnschenkels zurückgehendes Frequenzsignal ermittelt.
    Die Verarbeitung dieses Frequenzsignals, beispielsweise mittels Fast-Fourier-Transformation oder dergleichen, führt zu in bestimmten Spektralbereichen liegenden Frequenzlinien, die sich eindeutig bestimmten freien Radien innerhalb der Zentrifuge zuordnen lassen.
    Durch Vergleich dieser Spektrallinien mit bei leerer Spinnzentrifugen zu erwarteten Sollwerten läßt sich sofort das Vorhandensein eines Garnkörperrestes feststellen, so daß entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können.
    Da der freie Radius bei einer leeren Zentrifuge aufgrund der bekannten geometrischen Abmessungen bekannt ist, ist eine Bestimmung des zu erwartenden Soliwertes in einfacher Weise möglich.
    In vorteilhafter Ausführungsform ist weiter vorgesehen, daß an allen Arbeitsstellen gleichzeitig die jeweilige Drehfrequenz der Garnschenkel erfaßt wird.
    Da in einer Meß- und Auswerteeinheit eine eindeutige Zuordnung zu jeweils einer Spinnstelle erfolgt, läßt sich durch Vergleich der Drehfrequenzen der Garnschenkel untereinander sofort feststellen, ob und in welcher der Spinnzentrifugen gegebenenfalls noch ein Garnkörperrest vorhanden ist. Da davon ausgegangen werden kann, daß ein Garnkörperrest relativ selten und noch seltener an mehreren Arbeitsstellen gleichzeitig auftritt, können die ermittelten Drehfrequenzen der Garnschenkel auch untereinander verglichen werden, so daß auf die Bereitstellung eines externen Soliwertes verzichtet werden kann.
    Die Spinnstellen, die keinen Garnkörperrest aufweisen, liefern dabei quasi einen internen Sollwert.
    Bei Feststellung eines Garnkörperrestes in einer Spinnzentrifuge wird über die Auswerteeinheit sofort ein entsprechendes Steuersignal an die Luntenstoppeinrichtung der betreffenden Arbeitsstelle gegeben. Das heißt, an der betreffenden Arbeitsstelle wird die weitere Zuführung von Vorgarn eingestellt.
    Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 10 genannten Merkmalen gelöst.
    Die erfindungsgemäße Zentrifugenspinnmaschine verfügt dabei über eine Sensoreinrichtung, die es ermöglicht, wenigstens einen der während eines Spinnzyklus' auftretenden physikalischen Werte zu erfassen. Der erfaßte Wert wird, z.B. in einem Arbeitsstellenrechner oder einem zentralen Spinnmaschinenrechner, mit einem Sollwert verglichen und aus dem Ergebnis dieses Vergleiches auf den Beladungszustand der einzelnen Spinnzentrifugen geschlossen.
    Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung dabei als ein zwischen Streckwerk und Fadenführer angeordneter, die Anwesenheit eines Fadens detektierender Fadensensor ausgebildet.
    Dadurch, daß diesem Fadensensor eine Filterstufe zugeordnet ist, kann aus dem Fadensensorausgangssignal ein der Drehfrequenz des Garnschenkels entsprechendes Signal herausgefiltert werden, das in einer Auswerteschaltung zum Vergleich mit einem Sollsignal benutzt wird.
    Auf diese Weise kann ohne große konstruktive, gegebenenfalls zusätzlichen Bauraum erfordernde Maßnahmen eine Ermittlung und Auswertung der Drehfrequenz der mit den Spinnzentrifugen umlaufenden Garnschenkel erfolgen. Das heißt, es sind lediglich eine Filterstufe sowie ein die Signale vergleichender Komparator zusätzlich notwendig, um eine vorhandene Vorrichtungen dahingehend zu modifizieren, daß über die Messung der Drehfrequenz der Garnschenkel sofort auf das eventuelle Vorhandensein eines Garnkörperrestes in einer der Spinnzentrifugen geschlossen werden kann.
    In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zentrifugenspinnmaschine eine zentrale Steuereinrichtung aufweist, in der die von den einzelnen Fadensensoren gelieferten Signale hinsichtlich der ermittelten Drehfrequenzen der Garnschenkel ausgewertet werden. Hierdurch ist es vorteilhafterweise möglich, in einer kompakten Einrichtung einen Vergleich mit dem Sollwert durchzuführen, wobei der Sollwert nur einmal für alle Spinnstellen zur Verfügung gestellt werden muß.
    In einer alternativen Ausführungsform ist es weiter möglich, in einfacher Weise mittels der Steuereinrichtung einen Vergleich der Drehfrequenzen der Garnschenkel der einzelnen Arbeitsstellen untereinander durchzuführen.
    Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
    Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels naher erläutert.
    Es zeigen:
    Figur 1
    schematisch eine Vorderansicht auf drei Arbeitsstellen einer Zentrifugenspinnmaschine,
    Figur 1a
    schematisch die Steuereinrichtung der Zentrifugenspinnmaschine,
    Figur 2
    eine schematische Draufsicht auf eine Spinnzentrifuge.
    Figur 1 zeigt schematisch eine Zentrifugenspinnmaschine 10, die eine Vielzahl von Arbeitsstellen 12 aufweist. In Figur 1 sind ausschnittsweise drei dieser Arbeitsstellen 12, 12' beziehungsweise 12'' dargestellt.
    Jede Arbeitsstelle 12 umfaßt dabei jeweils eine, zum Beispiel in (nicht dargestellten) Magnetlagern abgestützte, mit hoher Drehzahl rotierbare Spinnzentrifuge 14.
    Den Spinnzentrifugen 14 ist jeweils ein changierbarer und dabei in Richtung R absenkbarer, rohrförmiger Fadenführer 16 zugeordnet, dessen Längsachse in der Drehachse der Spinnzentrifuge 14 liegt.
    Durch die Fadenführer 16 wird jeweils ein Vorgarn 24 in die Spinnzentrifugen 14 eingespeist, das unter Ausbildung eines Garnschenkels 20 an einer Innenwandung 22 der rotierenden Zentrifuge 14 als Spinnkuchen 8 abgelegt wird. Durch die Rotation der Zentrifuge 14 entsteht dabei aus dem Vorgarn 24 ein fertiggesponnener Faden 18.
    Das Vorgarn 24 wird vor dem Einspeisen in die Spinnzentrifuge in einem, in Fig.1 lediglich angedeuteten Streckwerk 26 verstreckt.
    Den Fadenführern 16 ist jeweils eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung zugeordnet, die den Fadenführern 16 sowohl eine ständige axiale Chargierbewegung CH erteilt als auch die Fadenführer 16 während des Spinnprozesses kontinuierlich in Richtung R absenkt.
    Jeder Spinnstelle 12 ist außerdem, vorzugeweise im Bereich des Fadenführereinganges, ein Fadensensor 28 zugeordnet, der das Vorhandensein des Vorgarns 24 bzw. des entstandenen Fadens 18 detektiert. Der Fadensensor 28 kann dabei in hier nicht näher beschriebener Weise mit einem (nicht dargestellten) Injektor kombiniert sein, der dafür sorgt, daß das Vorgarn 24 in den Fadenführer 16 eingefädelt wird und die Spinnstelle 12 angesponnen werden kann.
    Das heißt, ein solcher Injektor saugt das aus dem Streckwerk 26 austretende Vorgarn 24 an und bläst es in den Fadenführer 16.
    Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung soll auf weitere Einzelheiten der Zentrifugenspinnmaschine 10 nicht eingegangen werden, da diese allgemein bekannt sind.
    Die in Figur 1 dargestellte Zentrifugenspinnmaschine 10 zeigt folgende Funktion:
    Nach einem im wesentlichen gleichzeitigen Anspinnprozeß aller Spulstellen 12 legt sich das aus der Mündungen des jeweiligen Fadenführers 16 austretende Vorgarn unter Bildung eines Garnschenkels 20 an die Innenwandung 22 der rotierenden Spinnzentrifuge 14 an, so daß ein Garnschenkel 20 entsteht, der mit der Spinnzentrifuge 14 umläuft. Der dabei entstehende Faden 18 wird als Garnkörper (Spinnkuchen 8), wie in Fig.1 am Beispiel der Arbeitsstelle 12'' gestrichelt angedeutet, an der Innenwandung 22 der Spinnzentrifuge 14 abgelegt.
    Nach Ablauf einer vorgebbaren Spinnzeit oder Erreichen einer vorgebbaren Garnmenge werden den Zentrifugen 14 (nicht dargestellte) Umspulhülsen zugeführt, auf die die Garnkörper 8 umgewickelt werden. Hierbei kann es zur Ausbildung eines an der Spulstelle 12' angedeuteten Garnkörperrestes 30 kommen, der beispielsweise auf einen während des Umwickelprozesses aufgetretenen Fadenbruch zurückzuführen ist. Dieser Garnkörperrest 30 verbleibt auch nach Entnahme der Umspulhülse in der betroffenen Spinnzentrifuge 14.
    Beim nachfolgenden Anspinnprozeß der Zentrifugen 14 trifft der Garnschenkel 20 bei der betroffenen Arbeitsstelle 12' auf den in der Spinnzentrifuge verbliebenen Garnkörperrest 30.
    Zunächst sollen anhand der Figur 2 die sich ergebenden Parameter beim Spinnen in den Zentrifugen verdeutlicht werden. Hierzu ist schematisch eine Spinnzentrifuge 14 in Draufsicht dargestellt.
    Wie vorstehend bereits angedeutet, fällt die Drehachse 32 der Spinnzentrifuge 14 mit der Längsachse des rohrförmigen Fadenführers 16 zusammen. Erkennbar ist weiter, daß sich das aus dem Fadenführer 16 austretende Vorgarn 24 bzw. Faden 18 unter Bildung eines Garnschenkels 20 an die rotierende Innenwandung 22 der Spinnzentrifuge 14 anlegt und in Richtung ω mitgenommen wird. Der Faden 18 wird hierbei mit einer konstanten Liefergeschwindigkeit (Wickelgeschwindigkeit) VL an der Innenwandung 22 abgelegt. Gleichzeitig rotiert die Zentrifuge 14 mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit ω. Im Auftreffpunkt 34 des Garnschenkels 20 auf die Innenwandung 22 der Spinnzentrifuge 14 ergibt sich folglich zwischen der Mündung des Fadenführers 16 und der Innenwandund 22 ein freier Radius r.
    Die Umfangsgeschwindigkeit des Auflaufpunktes 34 ergibt sich entsprechend aus der Winkelgeschwindigkeit ω und dem lichten Radius r der Spinnzentrifuge 14. Grundsätzlich gilt, daß sich die Umfangsgeschwindigkeit aus der Winkelgeschwindigkeit und dem Radius r zu V = ω * r ergibt.
    Da die Winkelgeschwindigkeit ω durch 2π * f, wobei f für die Frequenz steht, ersetzt werden kann, ergibt sich für die Umfangsgeschwindigkeit VZ = 2πf * r.
    Nachfolgend wird mit fG die Drehfrequenz des Garnschenkels 20 und mit fZ die Drehfrequenz der Zentrifugeninnenwandung 22 bezeichnet.
    Bezüglich der Umfangsgeschwindigkeit VG des Garnschenkelendes 36 im Bereich des Auflaufpunktes 34 ergibt sich dann folgende der Beziehung: VG = VZ - VL.
    Hierdurch läßt sich ableiten: 2πfG · r = 2πfZ * r - VL fG = 2πf * r - VL fG = fZ - VL / 2πr
    Aus dieser Ableitung folgt, daß die Drehfrequenz fG des Garnschenkels 20 abhängig ist vom freien Radius r, das heißt, je kleiner der freie Radius r ist, um so niedriger ist auch die Drehfrequenz fG des Garnschenkels 20.
    Diese Erkenntnis bedeutet, daß durch Messen der Drehfrequenz fG des Garnschenkels 20 direkt auf den tatsächlichen freien Radius r und damit auf einen eventuell in der Spinnzentrifuge 14 vorhandenen Garnkörperrest 30 geschlossen werden kann.
    Ist, wie in Figur 1 am Beispiel der Arbeitsstelle 12' angedeutet, ein Garnkörperrest 30 vorhanden, kommt es hierdurch zu einer Verringerung des freien Radius r, so daß entsprechend der vorstehend erläuterten Beziehungen an der Arbeitsstelle 12' eine niedrigere Drehfrequenz fG des Garnschenkels 20 gegeben ist.
    Ausgehend von diesen prinzipiellen Überlegungen ergibt sich bezogen auf Figur 1 folgendes:
    Die Garnschenkel 20 rotieren in der Regel jeweils mit einer Drehfrequenz fG, die dem lichten Radius r der Spinnzentrifuge 14 entspricht, um den Fadenführer 16.
    Mittels der Fadensensoren 28 wird die Bewegung des jeweiligen Vorgarnes 24 bzw. der Fäden 18 detektiert. Diese Bewegung führt zu einem Fadensensorausgangssignal, das als Rauschsignal zu erkennen gibt, daß der jeweilige Faden 18 sich bewegt und somit vorhanden ist. Die Liefergeschwindigkeit VL des Fadens 18 wird durch das Verdrillen entsprechend der Drehfrequenz fG des Garnschenkels 20 durch eine weitere Fadenbewegung überlagert.
    Diese zusätzliche Fadenbewegung ist direkt proportional zur Drehfrequenz fG des Garnschenkels 20.
    Das von den Fadensensoren 28 detektierte Fadensensorausgangssignal enthält folglich neben der Bewegungsinformation entsprechend der Liefergeschwindigkeit VL des Fadens 18 einen der Drehfrequenz fG des Garnschenkels 20 entsprechenden Signalanteil.
    Wie in Figur 1 angedeutet ist, sind die Fadensensoren 28 über Signalleitungen 38 mit einer Steuereinrichtung 40 verbunden. Die Steuereinrichtung 40 weist, wie die schematisch vergrößerte Darstellung in Figur 1a verdeutlicht, eine der Anzahl der Arbeitsstellen 12 der Zentrifugenspinnmaschine 10 entsprechende Anzahl von Eingängen 42 auf, so daß jedes Fadensensorausgangssignal jeder Spulstelle 12 einzeln verarbeitbar ist.
    Die Eingänge 42 sind jeweils mit einem Filterbaustein 44 verbunden, an den sich jeweils ein Frequenzauswertebaustein 46 anschließt. Die Frequenzauswertebausteine 46 sind ihrerseits an einen Komparator 48 angeschlossen, der außerdem mit einem Speicherelement 50 verbunden ist.
    Der Komparator 48 ist mit den Ausgängen 52 der Steuereinrichtung 40 verbunden, wobei wiederum entsprechend der Anzahl der Arbeitsstellen 12 der Zentrifugenspinnmaschine 10 eine entsprechende Anzahl von Ausgängen 52 vorgesehen ist. Jeder der Ausgänge 52 ist mit einer, den Arbeitsstellen 12 zugeordneten, nicht dargestellte, sogenannten Luntenstoppvorrichtung 54 verbunden, die bei entsprechender Aktivierung dafür sorgt, daß die Materiallieferung durch das jeweilige Streckwerk 26 unterbunden wird.
    Durch die Steuereinrichtung 40, die üblicherweise die Steuerfunktionen für die Überwachung des Betriebes der Zentrifugenspinnmaschine 10 übernimmt, kann eine Auswertung der Ausgangssignale der Fadensensoren 28 im Sinne der Erfindung beispielsweise folgendermaßen erfolgen, wobei an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen werden soll, daß die Steuereinrichtung 40 die Fadensensorausgangssignale selbstverständlich auch anderweitig auswerten kann.
    Zunächst werden die Ausgangssignale der Fadensensoren 28 über die Filterbausteine 44 geführt. Diese sind beispielsweise als Bandpaßfilter ausgeführt. Hierdurch werden aus dem anliegenden Rauschsignal Signalanteile in einem bestimmten Frequenzband herausgefiltert, die im Bereich der Ballonfrequenz am Fadensensor 28 liegen. Anschließend wird dieser herausgefilterte Frequenzbereich über die Frequenzauswertebausteine 46 geführt. Hierbei kann beispielsweise mittels einer Fast-Fourier-Transformation oder anderer bekannter Frequenzauswerteverfahren eine Spektralanalyse derart durchgeführt werden, daß die der zusätzlichen Fadenbewegung und somit der Drehfrequenz fG des Garnschenkels 20 entsprechenden Spektralanteile herausgefiltert werden. Diese werden anschließend in dem Komparator 48 mit gespeicherten Soliwerten verglichen, die beispielsweise durch das Speicherelement 50 bereitgestellt werden. Aufgrund der bekannten Geometrie der Spinnzentrifugen 14 und somit des bekannten freien Radius r einer leerer Spinnzentrifuge 14 kann die Drehfrequenz fG der Garnschenkel 20 vorausberechnet werden.
    Ergibt sich hierbei, daß die Drehfrequenz fG des Garnschenkels 20 niedriger ist als der Sollwert, ist dies auf einen kleineren freien Durchmesser r und somit auf das Vorhandensein eines Garnkörperrestes 30 in der betreffenden Spinnzentrifuge 14 zurückzuführen. Über den Komparator 48 wird sodann ein der entsprechenden Arbeitsstelle 12 zugeordnetes Signal an den entsprechenden Ausgang 52 geliefert, so daß über eine bekannte und daher nicht näher dargestellte und erläuterte Luntenstoppvorrichtung 54 die Materialzufuhr der betreffenden Arbeitsstelle 12' unmittelbar unterbrochen wird.
    Nach einer weiteren Variante kann mittels des Komparators 48 ein Vergleich der Drehfrequenzen fG der Garnschenkel 20 der Arbeitsstellen 12 untereinander erfolgen.
    Aus den vorstehenden Erläuterungen wird deutlich, daß bereits unmittelbar nach Start des Anspinnprozesses der Zentrifugenspinnmaschine 10 erkannt werden kann, ob in einer der Spinnzentrifugen 14, wie am Beispiel der Arbeitsstelle 12' in Fig.1 angedeutet, noch ein Garnkörperrest 30 vorhanden ist. Die betreffende Arbeitsstelle 12' kann dann sofort aus der Produktion genommen und gereinigt werden.
    Vorzugsweise wird dabei der Spulprozeß an den anderen Arbeitsstellen 12 beziehungsweise 12'' fortgesetzt und die betroffene Arbeitstelle 12' später wieder zugeschaltet. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht, daß beim nächsten gemeinsamen Anspinnprozeß wieder alle Arbeitsstellen 12 voll zur Verfügung stehen, es sei denn, daß inzwischen in einer anderen Spinnzentrifugen 14, z.B. infolge eines neuerlichen Garnbruchs, ein neuer Garnkörperrest 30 vorhanden ist.
    Die Ermittung der Drehfrequenz des Garnschenkels muß selbstverständlich nicht über den im vorstehenden Ausführungsbeispiel erläuterten Fadensensor 28 erfolgen.
    Es ist im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens durchaus auch denkbar, zur Ermittlung der Garnschenkeldrehfrequenz eine Sensoreinrichtung einzusetzen, wie sie beispielsweise in der DE 195 23 835 A1 im Zusammenhang mit dem Einleiten eines Notumspulvorganges beschrieben ist.

    Claims (15)

    1. Verfahren zum Zentrifugenspinnen auf einer Spinnmaschine mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen, wobei jeweils eine mittels eines Streckwerkes verzogene Faserlunte über einen rohrförmigen, changierbaren Fadenführer in eine rotierende Spinnzentrifuge geleitet, zu einem Faden versponnen und unter Bildung eines umlaufenden Garnschenkels als Spinnkuchen an der Innenwandung der Spinnzentrifuge abgelegt wird,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß zu Beginn des Spinnzyklus' der Spinnmaschine (10) die einzelnen Spinnzentrifugen der Spinnmaschine auf Garnkörperreste hin überprüft werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehfrequenz (fG) der Garnschenkel (20) der einzelnen Spinnzentrifugen erfaßt und die gemessenen Drehfrequenzen (fG) mit einem Sollwert verglichen werden.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehfrequenz (fG) des Garnschenkels mittels eines eine Bewegung des Fadens (18) detektierenden Fadensensors (28) erfaßt wird.
    4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Fadensensor (28) eine der Drehfrequenz (fG) proportionale Drehfrequenz eines Fadenballons gemessen wird.
    5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehfrequenz des Fadenballons aus einem die Bewegung des Fadens repräsentierenden Rauschsignal herausgefiltert wird.
    6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der herausgefilterten Drehfrequenz des Fadenballons entsprechenden Frequenzsignale einer Frequenzanalyse, insbesondere einer Fast-Fourier-Transformation, unterzogen werden.
    7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Vergleich herangezogenen Sollwerte anhand bekannter geometrischer Abmessungen, insbesondere eines bekannten freien Radius (r) einer leeren Zentrifuge ermittelt werden.
    8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Drehfrequenzen (fG) der rotierenden Garnschenkel aller Arbeitsstellen (12) einer Spinnmaschine (10) gleichzeitig gemessen und miteinander verglichen werden.
    9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erkennen eines Garnkörperrestes (30) in einer der Spinnzentrifugen am Streckwerk der betroffenen Arbeitsstelle (12) ein Luntenstopp (54) aktiviert wird.
    10. Zentrifugenspinnmaschine, mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen, die jeweils ein Streckwerk, eine um eine Achse in Rotation versetzbare Zentrifuge sowie einen changierbaren Fadenführer zum Einführen einer vom Streckwerk verzogenen Faserlunte in die Zentrifugen aufweisen,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß eine Sensoreinrichtung (28) vorgesehen ist, die wenigstens einen der während eines Spinnzyklus' auftretenden physikalischen Werte erfaßt und daß dieser Wert zur Beurteilung des Beladungszustandes der jeweiligen Spinnzentrifuge (14) benutzt wird.
    11. Zentrifugenspinnmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung ein zwischen dem Streckwerk (26) und dem Fadenführer (16) angeordneter, die Anwesenheit eines Fadens (18) detektierenden Fadensensor (28) ist, daß dem Fadensensor (28) eine Filterstufe (44) zugeordnet ist, mittels der aus dem Fadensensorausgangssignal ein der Drehfrequenz (fG) des Garnschenkels entsprechendes Signal ermittelbar ist und daß eine Auswerteschaltung (46, 48) vorhanden ist, in der das der Drehfrequenz (fG) des Garnschenkels entsprechende Signal mit einem Sollwertsignal vergleichbar ist.
    12. Zentrifugenspinnmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnmaschine (10) eine Steuereinrichtung (40) besitzt, an die alle Fadensensoren (28) der Arbeitsstellen (12) angeschlossen sind.
    13. Zentrifugenspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (40) über eine der Anzahl der Arbeitsstellen (12) entsprechende Anzahl von Filterbausteinen (44) und Frequenzauswertebausteinen (46) verfügt.
    14. Zentrifugenspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterbausteine (44) und die Frequenzauswertebausteine (46) mit einem Komparator (48) verbunden sind, der mit einer der Anzahl der Arbeitsstellen (12) entsprechenden Anzahl von Ausgängen (52) der Steuereinrichtung (40) verbunden ist.
    15. Zentrifugenspinnmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Ausgänge (52) mit einer jeweils einer Arbeitsstelle (12) zugeordneten Luntenstoppvorrichtung (54) verbunden ist.
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