EP1251198A1 - Textilpartikelabsaugvorrichtung für Textilmaschinen und Verfahren zum èberwachen derselben - Google Patents

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EP1251198A1
EP1251198A1 EP01106394A EP01106394A EP1251198A1 EP 1251198 A1 EP1251198 A1 EP 1251198A1 EP 01106394 A EP01106394 A EP 01106394A EP 01106394 A EP01106394 A EP 01106394A EP 1251198 A1 EP1251198 A1 EP 1251198A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
temperature
signal
pipe
point
evaluation unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01106394A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Torsten Schöne
Thomas Bethke
Rainer Bongratz
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.)
Protechna Herbst GmbH and Co KG
Original Assignee
Protechna Herbst GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Protechna Herbst GmbH and Co KG filed Critical Protechna Herbst GmbH and Co KG
Priority to EP01106394A priority Critical patent/EP1251198A1/de
Publication of EP1251198A1 publication Critical patent/EP1251198A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04B—KNITTING
    • D04B35/00—Details of, or auxiliary devices incorporated in, knitting machines, not otherwise provided for
    • D04B35/32—Devices for removing lint or fluff

Definitions

  • the invention relates to a textile particle suction device for Textile machines, in particular for circular knitting machines and a Method for monitoring such a device. Further The invention also relates to a circular knitting machine in which such a device is used.
  • Textile machines generate textile particles when different types. These particles can work severely impair the textile machine. Especially this is particularly pronounced in circular knitting machines, in particular Stocking machines. These machines create textile particles Leftover yarn, fluff and abrasion. As with circular knitting machines If the needles are particularly fine, there may be thread remnants or get lint in them, which ultimately leads to Major damage to the mechanics of the machine can result can.
  • a signal is first obtained which is from the temperature of the wall of a pipe through which in the undisturbed Condition air flows depending on. Based on this signal using an evaluation unit determines whether the device works undisturbed.
  • the invention takes advantage of the fact that the air flowing through the tube is in temperature exchange with the pipe wall. Will the pipe clogged, less or no air flows on the pipe wall over and this affects their temperature.
  • the temperature of the tube wall is then particularly high Presence of air flow through the tube depending if specifically a temperature difference between the pipe wall and the Air is generated. It is conceivable to constantly close the pipe wall cool, the air flowing through then for heating would worry. It is technically easier to use the pipe wall to heat a heater. Then air flows on the Pipe wall over, it is cooled, d. H. the pipe wall will heated less than the heater would allow. If a malfunction then occurs, the pipe is blocked more or less, less or no air flows on the pipe wall over and the pipe wall gets warmer.
  • the pipe wall is separated from the heating device heated, e.g. B. constantly.
  • the evaluation unit detects this Temperature signal at different times and evaluates the Temperature over time.
  • the signal is the absolute temperature represents the pipe wall at a first position of the pipe.
  • the criterion used by the evaluation unit for the determination A malfunction can then consist in that the Temperature of the pipe wall (or the signal representing it) is compared with a predetermined threshold. exceeds the temperature or the signal the threshold value, so malfunction is detected.
  • the method can be further developed such that a second signal is obtained, which corresponds to the temperature, which is in a place other than the first position, and that the evaluation unit based on a comparison of the first and of the second signal determines whether the device is undisturbed is working.
  • the other location can be a second location on the pipe wall be thermally insulated from the first point of the pipe wall and is not heated by a heating element.
  • the other The location can also be outside the pipe, it becomes the Outside temperature recorded. It is preferably provided that the the other location mentioned above (i.e. the second location) upstream the first position is arranged and the measurement in both Cases as close as possible to the inside of the pipe wall. As a result, temperature fluctuations in the environment, z. B. compensated for by starting the machine become.
  • the heating device heats the pipe wall at the first point in the simplest case constantly, so the evaluation unit can first signal or both signals at different times record, at these times, the comparison between the perform the first and the second signal and thus the time course evaluate.
  • the time derivative in particular in the evaluation unit (the differential") of the measured temperature as Function of time for the detection of trouble-free To evaluate operations.
  • the differential determines a particularly advantageous embodiment the time derivative of the Temperature difference between the first (heated) and the second place. With undisturbed operation of the textile particle suction device the temperature is stabilized in the first place, and the temperature also remains in the second place constant or when the ambient temperature changes both temperatures increase equally. So that is Time derivative of the temperature difference equal to zero. If the time derivative exceeds a predetermined one Threshold, it means a sudden change in the Temperature difference, which usually only arises from that the air flow is interrupted or disturbed. Exceeding the threshold value therefore shows the malfunction on.
  • the first signal was representative of the process absolute temperature of the pipe wall at the first position. to Determining a temperature difference required one second signal.
  • the only signal that is to say the first signal
  • the only signal that is to say the first signal
  • the temperature difference between the first digit and is played in another location For example, this is the case when a thermocouple is used, the Ends in the first place and the other place.
  • a resulting thermal voltage is a signal that shows the temperature difference represents.
  • thermocouple the ends of which are in the first place or the other place lie.
  • the thermocouple i.e. the temperature sensor
  • the thermocouple for the second signal in the airflow upstream with respect to arranged the temperature sensor for the first signal.
  • an alarm device can be used by the operator inform (acoustically and / or optically) or it can, e.g. B. if the evaluation unit is a special shows strong disturbance, i.e. a particularly high threshold as a criterion is exceeded, the textile machine automatically be switched off.
  • a textile particle suction device provided for textile machines, by which a method according to the invention can be carried out.
  • the invention has Device a temperature sensor that the temperature at a first place of a pipe through which in undisturbed operation Air flows, measures, as well as an evaluation unit that measures the measured Evaluates temperature (based on a specified criterion) and thus determines if the operation of the device is undisturbed or is disturbed.
  • the first point of the tube is preferably heated, namely by means of a heating device, for example an um the corresponding part of the coiled heating wire.
  • the temperature increase thus generated can be in the range of some Degrees Celsius move.
  • a second temperature sensor provided the temperature at a second Location of the tube measures, the second location of the tube being thermal essentially decoupled from the first position of the tube (isolated), and the evaluation unit also the Evaluates the temperature at the second point of the pipe, d. H. of the second temperature sensor as well as the first temperature sensor Receives signals.
  • the two tube parts explained above are preferably (Pipe sections) in terms of dimensions, shape and material designed the same or at least approximately the same, since on this Way the effect of interference by a comparison method can be reduced.
  • the pipe should be as possible be thin.
  • the thermal decoupling can be such that the first digit and the second digit on pieces of pipe from z.
  • the pipe section where the first position is is preferably designed so that it has the lowest possible heat capacity has (per unit length), so that if the Air flow the temporal temperature differential large values reached. If the pipe piece is made of brass, you can this e.g. thereby achieve that the pipe section has a diameter from 0.5 to 2.5 cm and a tube wall thickness from 0.2 to 0.5 cm.
  • the temperature of the pipe sections is not affected by external air currents is influenced, they are generally preferred by one Protection tube surrounded and thermally insulated.
  • the space between the protective tube and the pipe sections can be filled with air, is preferably potted with silicone.
  • the evaluation unit designed to measure the difference between the two Determine and evaluate temperatures.
  • the temperature sensors can be thermocouples. Thermocouples give an analog Signal off.
  • the evaluation unit then preferably comprises one Analog-to-digital converter and a microprocessor, the real one Evaluation is therefore carried out digitally in the microprocessor.
  • Evaluation units are suitable for the temporal course to record and evaluate each measured temperature and in addition in particular the derivation of the difference between to calculate and evaluate the two temperatures.
  • a textile machine comprises in particular a circular knitting machine, an inventive one Textile particle suction device, the on state the textile machine can be controlled by the evaluation unit is.
  • the microcontroller in the evaluation unit can, for example via a cable (or infrared, ultrasound, or similar) give a signal to the on-off switch of the textile machine.
  • the evaluation unit received a signal from the textile machine which indicates whether the machine is e.g. B. in a working or Hibernation or a signal to what extent the suction explained above is activated.
  • This Signal can have an adjustable effect Period of time to be delayed to non-stationary states of the Hide machine.
  • a measuring device 10 shown in FIGS. 1 and 2 can be in a textile particle suction device for a textile machine be installed, especially in a pipe in one Such suction device can be installed or on a such can be scheduled, or it can be done entirely replace.
  • the air extracted by pumps then flows through the Operation of the suction device through four pipe sections 12, 14, 16 and 18, of which the pipe sections 12 and 16 are made of brass and the pipe pieces 14 and 18 made of plastic. The latter can be from be cut off with a plastic tube.
  • the suction pipe is only shown for a short distance. It understands yourself that the pipe section 18 can be much longer and too a suction pump.
  • the pipe section 12 can also be essential be longer than shown; it leads to the critical point the textile machine (not shown) on which the textile particles should be suctioned off.
  • thermocouple 22 At a first location 20 is an end of a thermocouple 22 attached to the pipe section 16. At a second point 24 correspondingly a second thermocouple 26 on the pipe section 12 attached.
  • the first digit 20 and the second digit 24 are thermally insulated from each other because the pipe section 14 as Plastic hose is poorly heat-conducting.
  • the first pipe section 16 is heated by means of a heating winding 28, which is supplied with current via connections 30 and 32.
  • the thermocouple 22 then outputs a thermal voltage that corresponds to the temperature T 1 of the first, heated pipe section 16, while the thermocouple 26 outputs a voltage that corresponds to the temperature of the second pipe section 12. So that these two temperatures are not influenced by air currents flowing past the pipe sections on the outside, the pipe sections 14, 16 and 18 are at least largely surrounded by a protective tube 34.
  • the interior 36 between the wall of the protective tube 34 and the tube pieces 12, 14, 16 and 18 is potted with silicone, so that the entire element 10 is very stable.
  • a small part of the pipe section 12 protrudes from one end of the device 10.
  • This open pipe section 12 can be inserted directly into the suction hose of a textile machine.
  • the opposite piece of hose 18 can be plugged onto the coupling piece of the suction hose.
  • the entire measuring device 10 can, however, be arranged anywhere in the textile particle suction device, in which case further tubes can be attached to the tube pieces 12 and 18.
  • the measuring device 10 works as follows:
  • thermocouple 22 measures a thermal voltage that is dependent on the temperature at the first location 20 and the thermocouple 26 measures a thermal voltage that is dependent on the temperature at the second location 24.
  • the thermal voltages are passed through low pass filters (not shown) to suppress noise and interference. They are then fed to an analog-to-digital converter (not shown), which outputs a digital signal corresponding to the thermal voltage to a microprocessor (not shown).
  • Both ⁇ T and its time derivative are continuously monitored in the microprocessor. If the derivative suddenly differs from zero and exceeds a threshold value dependent on L / ⁇ T, this means that the air flow flows weakly or no longer through the measuring device 10, which means an accident. Instead or in addition, it can serve as a criterion that the accident has occurred when ⁇ T has exceeded a certain threshold value, which is naturally slightly above ⁇ T ⁇ , because if the air flow fails, the temperature difference due to the heating of the pipe section 16 is increased by the heating element 28 ,
  • the microprocessor detects that a malfunction has occurred, so he gives z. B. a signal to a control device (not shown) the textile machine so that it is switched off becomes. This prevents textile particles such as yarn residues, Lint and abrasion damage the textile machine.
  • the measuring device 10 described above has in particular the Advantage that the response time in the event of a total failure is very short, The textile machine is switched off within 15 seconds. Furthermore, the essential measuring elements are outside the pipe sections arranged so that the air flow through the measurement is not is hindered, in particular there are no installations on which lint can settle.
  • the measuring device 10 is also very simple, so that the Costs per monitoring point are low.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen einer Textilpartikelabsaugvorrichtung für eine Textilmaschine sehen vor, daß die Temperaturen an einer Rohrwand einer Absaugvorrichtung an einer ersten (20) und einer zweiten Stelle (24) gemessen und verglichen werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Textilpartikelabsaugvorrichtung für Textilmaschinen, insbesondere für Rundstrickmaschinen und ein Verfahren zum Überwachen einer derartigen Vorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Rundstrickmaschine, bei der eine derartige Vorrichtung eingesetzt wird.
Beim Betrieb von Textilmaschinen entstehen Textilpartikel der unterschiedlichsten Arten. Diese Partikel können die Arbeitsweise der Textilmaschine stark beeinträchtigen. Besonders ausgeprägt ist dies bei Rundstrickmaschinen, insbesondere Strumpfmaschinen. Bei diesen Maschinen entstehen als Textilpartikel Garnreste, Flusen und Abrieb. Da bei Rundstrickmaschinen die verwendeten Nadeln besonders fein sind, können sich Garnreste oder Flusen in diesen verfangen, was letztlich sogar zur Entstehung größerer Schäden an der Mechanik der Maschine führen kann.
Um dies zu vermeiden, werden die Textilpartikel ständig abgesaugt. Pumpen erzeugen dabei einen Unterdruck in einem Rohrbzw. Schlauchsystem, von dem ein oder mehrere Rohre in der Nähe von denjenigen Stellen offen endet bzw. enden, an denen die Textilpartikel bevorzugt entstehen. Durch den von den Pumpen erzeugten Unterdruck wird ständig Luft eingesogen und mit der durch das Rohr gesogenen Luft werden auch die Textilpartikel mitgeführt.
Es kann bei derartigen Textilpartikelabsaugvorrichtungen zu Störungen kommen. Insbesondere können größere Partikel sich an kritischen Stellen des Rohrsystems ansammeln und so den Saugwiderstand beträchtlich erhöhen, so daß die Reinigungsfunktion der Vorrichtung vermindert oder gar verhindert ist. Die dadurch bedingten Gefahren sind oben geschildert.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Überwachen einer Textilpartikelabsaugvorrichtung bereitzustellen, mit dem möglichst schnell - erforderlich ist eine Reaktion innerhalb von weniger als 15 Sekunden - erfaßt werden kann, wenn ein Störzustand eintritt. Diese läßt eine umgehende Reaktion zu, beispielsweise wird die Textilmaschine sofort abgeschaltet oder ein Alarmsignal erzeugt.
Gemäß der Erfindung wird zunächst ein Signal gewonnen, das von der Temperatur der Wand eines Rohres, durch das im ungestörten Zustand Luft strömt, abhängig ist. Anhand dieses Signals wird mittels einer Auswerteeinheit ermittelt, ob die Vorrichtung ungestört arbeitet.
Die Erfindung nutzt aus, daß die durch das Rohr strömende Luft in Temperaturaustausch mit der Rohrwand steht. Wird das Rohr verstopft, strömt weniger oder keine Luft an der Rohrwand vorbei und dies beeinflußt deren Temperatur.
Die Temperatur der Rohrwand ist insbesondere dann stark von dem Vorhandensein einer Luftströmung durch das Rohr abhängig, wenn gezielt eine Temperaturdifferenz zwischen der Rohrwand und der Luft erzeugt wird. Denkbar ist es, die Rohrwand ständig zu kühlen, wobei die durchströmende Luft dann für eine Erwärmung sorgen würde. Technisch einfacher ist es, die Rohrwand mittels einer Heizeinrichtung zu erwärmen. Strömt dann Luft an der Rohrwand vorbei, so wird diese gekühlt, d. h. die Rohrwand wird weniger stark erwärmt, als es die Heizeinrichtung zuließe. Tritt dann ein Störzustand ein, verstopft also das Rohr mehr oder weniger, strömt weniger oder keine Luft mehr an der Rohrwand vorbei und die Rohrwand wird wärmer.
Im einfachsten Fall wird die Rohrwand von der Heizeinrichtung erwärmt, z. B. ständig. Dabei erfaßt die Auswerteeinheit das Temperatur-Signal zu verschiedenen Zeitpunkten und wertet den Zeitverlauf der Temperatur aus.
Der einfachste Fall ist, daß das Signal die absolute Temperatur der Rohrwand an einer ersten Stelle des Rohres repräsentiert. Das von der Auswerteeinheit verwendete Kriterium für das Feststellen eines Störbetriebs kann dann darin bestehen, daß die Temperatur der Rohrwand (bzw. das sie repräsentierende Signal) mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen wird. Überschreitet die Temperatur bzw. das Signal den Schwellenwert, so wird ein Störbetrieb festgestellt.
Das Verfahren kann dahingehend weitergebildet werden, daß ein zweites Signal gewonnen wird, das der Temperatur entspricht, die an einem anderen Ort als der ersten Stelle herrscht, und daß die Auswerteeinheit anhand eines Vergleichs des ersten und des zweiten Signals ermittelt, ob die Vorrichtung ungestört arbeitet. Der andere Ort kann eine zweite Stelle der Rohrwand sein, die von der ersten Stelle der Rohrwand thermisch isoliert ist und nicht von einem Heizelement erwärmt wird. Der andere Ort kann auch außerhalb des Rohrs liegen, es wird dann die Außentemperatur erfaßt. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß der vorstehend genannte andere Ort (also die zweite Stelle) stromauf der ersten Stelle angeordnet ist und die Messung in beiden Fällen möglichst nahe an der Innenseite der Rohrwand erfolgt. Dies hat zur Folge, daß Temperaturschwankungen in der Umgebung, z. B. bedingt durch das Anlaufen der Maschine, kompensiert werden.
Erwärmt die Heizeinrichtung die Rohrwand an der ersten Stelle im einfachsten Fall ständig, so kann die Auswerteeinheit das erste Signal oder auch beide Signale zu verschiedenen Zeitpunkten erfassen, zu diesen Zeitpunkten den Vergleich zwischen dem ersten und dem zweiten Signal durchführen und somit den Zeitverlauf auswerten.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, in der Auswerteeinheit insbesondere die zeitliche Ableitung ("das Differential") der gemessenen Temperatur als Funktion der Zeit für die Feststellung des störungsfreien Betriebes auszuwerten. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei Auftreten einer Störung sich die gemessene Temperatur bzw. die im vorstehenden Sinne gemessene Temperaturdifferenz als Funktion der Zeit in charakteristischer Weise ändert, was in der Auswerteeinheit in Form von insbesondere empirisch gewonnenen Auswertealgorithmen berücksichtigt werden kann. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ermittelt die Auswerteeinheit anhand der beiden Signale die zeitliche Ableitung des Temperaturunterschieds zwischen der ersten (beheizten) und der zweiten Stelle. Bei ungestörtem Betrieb der Textilpartikelabsaugvorrichtung wird die Temperatur an der ersten Stelle stabilisiert, und auch die Temperatur an der zweiten Stelle bleibt konstant oder bei einer Veränderung der Umgebungstemperatur erhöhen sich beide Temperaturen gleichermaßen. Somit ist die zeitliche Ableitung des Temperaturunterschieds gleich Null. Überschreitet die zeitliche Ableitung einen vorbestimmten Schwellenwert, so bedeutet dies eine plötzliche Veränderung des Temperaturunterschieds, die in aller Regel nur dadurch zustandekommt, daß die Luftströmung unterbrochen oder gestört wird. Das Überschreiten des Schwellenwertes zeigt also den Störbetrieb an.
Bei den bisher genannten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens war das erste Signal repräsentativ für die absolute Temperatur der Rohrwand an der ersten Stelle. Zur Ermittlung eines Temperaturunterschieds bedurfte es eines zweiten Signals.
Es ist aber auch möglich, daß als einziges, also erstes Signal, nur der Temperaturunterschied zwischen der ersten Stelle und einem anderen Ort wiedergegeben wird. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn ein Thermoelement eingesetzt wird, dessen Enden an der ersten Stelle und dem anderen Ort liegen. Eine entstehende Thermospannung ist ein Signal, das den Temperaturunterschied repräsentiert.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß zwar das erste Signal für die absolute Temperatur der Rohrwand an der ersten Stelle repräsentativ ist, daß aber dann zusätzlich ein zweites Signal gewonnen wird, das den Temperaturunterschied zwischen dieser Stelle und einer anderen, in bezug auf die erste Stelle thermisch isolierten Stelle, insbesondere am Rohr, repräsentiert. In diesem Falle kann das zweite Signal mittels eines Thermoelements gewonnen werden, deren Enden an der ersten Stelle bzw. dem anderen Ort liegen. Dabei ist das Thermoelement (d. h. der Temperatursensor) für das zweite Signal im Luftstrom stromauf in bezug auf den Temperatursensor für das erste Signal angeordnet.
Die Feststellung eines Störzustandes durch die Auswerteeinheit (also in der Regel einen Auswerterechner) kann unterschiedliche Folgen haben. Z. B. kann eine Alarmvorrichtung das Bedienungspersonal informieren (akkustisch und/oder optisch) oder es kann, z. B. dann, wenn die Auswerteeinheit eine besonders starke Störung anzeigt, also ein besonders hoher Schwellenwert als Kriterium überschritten wird, die Textilmaschine automatisch abgeschaltet werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Textilpartikelabsaugvorrichtung für Textilmaschinen bereitgestellt, durch die ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist.
In ihrer einfachsten Ausführungsform hat die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Temperatursensor, der die Temperatur an einer ersten Stelle eines Rohrs, durch das im ungestörten Betrieb Luft strömt, mißt, sowie eine Auswerteeinheit, die die gemessene Temperatur (anhand eines vorgegebenen Kriteriums) auswertet und somit feststellt, wenn der Betrieb der Vorrichtung ungestört bzw. gestört ist.
Auch hier wird bevorzugt die erste Stelle des Rohres geheizt, und zwar mittels einer Heizvorrichtung, beispielsweise einer um den entsprechenden Teil des Rohres gewundenen Heizdrahts. Die damit erzeugte Temperaturerhöhung kann sich im Bereich einiger Grad Celsius bewegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein zweiter Temperatursensor vorgesehen, der die Temperatur an einer zweiten Stelle des Rohrs mißt, wobei die zweite Stelle des Rohrs thermisch von der ersten Stelle des Rohrs im wesentlichen entkoppelt (isoliert) ist, und wobei die Auswerteeinheit auch die Temperatur an der zweiten Stelle des Rohrs auswertet, d. h. von dem zweiten Temperatursensor wie auch von dem ersten Temperatursensor Signale erhält.
Vorzugsweise sind die beiden vorstehend erläuterten Rohr-Teile (Teilrohrstücke) hinsichtlich Abmessungen, Gestalt und Material gleich oder zumindest annähernd gleich gestaltet, da auf diese Weise die Wirkung von Störeinflüssen durch ein Vergleichsverfahren reduziert werden kann. Dabei soll das Rohr möglichst dünn sein.
Die thermische Entkoppelung kann derart erfolgen, daß sich die erste Stelle und die zweite Stelle auf Rohrstücken aus z. B. Metall befinden, die durch ein thermisch isolierendes Rohrstück, vorzugsweise aus Kunststoff, voneinander getrennt sind. Um die Temperaturmessung zu erleichtern, befindet sich die erste Stelle (vorzugsweise aber auch die zweite Stelle) an einem Rohrstück, das aus thermisch gut leitendem Material, beispielsweise Messing oder einem Material mit vergleichbaren thermischen Eigenschaften, besteht.
Das Rohrstück, an dem sich die erste Stelle befindet, ist bevorzugt so gestaltet, daß es eine möglichst geringe Wärmekapazität hat (pro Längeneinheit), so daß bei einer Änderung des Luftstromes das zeitliche Temperaturdifferential große Werte erreicht. Ist das Rohrstück aus Messing hergestellt, kann man dies z.B. dadurch erreichen, daß das Rohrstück einen Durchmesser von 0,5 bis 2,5 cm und eine Rohrwandstärke von 0,2 bis 0,5 cm hat.
Damit die Temperatur der Rohrstücke nicht von äußeren Luftströmungen beeinflußt wird, sind sie insgesamt bevorzugt von einem Schutzrohr umgeben und thermisch isoliert. Der Raum zwischen dem Schutzrohr und den Rohrstücken kann mit Luft gefüllt sein, ist jedoch bevorzugt mit Silikon vergossen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteeinheit dazu ausgelegt, die Differenz zwischen den beiden gemessenen Temperaturen zu ermitteln und auszuwerten. Die Temperatursensoren können Thermoelemente sein. Thermoelemente geben ein analoges Signal ab. Bevorzugt umfaßt dann die Auswerteeinheit einen Analog-Digital-Wandler und einen Mikroprozessor, die eigentliche Auswertung erfolgt also digital in dem Mikroprozessor.
Insbesondere ein solcher Mikroprozessor, aber auch andere Auswerteeinheiten, sind dazu geeignet, den zeitlichen Verlauf jeder gemessenen Temperatur zu erfassen und auszuwerten und zusätzlich insbesondere die Ableitung der Differenz zwischen den beiden Temperaturen zu berechnen und auszuwerten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt eine Textilmaschine, insbesondere eine Rundstrickmaschine, eine erfindungsgemäße Textilpartikelabsaugvorrichtung, wobei der Einschaltzustand der Textilmaschine durch die Auswerteeinheit steuerbar ist. Der Mikrocontroller in der Auswerteeinheit kann beispielsweise über ein Kabel (oder auch Infrarot, Ultraschall, o. ä.) ein Signal an den Ein-Aus-Schalter der Textilmaschine abgeben.
Ebenso kann gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung die Auswerteeinheit ein Signal von der Textilmaschine erhalten, welches anzeigt, ob sich die Maschine z. B. in einem Arbeits- oder Ruhezustand befindet oder auch ein Signal darüber, inwieweit die vorstehend erläuterte Absaugung aktiviert ist. Dieses Signal kann bezüglich seiner Wirkung um eine einstellbare Zeitspanne verzögert werden, um nichtstationäre Zustände der Maschine auszublenden.
Die oben hinsichtlich wichtiger Aspekte charakterisierte Meßvorrichtung zeichnet sich insbesondere durch folgende Merkmale und Vorteile aus:
  • Es wird eine thermische Messung des Luftdurchsatzes durchgeführt, die den Luftstrom nicht durch Querschnittsveränderungen im Rohr so beeinflußt, daß dadurch eine Beeinträchtigung des Luftstromes, z. B. durch sich an dieser Stelle ablagernde Textilpartikel, erfolgt;
  • das Meßverfahren kann durch Auswertung von Temperaturen und zeitlicher Temperaturveränderung schnell auf Änderungen des Luftstromes reagieren;
  • die Sensoren können aufgrund einer symmetrischen Anordnung Störeinflüsse eliminieren; und
  • der Sensor kann aus extrem einfachen Bauteilen zusammengesetzt und damit kostengünstig hergestellt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform einer in eine Textilpartikelabsaugvorrichtung einzubauenden Meßeinrichtung ersichtlich. Die Figuren zeigen:
Figur 1
einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung und
Figur 2
eine perspektifische Ansicht einer erfindungsgemäßen Meßeinrichtung.
Eine in den Figuren 1 und 2 dargestelltes Meßeinrichtung 10 kann in eine Textilpartikelabsaugvorrichtung für eine Textilmaschine eingebaut werden, insbesondere in ein Rohr in einer derartigen Absaugvorrichtung eingebaut werden bzw. an ein solches angesetzt werden, oder es kann ein solches auch ganz ersetzen. Die von Pumpen abgesaugte Luft strömt dann beim Betrieb der Absaugvorrichtung durch vier Rohrstücke 12, 14, 16 und 18, von denen die Rohrstücke 12 und 16 aus Messing bestehen und die Rohrstücke 14 und 18 aus Plastik. Letztere können von einem Plastikschlauch abgeschnitten sein. In den Figuren ist das Absaugrohr nur über eine kurze Strecke gezeigt. Es versteht sich, daß das Rohrstück 18 wesentlich länger sein kann und zu einer Saugpumpe führt. Auch das Rohrstück 12 kann wesentlich länger sein als dargestellt; es führt zu der kritischen Stelle der Textilmaschine (nicht gezeigt), an der die Textilpartikel abgesaugt werden sollen.
An einer ersten Stelle 20 ist ein Ende eines Thermoelements 22 am Rohrstück 16 befestigt. An einer zweiten Stelle 24 ist entsprechend ein zweites Thermoelement 26 an dem Rohrstück 12 befestigt. Die erste Stelle 20 und die zweite Stelle 24 sind thermisch voneinander isoliert, weil das Rohrstück 14 als Plastikschlauch schlecht wärmeleitend ist.
Mittels einer Heizwicklung 28, die über Anschlüsse 30 und 32 mit Strom gespeist wird, wird das erste Rohrstück 16 erwärmt. Das Thermoelement 22 gibt dann eine Thermospannung ab, die der Temperatur T1 des ersten, erwärmten Rohrstücks 16 entspricht, während das Thermoelement 26 eine Spannung abgibt, die der Temperatur des zweiten Rohrstücks 12 entspricht. Damit diese beiden Temperaturen von Luftströmungen nicht beeinflußt werden, die außen an den Rohrstücken vorbeiströmen, sind die Rohrstücke 14, 16 und 18 zumindest weitgehend von einem Schutzrohr 34 umgeben. Der Innenraum 36 zwischen der Wandung des Schutzrohrs 34 und den Rohrstücken 12, 14, 16 und 18 ist mit Silikon vergossen, so daß das ganze Element 10 sehr stabil ist. Hier ragt ein kleiner Teil des Rohrstücks 12 an einem Ende der Einrichtung 10 heraus. Dieses offene Rohrstück 12 kann direkt in den Absaugschlauch einer Textilmaschine gesteckt werden. Das gegenüberliegende Schlauchstück 18 kann auf das Kopplungsstück des Absaugschlauches gesteckt werden. Die ganze Meßeinrichtung 10 kann jedoch irgendwo in der Textilpartikelabsaugvorrichtung angeordnet sein, wobei dann an die Rohrstücke 12 und 18 weitere Rohre angesetzt werden können.
Im Betrieb funktioniert die Meßeinrichtung 10 wie folgt:
Das Thermoelement 22 mißt eine Thermospannung, die von der Temperatur an der ersten Stelle 20 abhängig ist, und das Thermoelement 26 mißt eine Thermospannung, die von der Temperatur an der zweiten Stelle 24 abhängig ist. Die Thermospannungen werden durch Tiefpaßfilter (nicht gezeigt) geleitet, um Rauschen und Störungen zu unterdrücken. Dann werden sie einem Analog-Digital-Wandler zugeführt (nicht gezeigt), der ein digitales, der Thermospannung entsprechendes Signal an einen Mikroprozessor ausgibt (nicht gezeigt). Beide Thermoelemente werden in Serie geschaltet und in dieser Schaltung wird die Temperaturdifferenz ΔT = T1 - T2 ermittelt.
Wird nun ein Strom durch den Heizdraht 28 geschickt, so wird das Rohrstück 16 erwärmt und ΔT von Null verschieden. Strömt Luft in Richtung des oben in Figur 1 gezeigten Pfeils (oder in umgekehrter Richtung) durch das Element 10, so kühlt der Luftstrom die Wände des Rohrstücks 16.
Die von dem Luftstrom abgeführte Leistung "S" pro Grad Celsius Temperaturdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Stelle ist ein Maß für den Luftstrom im Rohr. Unter Vernachlässigung parasitärer Wärmeverluste ergibt sich S gemäß Gl. 1 in einem vereinfachten Model aus der dem Heizdraht 28 zugeführten elektrischen Leistung L, der Wärmekapazität Cp des Rohrstücks 16, der Temperaturdifferenz ΔT und ihrer zeitlichen Ableitung dΔT/dt, nämlich wie folgt: S = L-Cp· dΔT dt ΔT
Nach einer Weile des Heizens stellt sich ein Gleichgewicht ein, so daß dΔT /dt gleich Null wird. Dann gilt: S∞ = L ΔT∞ wobei ΔT∞ die Temperaturdifferenz im Gleichgewicht ist.
Eine Referenzmessung beim Einschalten der Heizung erlaubt es, den Apparateparameter Cp zu bestimmen. Beim Einschalten der Heizung ist ΔTo = 0. Es ergibt sich: Cp= L dΔT dt 0
Dann ist
Figure 00110001
Wie man aus Gleichung (4) sieht, tragen sowohl ΔT als auch die Ableitung von ΔT nach der Zeit zur vom Luftstrom abgeführten Leistung pro Grad Celsius bei.
Tritt nun ein Störfall ein, so wird plötzlich S kleiner oder sogar gleich Null.
Wird es gleich Null, so bedeutet dies, daß auf der rechten Seite von Formel (4) der Bruch in der Klammer zu 1 werden muß, dΔT/dt wird also plötzlich von Null verschieden. Ändert sich die zeitliche Ableitung von ΔT, dann ändert sich auch ΔT selbst.
In dem Mikroprozessor werden sowohl ΔT als auch dessen zeitliche Ableitung ständig überwacht. Wird die Ableitung plötzlich von Null verschieden und überschreitet einen von L/ΔT abhängigen Schwellenwert, so bedeutet dies, daß der Luftstrom schwächer oder nicht mehr durch die Meßeinrichtung 10 fließt, was einen Störfall bedeutet. Stattdessen oder ergänzend kann als Kriterium dienen, daß der Störfall dann eingetreten ist, wenn ΔT einen bestimmten Schwellenwert überschritten hat, der naturgemäß etwas über ΔT∞ liegt, weil bei Ausfall des Luftstroms der Temperaturunterschied aufgrund des Aufwärmens des Rohrstücks 16 durch das Heizelement 28 vergrößert wird.
Da die zeitliche Ableitung der Temperaturdifferenz, dΔT/dt, besonders schnell auf einen Störfall reagiert, ist es sinnvoll, das Schwellenwertkriterium bezüglich dieser Größe zu verwenden. Andererseits ist die Auswertung von ΔT zuverlässiger. Im Idealfall lassen sich beide Kriterien kombinieren. Wie dies im einzelnen zu geschehen hat, kann von Details des Aufbaus der verwendeten Rohrstücke, Thermoelemente etc. abhängen. Bevorzugt werden die Schwellenwertkriterien empirisch für eine gegebene Meßeinrichtung 10 ermittelt. Diese empirischen Daten werden z. B. so gewonnen, daß ein typischer Betrieb einer Textilmaschine simuliert wird und die Heizung bei der Meßeinrichtung in Betrieb gesetzt wird. Es werden die genannten Temperaturen gemessen und ihr zeitlicher Verlauf verfolgt. Dann wird ein Störfall mit mehr oder weniger starker Verstopfung des Rohres gezielt erzeugt und in Abhängigkeit vom Verstopfungsgrad werden die auftretenden Temperaturen und Temperaturdifferenzen sowie ihr zeitlicher Verlauf ermittelt. Die Verstopfung des Rohres wird bis zu einem Zustand gebracht, der als Störzustand definiert wird. Die hierzu gehörenden Temperaturen, Temperaturdifferenzen und zeitlichen Ableitungen der Temperaturen dienen dazu, Schwellenwertkriterien aufzustellen und im Mikroprozessor abzuspeichern. Diese abgespeicherten Größen, gegebenenfalls unter Hinzufügung von Toleranzen, dienen später beim Echtbetrieb der Vorrichtung als Schwellenwertkriterium, d. h. die dann fortlaufend gemessenen Größen werden hiermit verglichen, um einen Störzustand festzustellen.
Erfaßt der Mikroprozessor, daß ein Störzustand eingetreten ist, so gibt er z. B. ein Signal an eine (nicht gezeigte) Steuereinrichtung der Textilmaschine ab, so daß diese ausgeschaltet wird. Dadurch wird verhindert, daß Textilpartikel wie Garnreste, Flusen und Abrieb die Textilmaschine beschädigen.
Es ist auch möglich, in anderer Weise einen Alarm auszulösen, so daß das Bedienungspersonal gegebenenfalls angemessene Maßnahmen ergreift, ohne daß notwendigerweise der Betrieb der Textilmaschine unterbrochen werden muß, sofern der Störzustand frühzeitig erkannt wird.
Die oben beschriebene Meßeinrichtung 10 hat insbesondere den Vorteil, daß die Reaktionszeit bei Totalausfall sehr kurz ist, innerhalb von 15 Sekunden wird die Textilmaschine abgeschaltet. Ferner sind die wesentlichen Meßelemente außerhalb der Rohrstücke angeordnet, so daß der Luftstrom durch die Messung nicht behindert wird, insbesondere gibt es keine Einbauten, an denen sich Flusen absetzen können.
Die Meßeinrichtung 10 ist zudem sehr einfach gebaut, so daß die Kosten pro Überwachungsstelle gering sind.

Claims (16)

  1. Verfahren zum Überwachen einer Textilpartikelabsaugvorrichtung für eine Textilmaschine, wobei die Vorrichtung im ungestörten Zustand Luft durch ein Rohr (12, 14, 16, 18) saugt, und
    ein von der Temperatur der Rohrwand an einer ersten Stelle (20) derselben abhängiges Signal gewonnen wird und
    mittels einer Auswerteeinheit anhand des ersten Signals ermittelt wird, ob die Vorrichtung ungestört arbeitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwand vor dem Gewinnen oder während des Gewinnens des ersten Signals an der ersten Stelle (20) mittels einer Heizeinrichtung (28) erwärmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit das erste Signal zu verschiedenen Zeitpunkten erfaßt und den Zeitverlauf auswertet.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal die absolute Temperatur (T1) der Rohrwand an der ersten Stelle (20) repräsentiert und Auswerteeinheit einen Störbetrieb vorzugsweise dann feststellt, wenn die Temperatur (T1) der Rohrwand an der ersten Stelle (20) einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Signal gewonnen wird, das die Temperatur (T2) repräsentiert, die an einer zweiten Stelle (24) der Rohrwand herrscht, die von der ersten Stelle (20) der Rohrwand thermisch isoliert (14) ist, und daß die Auswerteeinheit anhand eines Vergleichs des ersten und des zweiten Signals ermittelt, ob die Vorrichtung ungestört arbeitet, wobei die ersten und zweiten Stellen der Rohrwand unterschiedlichen Teilstücken des Rohres zugeordnet sind und wobei die genannten Teilstücke des Rohres insbesondere gleich gestaltet sind.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwand an einer ersten Stelle (20) von einer Heizeinrichtung (28) erwärmt wird, insbesondere ständig, und daß die Auswerteeinheit zumindest das erste Signal zu verschiedenen Zeitpunkten erfaßt und den Vergleich zwischen dem ersten und dem zweiten Signal für verschiedene Zeitpunkte durchführt und den Zeitverlauf auswertet.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit aus dem Vergleich zwischen dem ersten und dem zweiten Signal den Unterschied (ΔT) der Temperaturen an der ersten (20) und der zweiten Stelle (24) ermittelt und einen Störbetrieb dann feststellt, wenn dieser Temperaturunterschied (ΔT) einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit einen Störbetrieb unter Verwendung der zeitlichen Ableitung eines Temperatursignals oder der Temperaturdifferenz feststellt.
  9. Textilpartikelabsaugvorrichtung für Textilmaschinen, insbesondere für Rundstrickmaschinen, die im ungestörten Betrieb Luft durch ein Rohr (12, 14, 16, 18) saugt, gekennzeichnet durch einen
    Temperatursensor (22), der die Temperatur (T1) an einer ersten Stelle (20) des Rohrs mißt und
    eine Auswerteeinheit, die die gemessene Temperatur anhand eines vorgegebenen Kriteriums auswertet und somit feststellt, wenn der Betrieb der Vorrichtung gestört ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung (28), die die erste Stelle (20) des Rohres heizt.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen zweiten Temperatursensor (26), der die Temperatur (T2) an einer zweiten Stelle (24) des Rohrs mißt, wobei die zweite Stelle (24) des Rohrs thermisch von der ersten Stelle (20) des Rohrs entkoppelt (14) ist, und wobei die Auswerteeinheit auch die Temperatur (T2) an der zweiten Stelle des Rohrs auswertet.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste Stelle (20) und die zweite Stelle (24) auf Rohrstücken (16, 12) befinden, die durch ein thermisch isoliertes Rohrstück (14,) vorzugsweise aus Kunststoff, voneinander getrennt sind.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste Stelle (20) auf einem ersten Rohrstück (16) befindet, das aus thermisch leitendem Material, vorzugsweise Messing, besteht.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit dazu ausgelegt ist, die Differenz (ΔT) zwischen den beiden gemessenen Temperaturen zu ermitteln und auszuwerten sowie ggf. deren zeitlichen Verlauf.
  15. Textilmaschine, insbesondere Rundstrickmaschine, mit einer Textilpartikelabsaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei der Einschaltzustand der Textilmaschine durch die Auswerteeinheit steuerbar ist.
  16. Meßeinrichtung (10) für eine Textilpartikelabsaugvorrichtung für Textilmaschinen, gekennzeichnet durch
    ein erstes Rohstück (16) mit einem ersten Temperatursensor (22), der die Temperatur (T1)des Rohrstücks mißt und durch
    ein zweites Rohrstück (12) mit einem zweiten Temperatursensor (26), der die Temperatur (T2) des zweiten Rohstücks mißt.
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