EP1558798A1 - Spinnereivorbereitungsmaschine sowie hohlraumresonator - Google Patents

Spinnereivorbereitungsmaschine sowie hohlraumresonator

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EP1558798A1
EP1558798A1 EP03769393A EP03769393A EP1558798A1 EP 1558798 A1 EP1558798 A1 EP 1558798A1 EP 03769393 A EP03769393 A EP 03769393A EP 03769393 A EP03769393 A EP 03769393A EP 1558798 A1 EP1558798 A1 EP 1558798A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
resonator
machine according
steel
temperature
sensor
Prior art date
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Granted
Application number
EP03769393A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1558798B1 (de
Inventor
Otmar Kovacs
Chokri Cherif
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.)
Rieter Ingolstadt GmbH
Original Assignee
Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG
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 Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG filed Critical Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG
Publication of EP1558798A1 publication Critical patent/EP1558798A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1558798B1 publication Critical patent/EP1558798B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • D01H13/32—Counting, measuring, recording or registering devices
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G31/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions
    • D01G31/006—On-line measurement and recording of process and product parameters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H5/00—Drafting machines or arrangements ; Threading of roving into drafting machine
    • D01H5/18—Drafting machines or arrangements without fallers or like pinned bars
    • D01H5/32—Regulating or varying draft
    • D01H5/38—Regulating or varying draft in response to irregularities in material ; Measuring irregularities

Definitions

  • the invention relates to a spinning preparation machine with a drafting device for stretching at least one sliver, in particular a card, draw frame or comber, with at least one microwave sensor at the inlet and / or at the outlet of the drafting device for measuring the sliver thickness of the at least one sliver, the microwave sensor comprising at least one cavity resonator through which the at least one sliver is to be passed during the measurements.
  • the invention also includes such a cavity resonator.
  • the spinning preparation machines upstream of the yarn production have in particular the task of regulating the fluctuations in the sliver mass of one or more slivers.
  • belt sensors are arranged on lines, for example, which measure the belt thickness - also known as the belt mass - or its fluctuations and pass this information on to a regulating unit which controls at least one of the drafting elements of the drafting system accordingly. Even with unregulated lines, information regarding the fluctuations in strip thickness is desired in many cases.
  • a corresponding sensor at the outlet of a drafting system outputs, for example, a corresponding shutdown signal for the machine and / or a warning signal if a threshold value for the strip thickness is undershot or exceeded.
  • the known measuring methods for determining the strip thickness fluctuations are mainly based on mechanical scans.
  • the dynamics of these mechanical sensors at delivery speeds at the drafting system exit of in particular more than 1000 m / min are no longer sufficient.
  • the necessary strong mechanical compression in front of the mechanical sensor has a negative impact on the ability to warp.
  • BESTATIGUNGSKOPIE From WO 00/12974 it is known to determine a microwave resonator for the continuous detection of belt thickness fluctuations in moving textile strands at the inlet of the drafting system.
  • a microwave sensor is arranged at the drafting system outlet, which can be used in particular for quality monitoring of the uniform fiber material.
  • the device according to WO 00/12974 comprises a temperature sensor for measurement in order to compensate for temperature influences by means of a processor.
  • this temperature compensation for taking temperature influences on the measurement results into account is not an optimal solution, since on the one hand it is cost-intensive and on the other hand it is based on inevitably empirical computing algorithms.
  • This object is achieved in the spinning preparation machine of the type mentioned at the outset by means for preventing temperature-related deformations of the resonator walls of the microwave sensor during the measurements.
  • the object is also achieved by a cavity resonator with resonator walls which are made at least in sections from a material with a low coefficient of thermal expansion.
  • the temperatures in and on the machine are relatively low, but increase over time.
  • the heat development due to the machine motors and other moving components and the sliver friction at the inlet and outlet of the cavity resonator cause an increase in temperature, which leads to deformation of the cavity walls.
  • Such changes in the resonator geometry cause a shift in the resonance frequency (in the case of changed sliver cross section) and thus a falsification of the measured values or lead to measurement inaccuracies.
  • the means according to the invention for preventing these temperature-related deformations of the resonator walls the measuring accuracy can be increased considerably. It is therefore particularly irrelevant whether the machine has just started up or has been in operation for a long time. If, on the other hand, a computational compensation with regard to temperature influences were to be carried out, the temperature would first have to be measured and the corresponding point in the correction curve, which reflects the correction value for a specific temperature, would have to be found.
  • the resonator walls are made at least in sections from a material with a low coefficient of thermal expansion.
  • a material with a low coefficient of thermal expansion is steel with low thermal expansion, the steel preferably having a thermal expansion of approximately 1/5 and preferably approximately 1/10 of the thermal expansion of steel normally used in textile machines at normal operating temperatures.
  • steel is for example a N ⁇ '36 steel, that is a steel having a nickel content of about 35-37% as well as smaller amounts of other metals as well as carbon, or a comparable steel in this regard.
  • Ni36 steel has an almost negligible thermal expansion, ie the expansion coefficient at 20 ° C for such a steel is approximately zero.
  • a steel is known for example under the name lnvar ® steel.
  • Other, comparable steels have different trade names.
  • the Ni36 steels are also characterized by the fact that they are relatively elastic in comparison to ceramics, ie they do not have their brittleness and thus susceptibility.
  • a conductive layer can be 5 ⁇ m thick, for example.
  • thermal insulation means it is advantageous to largely uncouple the sensor from the rest of the machine in thermal terms by means of thermal insulation means.
  • Such a thermally shielded island prevents waste heat from motors or other moving machine elements from reaching the sensor and causing the volume changes and thus the resonance frequency shift of the resonator.
  • insulating foils can be arranged around larger sections of the resonator.
  • the sensor can be at least partially surrounded by a thermally shielding housing.
  • the connecting elements with which the sensor is attached to a machine part are fastened from a material with low thermal conductivity, so that the heat conduction is essentially interrupted at this point.
  • active temperature setting means are preferred. This gives great flexibility in the temperature setting of the said walls. In this case, unwanted heating or cooling of the resonator walls can be counteracted in a targeted manner by setting the temperature to the desired degree.
  • the temperature setting means are particularly preferably controllable.
  • the temperature of the resonator walls and / or the environment can be inferred, for example, from a resistance measurement.
  • a known measuring device of this type and also cost-effective is, for example, a so-called PT100, which is attached, for example, to an outer wall of the resonator.
  • an inductive coil or another suitable measuring method can be used.
  • the at least one temperature measuring element is advantageously attached at a location which is representative of the temperature behavior of the entire resonator.
  • several temperature sensors arranged at different locations can be used, the signal of which is preferably preprocessed.
  • the active temperature setting means can be regulated in various ways.
  • a separate control unit is provided in one embodiment.
  • an evaluation unit assigned to the at least one microwave sensor can be used for temperature control.
  • the central machine control can also regulate the temperature setting means.
  • the temperature setting means comprises at least one heating means, the end temperature of the resonator walls expediently being above that caused by the effects of the machine, the environment and friction.
  • a heating medium that can be used advantageously is, for example, a heating foil, which can be attached in particular to large-area sections on the outside of the resonator.
  • At least one resonator wall is heated directly, by preferably applying a heating voltage to it.
  • coolants can be provided which set the resonator walls below the temperature caused by the machine, environmental and frictional influences.
  • coolants are designed to generate a cooling air flow.
  • Such an air flow can also be used to clean the resonator chamber and / or adjacent machine sections.
  • homogeneous temperature distribution in the resonator interior can be achieved by means of such an air flow if this air flow is at least partially conducted through the resonator interior.
  • the temperature setting means are advantageously designed as a Peltier element in order to heat or cool at least one resonator wall.
  • the at least one Peltier element draws the heat from the resonator wall to be cooled, the temperature of the at least one resonator wall being able to be kept well below the temperature that would be achieved with conventional cooling.
  • the side of the resonator facing the machine interior can be cooled and the side facing away can be heated, the corresponding resonator sections not necessarily having to have the same final temperature. Rather, the goal is to keep the resonator geometry constant during the measurements.
  • the different means for preventing deformation of the resonator walls during the measurements can be combined in different ways.
  • An independent aspect of the invention provides for the resonator chamber to be kept clean or cleaned by an air flow.
  • the strength and / or the flow path of the air flow can be adjusted by means of an air flow control means, for example by means of at least one throttle valve on an air guide element of these means.
  • the opening width of the at least one throttle valve can in particular be set manually or electrically.
  • automatic actuation of the at least one throttle valve can be implemented.
  • a control variable e.g. the degree of contamination of the resonator is used, which can be determined in an advantageous embodiment with at least one corresponding sensor.
  • a sensor can be, for example, an optical sensor, the received signals of which become weaker with increasing contamination and ultimately fall below a threshold value.
  • the evaluation unit of the sensor advantageously outputs a corresponding signal for actuating the at least one throttle valve or another air flow control means.
  • the air flow can be used as a suction or a blowing flow.
  • a continuous or interrupted air flow can also be used.
  • the time intervals can be periodic, for example, or made dependent on exceeding threshold or limit values, for example on the degree of contamination or on the quality of the resonator.
  • the sequence of the successive suction or blowing pulses can advantageously be set with regard to their duration and / or their time interval, for example on an operator console (so-called panel) arranged on the machine and / or from a central control device in the spinning mill. According to the previous one the duration, distance, strength, flow path, etc. of the air flow can be set manually and / or automatically.
  • the air flow is activated during a can change, since - if no so-called flying can change is carried out with continuous sliver production - no measurements are carried out on the stationary sliver or slivers at this time.
  • the air flows for cleaning and / or temperature adjustment can be directed differently.
  • the sensor can be vacuumed from below.
  • the air flow is directed from the bottom up.
  • a negative pressure can be generated by means of air flow in a housing surrounding the sensor and thermally insulating it.
  • FIG. 1 shows a route with regulation shown as a block diagram in a schematic representation
  • 2a, 2b, 2c a schematically illustrated microwave sensor with an upstream funnel and downstream calender rollers in plan view, side view and rear view, and
  • FIG. 3 is a side view of a schematically illustrated microwave sensor in a housing.
  • An exemplary regulation principle on a route 1 is explained below with reference to FIG. 1.
  • the sliver thickness of the incoming slivers 2 - in this case six slivers 2 - is detected with a microwave sensor 3 which works according to the resonator principle (microwave generator not shown).
  • a funnel 18 designed as a compression means for compressing the fiber slivers 2 is connected upstream of the resonator principle.
  • the fiber tapes 2 After passing through the microwave sensor 3, the fiber tapes 2 are spread out to form a fleece (shown as a triangle widening towards the drafting system 1a), which runs into the drafting system 1a.
  • the drafting system 1a is formed by a pair of input rollers, a middle roller and a delivery roller (only the lower roller 20, 21 and 22 of the roller pairs is shown in each case).
  • a warping of the slivers 2 is realized.
  • the measured values of the sensor 3 are converted by an evaluation unit 4 into electrical voltage values representing the strip thickness fluctuations, which are fed to a memory 5.
  • This memory 5 is designed as a FIFO (First-In-First-Out) and forwards the voltage to a setpoint stage 7 with a defined time delay.
  • the memory 5 receives a number of clocks from a clock generator 6, which is a measure of the speed of the fiber slivers 2 passing through the sensor 3.
  • the slivers are conveyed by the pair of input rollers, so that it makes sense to couple the clock 6 to this pair of rollers.
  • the voltage values of the sensor 3 are retained in the memory 5 in accordance with the path covered by the fiber bands 2 between the sensor 3 and the drafting system 1a.
  • the fiber tapes or the fleece 2 with the piece of tape to be regulated reach the fictitious location in the draft zone of the drafting system 1a, the corresponding measured value is released by the memory 5 and a corresponding actuating action is carried out *, which will be discussed in more detail below.
  • the distance between the measuring location of the sensor 1 and the delay location is called the control point.
  • the clock generator 6 can be coupled to another pair of rollers, for example to a pair of transport rollers immediately behind (in the direction of belt travel see) the sensor 3.
  • the pair of input rollers is not used for transport, the fiber slivers through sensor 3, but the pair of transport rollers.
  • the setpoint stage 7 also receives a master voltage from a master tachometer 9, which is a measure of the speed of the lower roller 22 of the pair of delivery rollers driven by a main motor 8.
  • a setpoint voltage is then calculated in setpoint stage 7 and passed on to a control unit 10.
  • a setpoint-actual value comparison takes place in the control unit 10, the actual values of a control motor 11 being transmitted to an actual value tachometer 12, which then forwards the corresponding actual voltage to the control unit 10.
  • the setpoint-actual value comparison in the control unit 10 is used to give the control motor 11 a very specific speed corresponding to the desired change in distortion.
  • the control motor 11 drives in a planetary gear 13, so that the speeds of the lower roller 20 of the input roller pair and the lower roller 21 of the middle roller pair are changed in accordance with the desired belt uniformity. Due to the proportional superimposition of the speeds of the main motor 8 and the control motor 11, taking into account the dead time mentioned, the strip thickness in the drafting system 1a at the so-called control point of application, i.e. at the place of delay, regulated.
  • a microwave sensor 30 is also arranged at the outlet of the drafting unit 1a, which in the exemplary embodiment shown is connected downstream of a fleece nozzle 19 designed as a compression device.
  • the fiber sliver or fiber fleece 2 'leaving the drafting system is drawn off here by a pair of calender rolls 35 connected downstream of the sensor 30.
  • the signals from the sensor 30 are fed to an evaluation unit 31, which supplies electrical voltage signals corresponding to the strip thickness of the drawn fiber strip 2 'and forwards them to the control unit 10.
  • the signals from the sensor 30 for example, long-wave periodic fluctuations in the fiber slivers 2 presented to the drafting system 1 a can be regulated.
  • the signals from sensor 30 are used for quality control, the machine advantageously being switched off when a threshold value is exceeded or fallen below.
  • 1 shows schematically that a temperature measuring element 40 and 41 is arranged on the sensors 3 and 30 in order to measure the temperature in the resonator interior or on a resonator wall.
  • a temperature measuring element 40 and 41 is arranged on the sensors 3 and 30 in order to measure the temperature in the resonator interior or on a resonator wall.
  • Several temperature measuring elements can also be used, for example in order to obtain an average temperature value. Since it has been found that the measuring accuracy of the sensors 3, 30 suffers due to temperature fluctuations caused by switching the machine on and off and the machine environment and the associated heating or cooling of the resonator walls, a suitable temperature control role is appropriate.
  • the temperature measuring elements 40 and 41 pass on the temperature measured values to the evaluation units 4 and 31, respectively.
  • the evaluation units 4, 31 also serve to regulate the temperature in order to control suitably designed temperature setting means 14, 15.
  • the evaluation unit 4 controls a heating circuit 14 which takes over the heating of at least one resonator wall of the sensor 3.
  • at least one heating foil can be integrated into the heating circuit 14, which is arranged at least in sections - advantageously in contact contact - around the resonator (not shown). Care must be taken that these heating means do not interfere with the microwave resonance signals.
  • the heating circuit 14 can be activated immediately when the machine is switched on after a long period of inactivity in order to quickly obtain the desired heating temperature.
  • the aim is to bring the resonator walls to a largely constant temperature, which is independent of the temperature in the interior of the machine, but also of the ambient temperature of the machine and possibly of temperature effects caused by fiber friction on resonator elements. At such a constant temperature, no temperature-related deformations can occur, so that the precision of the measured values is increased.
  • the temperature measuring element 40 determines the current temperature, whereupon the evaluation unit 4 controls the heating circuit 14 when the temperature falls below a predetermined threshold.
  • the evaluation unit 4 outputs an corresponding command to the heating circuit 14 to interrupt the heating process.
  • a corresponding embodiment with an analog heating method is provided for the sensor 30 at the outlet of the drafting system 1a.
  • the evaluation unit 31 also takes over the control of a heating circuit 15, which is designed to set the temperature of at least one resonator wall of the resonator 30.
  • control of the heating circuits 14, 15 can also be implemented by the control unit 10 in an embodiment not shown. In a further alternative, separate control units can also be provided.
  • cooling can be implemented. It is important that the resonator walls are set to an essentially constant temperature in order to largely prevent volume fluctuations in the resonator chamber and distortions in the resonance field.
  • the resonator walls are at least partially made of a material with low thermal expansion, for example Ni36 steel (e.g. Invar® steel).
  • Ni36 steel e.g. Invar® steel
  • FIGS. 2a top view
  • 2b side view
  • 2c rear view
  • the at least one fiber sliver 2 is only indicated by a dotted arrow;
  • 2c shows the sliver 2 in cross section as a composite of many individual fibers.
  • the hopper 118 and the calender rolls 135 are not shown in FIG. 2c.
  • band guide elements can also be used, for example horizontally and / or vertically arranged deflecting rods, which for example can also have concave guide surfaces in order to allow the at least one fiber band 2 to enter the sensor 300 in a centered manner.
  • the calender rolls 135 can be arranged rotated through 90 ° or any other angle.
  • the sensor 300 has a resonator 300a with two half-cylinders 301, 305 separated by a gap 310, the outer walls 302, 306 of the.; Half-cylinders 301, 305 made of metal and the inner walls 303, 307 made of ceramic oriented towards the sliver 2 are made.
  • the resonance is formed in the resonator interior between the walls 302, 306.
  • an air flow is passed through the gap 310 on both sides of the sliver 2, which is dashed in FIGS. 2a, 2b and shown in FIG. 2c as a circle with crossed lines drawn therein (airflow direction directed away from the viewer).
  • the air flow or the air flows 50 can perform several functions. On the one hand, they ensure a largely homogeneous temperature distribution in the gap 310, on the other hand, they prevent the deposition of fibers in particular on the inner walls 303, 307 of the half-cylinders 301, 305 and at the exit of the resonator 300a or at the transition to the calender rolls 135 Dirt deposits would detune the resonator 300a and lead to measurement inaccuracies.
  • the air flow 50 can be used for the targeted temperature setting, in particular of the resonator walls 302, 306.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a microwave sensor 3000, in which, compared to the embodiment in FIG. 2, a housing 45 is additionally provided around the hollow resonator 3000a.
  • the housing 45 from which the end facing the viewer is shown removed, is designed to be thermally insulating in order to prevent heat from the machine room and the surroundings Keep resonator 3000a away.
  • two gaps 312, 314 are provided between the outer walls of the resonator 3000a and the inner walls of the housing, through which an air flow 51 is passed in each case. These air flows 51 can also be used to clean the gaps 312, 314 and / or to adjust the temperature of the resonator walls.
  • the air flows led to sensor 3000 each branch into two partial flows, on the one hand into the already described air flow 51, and on the other hand into an air flow 50 that runs through the gap 310.
  • no air flow 50 or one provided specifically for the gap 310 is provided through the gap 310.
  • the air flows 50, 51 in FIGS. 2 and 3 can be blowing or suction flows, the latter causing a negative pressure in the columns 310, 312, 314.

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Description

Spinnereivorbereitunqsmaschine sowie Hohlraumresonator
Die Erfindung betrifft eine Spinnereivorbereitungsmaschine mit einem Streckwerk zum Verstrecken mindestens eines Faserbandes, insbesondere Karde, Strecke oder Kämmmaschine, mit mindestens einem Mikrowellensensor am Einlauf und/oder am Auslauf des Streckwerks zur Messung der Banddicke des mindestens einen Faserbandes, wobei der Mikrowellensensor mindestens einen Hohlraumresonator umfaßt, durch den das mindestens eine Faserband während der Messungen zu führen ist. Gleichfalls umfaßt die Erfindung einen derartigen Hohlraumresonator.
In der Spinnereiindustrie wird aus beispielsweise Baumwolle in mehreren Prozessschritten zuerst ein vergleichmäßigter Faserverband und schließlich als Endprodukt ein gedrehtes Garn produziert. Die der Garnherstellung vorgeordneten Spinnereivorbereitungsmaschinen, wie Karden, Strecken und Kämmmaschinen, haben insbesondere die Aufgabe, die Bandmasseschwankungen eines oder mehrerer Faserbänder auszuregu- lieren. Zu diesem Zweck sind beispielsweise an Strecken Bandsensoren angeordnet, welche die Banddicke - auch Bandmasse genannt - bzw. deren Schwankungen messen und diese Informationen an eine Reguliereinheit weitergeben, die mindestens eines der Verzugsorgane des Streckwerks entsprechend ansteuert. Auch bei unregulierten Strecken sind Informationen hinsichtlich der Banddickenschwankungen in vielen Fällen erwünscht. Ein entsprechender Sensor am Auslauf eines Streckwerks gibt beispielsweise ein entsprechendes Abschaltsignal für die Maschine und/oder ein Warnsignal aus, wenn ein Schwellenwert der Banddicke unter- bzw. überschritten wird.
Die bekannten Meßverfahren zur Ermittlung der Banddickenschwankungen beruhen in der Hauptsache auf mechanischen Abtastungen. Allerdings reicht die Dynamik dieser mechanischen Sensoren bei Liefergeschwindigkeiten am Streckwerksausgang von insbesondere mehr als 1000 m/min nicht mehr in genügendem Maße aus. Zudem macht sich die notwendige starke mechanische Verdichtung vor dem mechanischen Sensor negativ auf die Verzugsfähigkeit bemerkbar.
BESTATIGUNGSKOPIE Aus der WO 00/12974 ist es bekannt, einen Mikrowellenresonator zur kontinuierlichen Erfassung von Banddickenschwankungen bewegter Textilstränge am Einlauf des Streckwerks zu ermitteln. Alternativ oder zusätzlich ist am Streckwerksauslauf ein Mikrowellensensor angeordnet, der insbesondere zur Qualitätsüberwachung des ver- gleichmäßigten Fasermaterials eingesetzt werden kann.
Die Vorrichtung gemäß der WO 00/12974 umfaßt einen Temperatursensor zur Messung, um Temperatureinflüsse mittels eines Prozessors zu kompensieren. Nachteilig bei der genannten Ausgestaltung ist es jedoch, daß diese Temperaturkompensation zur Berücksichtigung von Temperatureinflüssen auf die Meßergebnisse keine optimale Lösung darstellt, da sie einerseits kostenintensiv ist und sich andererseits auf zwangsläufig empirische Rechenalgorithmen stützt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Präzision der Messungen von Faser- banddicken hinsichtlich der in Spinnereien herrschenden Bedingungen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird bei der Spinnereivorbereitungsmaschine der eingangs genannten Art gelöst durch Mittel zum Verhindern von temperaturbedingten Verformungen der Resonatorwände des Mikrowellensensors während der Messungen. Gleichfalls wird die Aufgabe durch einen Hohlraumresonator mit Resonatorwänden gelöst, die zumindest abschnittsweise aus einem Werkstoff mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten gefertigt sind.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß Temperaturschwankungen, die Einfluß auf die Meßgenauigkeit bei der Verwendung von Mikrowellen haben, wei- testgehend ausgeschaltet werden können. Ggf. kann vollständig auf aufwendige rechnerische Kompensationslösungen verzichtet werden.
Beim Produktionsstart sind die Temperaturen in und an der Maschine relativ gering, steigen aber mit der Zeit an. Insbesondere die Wärmeentwicklung aufgrund der Maschinenmotoren und anderer bewegter Komponenten sowie der Faserbandreibung am Ein- und Ausgang des Hohlraumresonators verursachen einen Temperaturanstieg, der zu Verformungen der Hohlraumresonatorwände führt. Derartige Veränderungen der Resonatorgeometrie verursachen eine Verschiebung der Resonanzfrequenz (bei un- verändertem Faserbandquerschnitt) und damit eine Verfälschung der Meßwerte bzw. führen zu Meßungenauigkeiten. Mittels der erfindungsgemäßen Mittel zum Verhindern dieser temperaturbedingten Verformungen der Resonatorwände kann die Meßgenauigkeit erheblich gesteigert werden. Es ist somit insbesondere unerheblich, ob die Maschine gerade erst angelaufen ist oder schon eine längere Zeit in Betrieb ist. Wenn hingegen eine alleinige rechnerische Kompensation hinsichtlich Temperatureinflüssen vorgenommen würde, müßte zunächst die Temperatur gemessen und der entsprechende Punkt in der Korrekturkurve gefunden werden, die den Korrekturwert für eine bestimmte Temperatur wiedergibt.
Bei dem erfindungsgemäßen Hohlraumresonator, der in einer vorteilhaften Ausführungsform der Maschine eingesetzt wird, sind die Resonatorwände zumindest abschnittsweise aus einem Werkstoff mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizient gefertigt. Eine derartige Wahl verschafft den Vorteil, daß Temperaturschwankungen und da- mit Ausdehnungen und Schrumpfungen der Resonatorwände nur in sehr geringem Ausmaß auftreten können. Ein bevorzugter Werkstoff ist hierbei Stahl mit geringer Wärmeausdehnung, wobei der Stahl bei betriebsüblichen Temperaturen vorzugsweise eine Wärmeausdehnung von ca. 1/5 und vorzugsweise ca. 1/10 der Wärmeausdehnung von üblicherweise bei Textilmaschinen eingesetztem Stahl aufweist. Ein derartiger Stahl ist beispielsweise ein Nι'36-Stahl, also ein Stahl mit einem Nickel-Anteil von ca. 35-37% sowie kleineren Mengen anderer Metalle sowie Kohlenstoff oder ein diesbezüglich vergleichbarer Stahl. Ni36-Stahl besitzt eine nahezu vernachläßigbare thermische Ausdehnung, d.h. der Ausdehnungsbeiwert bei 20° C beträgt für einen derartigen Stahl ca. Null. Ein solcher Stahl ist beispielsweise unter dem Namen lnvar®-Stahl bekannt. Ande- re, vergleichbare Stähle tragen andere Handelsnamen. Die Ni36-Stähle zeichnen sich neben einer nahezu vernachlässigbaren thermischen Ausdehnung zudem dadurch aus, daß sie im Vergleich zu Keramik relativ elastisch sind, d.h. sie weisen nicht deren Sprö- digkeit und damit Anfälligkeit auf.
Werden Materialien für die Resonatorwände verwendet, die der Ausbildung einer Resonanz bzw. der Meßbarkeit der Resonanzfrequenz und der Dämpfung bei dieser Frequenz im Hohlraum des Sensors entgegenstehen, können dessen Innenwände mit einer leitfähigen Schicht versehen werden. Eine solche Schicht kann beispielsweise 5 μm dick sein. Alternativ oder zusätzlich ist es vorteilhaft, den Sensor von der restlichen Maschine mittels thermischer Isolationsmittel in thermischer Hinsicht weitgehend abzukoppeln. Eine solche thermische abgeschirmte Insel verhindert, daß Abwärme von Motoren oder anderen sich bewegenden Maschinenelementen zum Sensor gelangen und dort zu den Volumenänderungen und damit zur Resonanzfrequenzverschiebung des Resonators führen.
Bei einer derartigen thermischen Abkopplung können beispielsweise isolierende Folien um größere Abschnitte des Resonators angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Sensor mit einem thermisch abschirmenden Gehäuse zumindest teilweise umgeben sein. In einer weiteren Alternative oder in einer zusätzlichen Ausgestaltung sind die Verbindungselemente, mit denen der Sensor an einem Maschinenteil angebracht ist, aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit befestigt, so daß die Wärmeleitung an dieser Stelle im wesentlichen unterbrochen ist.
Alternativ oder zusätzlich zu den vorgenannten passiven Mitteln zum Verhindern von temperaturbedingten Verformungen der Resonatorwände sind aktive Temperatureinstellmittel bevorzugt. Hiermit wird eine große Flexibilität bei der Temperatureinstellung der besagten Wände erreicht. Einem ungewollten Erwärmen oder Abkühlen der Resonatorwände kann in diesem Fall gezielt entgegengewirkt werden, indem die Temperatur im gewünschten Maß eingestellt wird. Zu diesem Zweck sind die Temperatureinstellmittel besonders bevorzugt regelbar.
Um eine derartige Regelung zu realisieren, ist es zweckmäßig, eine oder mehrere Temperaturmeßelemente zur Messung der Temperatur des Resonatorinnenraums und/oder der Resonatorwände vorzusehen. Hierzu kann beispielsweise über eine Widerstandsmessung auf die Temperatur der Resonatorwände und/oder der Umgebung geschlossen werden. Eine bekannte derartige und zudem kostengünstige Meßeinrich- tung ist beispielsweise ein sogenannter PT100, der z.B. auf einer Außenwand des Resonators befestigt wird. Alternativ kann eine induktive Spule oder eine sonstige geeignete Meßmethode eingesetzt werden. Das mindestens eine Temperaturmeßelement ist vorteilhafterweise an einem Ort angebracht, der für das Temperaturverhalten des gesamten Resonators repräsentativ ist. Alternativ können mehrere, an verschiedenen Orten angeordnete Temperatursensoren verwendet werden, deren Signal bevorzugt vorverarbeitet wird. Hierbei bietet es sich beispielsweise an, einen Mittelwert oder eine sonstige Auswertung zur Abschätzung eines repräsentativen Temperaturwertes heranzuziehen, der für die Temperaturregelung verwendet wird.
Eine inhomogene Temperaturverteilung im Resonatorraum mit der unerwünschten Konsequenz von ungenauen Temperaturmessungen kann weitgehend verhindert werden, wenn Luft konstanter Temperatur durch den Resonator und/oder am Resonator vorbei geführt wird. Ein solcher Luftstrom kann gleichfalls zur Reinigung des Resonatorraums verwendet werden, insbesondere zur Beseitigung von Fasern, die sich aus dem Faserverband gelöst haben.
Die Regelung der aktiven Temperatureinstellmittel kann auf verschiedene Weise erfolgen. Beispielsweise ist in einer Ausführungsform eine separate Regeleinheit vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann eine dem mindestens einem Mikrowellensensor zugeordnete Auswerteeinheit zur Temperaturregelung herangezogen werden. Aber auch die zentrale Maschinensteuerung kann die Regelung der Temperatureinstellmittel übernehmen.
Insbesondere bietet es sich an, daß die Temperatureinstellmittel mindestens ein Heizmittel umfassen, wobei die Endtemperatur der Resonatorwände zweckmäßigerweise oberhalb derjenigen durch die Maschinen-, Umgebungs- und Reibungseinflüsse verursachten Temperatur liegt. Ein mit Vorteil einsetzbares Heizmittel ist beispielsweise eine Heizfolie, die insbesondere um größerflächige Abschnitte an der Außenseite des Resonators angebracht sein kann.
Alternativ oder zusätzlich wird mindestens eine Resonatorwand direkt beheizt, indem bevorzugt eine Heizspannung an sie angelegt wird. Statt die Resonatorwände aufzuheizen, können Kühlmittel vorgesehen sein, welche die Resonatorwände unterhalb derjenigen durch die Maschinen-, Umgebungs- und Reibungseinflüsse verursachten Temperatur einstellen.
Alternativ oder zusätzlich sind Kühlmittel zur Erzeugung eines kühlenden Luftstroms ausgebildet. Ein solcher Luftstrom kann gleichfalls zur Reinigung des Resonatorraums und/oder angrenzender Maschinenabschnitte eingesetzt werden. Gleichfalls ist die oben erwähnte, in einigen Fällen erwünschte homogene Temperaturverteilung im Re- sonatorinneπraum mittels eines solchen Luftstroms erreichbar, wenn dieser Luftstrom zumindest teilweise durch den Resonatorinnenraum geleitet wird.
Unabhängig davon, ob die aktiven Temperatureinstellmittel eine Aufheizung oder eine Kühlung mindestens einer Resonatorwand bewirken, kann beispielsweise beim Erreichen der gewünschten Temperatur bzw. kurz vorher der entsprechende Stromkreis der Heiz- oder Kühlmittel unterbrochen werden. Bei Unter- bzw. Überschreiten der gewünschten Temperatur wird der Stromkreis wieder geschlossen, um zu heizen bzw. zu kühlen. Gleichfalls ist es vorteilhaft, bereits beim Einschalten der Maschine die Heizbzw. Kühlmittel anzusteuern, um die gewünschte Temperatur schnell zu erreichen.
Vorteilhafterweise sind die Temperatureinstellmittel als Peltierelement ausgebildet, um zumindest eine Resonatorwand zu heizen oder zu kühlen. Das mindestens eine Peltierelement zieht beispielsweise bei einem Einsatz als Kühlmittel die Wärme von der abzukühlenden Resonatorwand ab, wobei die Temperatur der mindestens einen Resonatorwand deutlich unter der Temperatur gehalten werden kann, die bei konventioneller Kühlung erreicht würde.
Es ist ebenfalls möglich, unterschiedliche Elemente des Resonators unterschiedlich zu regeln. Beispielsweise kann die dem Maschineninnenraum zugewandte Seite des Resonators gekühlt und die abgewandte Seite geheizt werden, wobei nicht notwendiger- weise die entsprechenden Resonatorabschnitte die gleiche Endtemperatur einnehmen müssen. Vielmehr ist es das Ziel, die Resonatorgeometrie während der Messungen konstant zu halten. Die verschiedenen Mittel zum Verhindern von Verformungen der Resonatorwände während der Messungen können auf verschiedene Art und Weise kombiniert werden.
In einem unabhängigen Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, den Resonatorraum durch einen Luftstrom sauber zu halten bzw. zu reinigen. Vorteilhafterweise ist hierbei die Stärke und/der der Strömungsweg des Luftstromes mittels eines Luftstromsteue- rungsmittels einstellbar, beispielsweise mittels mindestens einer Drosselklappe an einem Luftleitelement dieser Mittel. Die Öffnungsweite der mindestens einen Drosselklappe kann hierbei insbesondere manuell oder^lektrisch eingestellt werden. Insbe- sondere ist eine automatische Betätigung der mindestens einen Drosselklappe realisierbar. Als Steuergröße kann hierzu z.B. der Verschmutzungsgrad des Resonators herangezogen werden, der in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel mit mindestens einem entsprechenden Sensor ermittelbar ist. Ein solcher Sensor kann beispielsweise ein optischer Sensor sein, dessen Empfangssignale mit zunehmender Verschmutzung schwächer werden und schließlich unter einen Schwellenwert fallen. Andere Ausführungsformen können beispielsweise auf der Messung von verschmutzungsabhängigen Widerstandswerten beruhen, die z.B. von einer Schmutz- oder Schmierfilmdicke auf den Resonatorwänden abhängen. Ggf. kann auch aus dem Resonanzsignal selbst auf eine Verschmutzung des Innenraums geschlossen werden, zweckmäßigerweise bei einem Überschreiten eines Grenzwertes. der Resonator-Kennwerte (Resonatorgüte) bei leerem Resonator. In diesem Fall gibt vorteilhafterweise die Auswerteeinheit des Sensors ein entsprechendes Signal zum Ansteuern der mindestens einen Drosselklappe oder eines anderen Luftstromsteuerungsmittels aus.
Der Luftstrom kann als Saug- oder als Blasstrom eingesetzt werden. Zudem ist ein kontinuierlicher oder ein unterbrochener Luftstrom verwendbar. Die Zeitabstände können beispielsweise periodisch sein oder von einem Überschreiten von Schwellen- bzw. Grenzwerten abhängig gemacht werden, beispielsweise vom Verschmutzungsgrad oder von der Güte des Resonators.
Vorteilhafterweise ist die Folge der aufeinanderfolgenden Saug- oder Blasimpulse bezüglich ihrer Dauer und/oder ihres zeitlichen Abstandes einstellbar, beispielsweise an einem am der Maschine angeordneten Bedienerpult (sog. Panel) und/oder von einer zentralen Steuereinrichtung in der Spinnerei. Entsprechend dem Vorhergehenden kann die Dauer, der Abstand, die Stärke, der Strömungsweg usw. des Luftstroms manuell und/oder automatisch eingestellt werden.
In einer vorteilhaften Variante wird der Luftstrom während eines Kannenwechsels akti- viert, da - wenn kein sog. fliegender Kannenwechsel bei fortlaufender Faserbandproduktion realisiert wird - zu in dieser Zeit keine Messungen an dem oder den stillstehenden Faserbändern vorgenommen werden.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Luftstrom entlang des FasermateπV als ausgerichtet ist. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Luft auf bezüglich des Fasermaterials gegenüberliegenden Seiten geführt wird, so daß ein effektiver Abtransport von einzelnen Fasern und anderen Schmutzpartikeln gewährleistet ist.
Die Luftströme zum Reinigen und/oder Temperatureinstellen können verschieden ge- richtet sein. Beispielsweise kann der Sensor von unten besaugt werden. In einer anderen Variante wird der Luftstrom von unten nach oben geführt. Gleichfalls kann mittels Luftströmung ein Unterdruck in einem den Sensor umgebenden und diesen thermisch isolierenden Gehäuse erzeugt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Strecke mit als Blockschaltbild dargestellter Regulierung in schematischer Darstellung;
Figur 2a, 2b, 2c einen schematisch dargestellten Mikrowellensensor mit vorgeschaltetem Trichter und nachgeschalteten Kalanderwalzen in Draufsicht, Seitenansicht und Rückansicht, und
Figur 3 eine Seitenansicht eines schematisch dargestellten Mikrowellensensor in einem Gehäuse. Nachfolgend wird anhand der Figur 1 eine beispielhaftes Regulierungsprinzip an einer Strecke 1 erläutert. Am Eingang der Strecke 1 wird die Banddicke der einlaufenden Faserbänder 2 - in diesem Fall sechs Faserbänder 2 - mit einem Mikrowellensensor 3, der nach dem Resonatorprinzip arbeitet (Mikrowellengenerator nicht abgebildet), erfaßt. Dem Resonatorprinzip ist ein als Verdichtungsmittel ausgebildeter Trichter 18 zum Verdichten der Faserbänder 2 vorgeschaltet. Nach Passieren des Mikrowellensensors 3 werden die Faserbänder 2 zu einem Vlies (als sich zum Streckwerk 1a hin weitendes Dreieck dargestellt) ausgebreitet, das in das Streckwerk 1a einläuft. Das Streckwerk 1a wird vorliegend von einem Eingangs-, einem Mittel- und einem Lieferwalzenpaar gebil- det (es ist jeweils nur die untere Walze 20, 21 bzw. 22 der Walzenpaare dargestellt). Durch Klemmung der Faserbänder bzw. des Vlieses 2 zwischen den Walzen der verschiedenen Walzenpaare, die sich mit in Bandlaufrichtung gesehen jeweils größeren Umfangsgeschwindigkeiten drehen, wird ein Verzug der Faserbänder 2 realisiert.
Die Meßwerte des Sensors 3 werden von einer Auswerteeinheit 4 in die Banddickenschwankungen repräsentierende elektrische Spannungswerte umgewandelt, die einem Speicher 5 zugeführt werden. Dieser Speicher 5 ist als FIFO (First-In-First-Out) ausgebildet und gibt die Spannung mit definierter zeitlicher Verzögerung an eine Sollwertstufe 7 weiter. Die Speicher 5 erhält hierzu von einem Taktgeber 6 eine Anzahl von Takten, die eine Maß für die Geschwindigkeit der durch den Sensor 3 laufenden Faserbänder 2 ist. Die Faserbänder werden hierbei von dem Eingangswalzenpaar gefördert, so daß es sich anbietet, den Taktgeber 6 mit diesem Walzenpaar zu koppeln. Anhand der Takte vom Taktgeber 6 werden die Spannungswerte des Sensors 3 in dem Speicher 5 entsprechend des von den Faserbändern 2 zurückgelegten Weges zwischen dem Sen- sor 3 und dem Streckwerk 1a zurückgehalten. Wenn die Faserbänder bzw. das Vlies 2 mit dem auszuregulierenden Bandstück den fiktiven Verzugsort im Verzugsfeld des Streckwerks 1a erreichen, wird der entsprechende Meßwert durch den Speicher 5 freigegeben und eine entsprechende Stellhandlung vorgenommen* worauf im einzelnen weiter unten eingegangen wird. Der Abstand zwischen Meßort des Sensors 1 und dem Verzugsort wird Regeieinsatzpunkt genannt.
Alternativ kann der Taktgeber 6 mit einem anderen Walzenpaar gekoppelt sein, beispielsweise mit einem Transportwalzenpaar unmittelbar hinter (in Bandlaufrichtung ge- sehen) dem Sensor 3. In diesem Fall dient nicht das Eingangswalzenpaar zum Transport, der Faserbänder durch den Sensor 3, sondern das Transportwalzenpaar.
Die Sollwertstufe 7 erhält außerdem von einem Leittacho 9 eine Leitspannung, die ein Maß für die Drehzahl der unteren, von einem Hauptmotor 8 angetriebenen Walze 22 des Lieferwalzenpaares ist. Anschließend wird in der Sollwertstufe 7 eine Sollspannung errechnet und an eine Steuereinheit 10 weitergegeben. In der Steuereinheit 10 findet ein Soll-lst-Wert-Vergleich statt, wobei die Ist-Werte eines Regelmotors 11 einem Ist- Wert-Tacho 12 übermitteit' werden, der die entsprechende Ist-Spannung dann an die Steuereinheit 10 weitergibt. Der Soll-lst-Wert-Vergleich in der Steuereinheit 10 wird dazu benutzt, dem Regelmotor 11 eine ganz bestimmte, der gewünschten Verzugsänderung entsprechende Drehzahl zu erteilen. Der Regelmotor 11 treibt in ein Planetengetriebe 13, so daß die Drehzahlen der unteren Walze 20 des Eingangswalzenpaares und der unteren Walze 21 der Mittelwalzenpaares entsprechend der gewünschten Bandver- gleichmäßigung verändert wird. Durch die proportionale Überlagerung der Drehzahlen des Hauptmotors 8 und des Regelmotors 11 unter Berücksichtigung der genannten Totzeit wird die Banddicke im Streckwerk 1a im sogenannten Regeleinsatzpunkt, d.h. am Verzugsort, geregelt.
In weiteren, nicht dargestellten Varianten können andere Antriebskonzepte realisiert sein, beispielsweise Einzelantriebe.
Am Auslauf des Streckwerks 1a ist ebenfalls ein Mikrowellensensor 30 angeordnet, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einer als Verdichtungseinrichtung ausgebildeten Vliesdüse 19 nachgeschaltet ist. Das des Streckwerk verlassende Faserband bzw. Faservlies 2' wird hierbei von einem dem Sensor 30 nachgeschalteten Kalanderwalzenpaar 35 abgezogen. Die Signale des Sensors 30 werden einer Auswerteeinheit 31 zugeführt, die elektrische Spannungssignale entsprechend der Banddicke des verstreckten Faserbandes 2' liefert und an die Steuereinheit 10 weitergibt. Mittels der Signale vom Sensor 30 sind beispielsweise langwellige periodische Schwankungen der dem Streckwerk 1a vorgelegten Faserbänder 2 ausregulierbar. Alternativ oder zusätzlich werden die Signale des Sensors 30 zur Qualitätskontrolle herangezogen, wobei zweckmäßigerweise die Maschine bei Über- oder Unterschreiten eines Schwellenwertes abgestellt wird. In Figur 1 ist schematisch dargestellt, daß an den Sensoren 3 und 30 jeweils ein Temperaturmeßelement 40 bzw. 41 angeordnet ist, um die Temperatur im Resonatorinnenraum oder an einer Resonatorwand zu messen. Es können auch mehrere Temperaturmeßelemente eingesetzt werden, um beispielsweise einen gemittelten Temperaturwert zu erhalten. Da sich herausgestellt hat, daß aufgrund von Temperaturschwankungen durch Ein- und Abschalten der Maschine sowie der Maschinenumgebung und damit einhergehender Erwärmung bzw. Abkühlung der Resonatorwände die Meßgenauigkeit der Sensoren 3, 30 leidet, bietet sich eine entsprechende Temperaturkoritrolle an.
Die Temperaturmeßelemente 40 bzw. 41 geben die Temperaturmeßwerte an die Auswerteeinheiten 4 bzw. 31 weiter. Im dargestellten Ausführungsbeispiel dienen die Auswerteeinheiten 4, 31 gleichfalls zur Temperaturregulierung, um entsprechend ausgebildete Temperatureinstellmittel 14, 15 anzusteuern. Im Falle des vor dem Streckwerk 1a angeordneten Sensors 3 steuert die Auswerteeinheit 4 einen Heizstromkreis 14 an, der die Aufheizung mindestens einer Resonatorwand des Sensors 3 übernimmt. Alternativ kann mindestens eine Heizfolie in den Heizstromkreis 14 eingebunden sein, die zumindest abschnittsweise - vorteilhafterweise in Berührungskontakt - um den Resonator angeordnet ist (nicht dargestellt). Es ist Sorge zu tragen, daß durch diese Heizmittel keine Störung der Mikrowellen-Resonanzsignale auftritt.
Der Heizstromkreis 14 kann sofort beim Anschalten der Maschine nach längerer Stillzeit aktiviert werden, um schnell die gewünschte Heiztemperatur zu erhalten. Ziel ist es, die Resonatorwände auf eine weitgehende konstante Temperatur zu bringen, die unabhän- gig ist von der Temperatur im Maschineninnenraum, aber auch von der Maschinenumgebungstemperatur und ggf. von durch Faserreibung an Resonatorelementen hervorgerufenen Temperatureffekten. Bei einer solchen konstanten Temperatur können dann keine temperaturbedingten Verformungen auftreten, so daß die Präzision der Meßwerte gesteigert wird.
Im Normalbetrieb ermittelt das Temperaturmeßelement 40 die aktuelle Temperatur, woraufhin die Auswerteeinheit 4 bei Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes den Heizstromkreis 14 ansteuert. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur, die durch das Meßelement 40 registriert wird, gibt die Auswerteeinheit 4 einen entsprechenden Befehl an den Heizstromkreis 14 zum Unterbrechen des Heizprozesses.
Eine entsprechende Ausgestaltung mit analogem Heizverfahren ist am Ausgang des Streckwerks 1a für den Sensor 30 vorgesehen. Hierbei übernimmt ebenfalls die Auswerteeinheit 31 die Ansteuerung eines Heizstromkreises 15, der zur Temperatureinstellung mindestens einer Resonatorwand des Resonators 30 ausgebildet ist.
Die Ansteuerung der Heizstromkreise 14, 15 kann in einer nicht dargestellten Ausfüh- rungsform auch durch die Steuereinheit 10 realisiert werden. Bei einer weiteren Alternative können auch eigene Regeleinheiten vorgesehen sein.
Statt einer Aufheizung der Resonatorwände bzw. des Resonatorraums kann eine Kühlung realisiert werden. Wichtig ist, daß die Resonatorwände auf eine im wesentlichen konstante Temperatur eingestellt werden, um Volumenschwankungen des Resonatorraums sowie Verzerrungen des Resonanzfeldes weitgehend zu unterbinden.
In alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltungen sind die Resonatorwände zumindest teilweise aus einem Material mit geringer Wärmeausdehnung gefertigt, beispielsweise Ni36-Stahl (z.B. Invar®-Stahl). Andere Möglichkeiten, die alternativ oder zusätzlich eingesetzt werden, umfassen die thermische Isolierung des Sensors mit Hilfe von die Wärmeleitung unterbindenden Befestigungselementen zur Anbringung an der Maschine und/oder thermische Isolationsgehäuse o.a..
In den Figur 2a (Draufsicht), 2b (Seitenansicht) und 2c (Rückansicht) ist ein Mikrowellensensor 300 - abgebildet ohne Mikrowellengenerator - mit vorgeschaltetem Trichter 118 und einem Kalanderwalzenpaar 135 dargestellt, wobei das Kalanderwalzenpaar 135 das mindestens eine Faserband 2 durch den Trichter 118 und den Sensor 300 zieht. In den Figuren 2a, 2b ist das mindestens eine Faserband 2 lediglich durch einen punktierten Pfeil angedeutet; in der Figur 2c ist das Faserband 2 im Querschnitt als Verbund vieler einzelner Fasern dargestellt. Weiterhin sind in der Figur 2c nicht der Trichter 118 und die Kalanderwalzen 135 abgebildet. Statt einem Trichter 118 können auch andere Bandführungselemente eingesetzt werden, beispielsweise waagerecht und/oder senkrecht angeordnete Umlenkstäbe, die beispielsweise auch konkave Führungsflächen aufweisen können, um das mindestens eine Faserband 2 zentriert in den Sensor 300 einlaufen zu lassen. Weiterhin können die Kalanderwalzen 135 um 90° oder jeden anderen beliebigen Winkel gedreht angeordnet sein.
Der Sensor 300 weist einen Resonator 300a mit zwei durch einen Spalt 310 getrennten Halbzylindern 301, 305 auf, wobei die äußeren Wände 302, 306 der.;Halbzylinder 301 , 305 aus Metall und die inneren, zum Faserband 2 orientierten Wände 303, 307 aus Keramik gefertigt sind. Die Resonanz bildet sich hierbei im Resonatorinnenraum zwischen den Wänden 302, 306 aus.
In Faserbandlaufrichtung wird zu beiden Seiten des Faserbandes 2 ein Luftstrom durch den Spalt 310 geleitet, der in den Figuren 2a, 2b gestrichelt und in der Figur 2c als Kreis mit darin eingezeichneten, gekreuzten Linien dargestellt ist (Luftströmrichtung vom Betrachter weggerichtet). Der Luftstrom bzw. die Luftströme 50 können mehrere Funktionen übernehmen. Einerseits sorgen sie für eine weitgehend homogene Temperaturverteilung in dem Spalt 310, andererseits verhindern sie eine Ablagerung von insbe- sondere Fasern an den Innenwänden 303, 307 der Halbzylinder 301 , 305 sowie am Ausgang des Resonators 300a bzw. am Übergang zu den Kalanderwalzen 135. Derartige Schmutzablagerungen würden den Resonator 300a verstimmen und zu Meßunge- nauigkeiten führen.
Weiterhin kann der Luftstrom 50 zur gezielten Temperatureinstellung insbesondere der Resonatorwände 302, 306 herangezogen werden. Insbesondere ist es möglich, kühlende Luft zu verwenden, um die Resonatorwände 302, 306 auf eine im Vergleich zum Normalbetrieb tiefere, möglichst konstante Temperatur abzukühlen.
In der Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Mikrowellensensors 3000 dargestellt, bei dem gegenüber der Ausführungsform der Figur 2 zusätzlich ein Gehäuse 45 um den Hohlaumresonator 3000a herum vorgesehen ist. Das Gehäuse 45, von dem die zum Betrachter gewandte Stirnseite weggenommen dargestellt ist, ist thermisch isolierend ausgebildet, um vom Maschinenraum und der Umgebung stammende Wärme vom Resonator 3000a fernzuhalten. Zusätzlich sind zwei Spalte 312, 314 zwischen den Außenwänden des Resonators 3000a und den Innenwänden des Gehäuses vorgesehen, durch welche jeweils ein Luftstrom 51 geleitet wird. Auch diese Luftströme 51 können zur Reinigung der Spalte 312, 314 und/oder zur Temperatureinstellung der Resonator- wände herangezogen werden.
In der Figur 3 zweigen sich die zum Sensor 3000 geführten Luftströme in jeweils zwei Teilströme auf, einerseits in den schon beschriebenen Luftstrom 51 , andererseits in einen Luftstrom 50, der durch den Spalt 310 läuft. Alternativ ist kein oder ein eigens für den Spalt 310 bereitgestellter Luftstrom 50 durch den Spalt 310 vorgesehen.
Die Luftströme 50, 51 in den Figuren 2 und 3 können Blas- oder Saugströme sein, wobei letztere einen Unterdruck in den Spalten 310, 312, 314 hervorrufen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Spinnereivorbereitungsmaschine mit einem Streckwerk (1a) zum Verstrecken min- destens einen Faserbandes (2), insbesondere Karde, Strecke (1) oder Kämmmaschine, mit mindestens einem Mikrowellensensor (3; 30; 300; 3000) am Einlauf und/oder am Auslauf des Streckwerks (1a) zur Messung der Banddicke des mindestens einen Faserbandes (2), wobei der Mikrowellensensor (3; 30; 300; 3000) mindestens einen Hohlraumresonator (300a; 3000a) umfaßt, durch den das mindestens eine Faserband (2) während der Messungen zu führen ist, gekennzeichnet durch
Mittel (14; 15; 45) zum Verhindern von temperaturbedingten Verformungen der Resonatorwände (302, 306) des Mikrowellensensors (3; 30; 300; 3000) während der Messungen.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel mindestens einen Werkstoff mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten umfassen, aus dem die Resonatorwände (302, 306) zumindest abschnittsweise gefertigt sind.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß der Werkstoff ein Stahl mit geringer Wärmeausdehnung ist.
4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl bei betriebsüblichen Temperaturen eine Wärmeausdehnung von ca. 1/5 und vorzugsweise ca. 1/10 der Wärmeausdehnung von üblicherweise bei Textilmaschinen eingesetztem Stahl aufweist.
5. Maschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl ein Ni36- Stahl (beispielsweise Invar®-Stahl) oder ein diesbezüglich vergleichbarer Stahl ist.
6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (14; 15; 45) thermische Isolationsmittel (45) zur thermischen Abkopplung des Sensors (3; 30; 300; 3000) von der restlichen Maschine umfassen.
7. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsmittel (45) Verbindungselemente zur Befestigung des mindestens einen Sensors (3; 30; 300; 3000) umfassen, wobei die Verbindungsmittel eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsmittel (45) ein thermisch abschirmendes Gehäuse (45) umfassen, das zumindest teilweise den Sensor (3; 30; 300; 3000) umgibt.
9. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (14; 15; 45) aktive Temperatureinstellmittel (14; 15) zur Einstellung einer im wesentlichen konstanten Temperatur der Resonatorwände (302, 306) umfassen.
10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatureinstellmittel (14; 15) regelbar sind.
11. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Temperaturmeßelement (40; 41) zur Messung der Temperatur des Resonatorinnenraums und/oder der Resonatorwände (302, 306) vorgesehen ist.
12. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturregelung mittels einer separaten Regeleinheit und/oder mittels der Auswerteeinheit des Mikrowellensensors (4; 31) und/oder mittels der zentralen Maschinensteuerung (10) vornehmbar ist.
13. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatureinstellmittel (14; 15) Heizmittel (14; 15) umfassen.
14. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmittel (14) mindestens eine Heizfolie umfassen.
15. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Resonatorwand (302, 306) direkt beheizbar ist.
16. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatureinstellmittel (14; 15) Kühlmittel umfassen.
17. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatureinstellmittel Mittel zum Erzeugen und Leiten eines Luftstroms (50; 51) durch den Resonator und/oder am Resonator vorbei umfassen.
18. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. daß der Luftstrom (50; 51) als Saug- oder als Blasstrom ausgebildet ist.
19. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom (50; 51) gleichfalls zur Reinigung des Resonatorraums und/oder angrenzenden Maschinenabschnitte einsetzbar ist.
20. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatureinstellmittel (14; 15) mindestens ein Peltierelement umfassen.
21. Hohlraum resonator (300a; 3000a) eines Mikrowellensensors (300; 3000) für eine Textilmaschine, wobei mindestens ein Faserband (2) während der Messungen durch den Hohlraumresonator zu führen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonatorwände (302, 306) zumindest abschnittsweise aus einem Werkstoff mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten gefertigt sind.
22. Resonator nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff ein Stahl mit geringer Wärmeausdehnung ist.
23. Resonator nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl bei betriebsüblichen Temperaturen eine Wärmeausdehnung von ca. 1/5 und vorzugsweise ca. 1/10 der Wärmeausdehnung von üblicherweise bei Textilmaschinen eingesetztem Stahl aufweist.
4. Resonator nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl ein Ni36-Stahl (beispielsweise Invar®-Stahl) oder ein diesbezüglich vergleichbarer Stahl ist.
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