EP1558798B1 - Spinnereivorbereitungsmaschine mit hohlraumresonator - Google Patents
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- EP1558798B1 EP1558798B1 EP03769393A EP03769393A EP1558798B1 EP 1558798 B1 EP1558798 B1 EP 1558798B1 EP 03769393 A EP03769393 A EP 03769393A EP 03769393 A EP03769393 A EP 03769393A EP 1558798 B1 EP1558798 B1 EP 1558798B1
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- D—TEXTILES; PAPER
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- 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 system for stretching at least one sliver, in particular carding machine, track or comber, with at least one microwave sensor at the inlet and / or at the outlet of the drafting system for measuring the strip thickness of the at least one sliver, wherein the microwave sensor comprises at least one cavity through which the at least one sliver is to be guided during the measurements.
- the invention comprises such a cavity resonator.
- Spinning preparation machines such as carding machines, stretchers and combers, which are upstream of the yarn production, have the task in particular of regulating the band mass fluctuations of one or more slivers.
- tape sensors are arranged, for example, at distances, which measure the tape thickness - also called tape mass - or measure their fluctuations and pass this information to a control unit that controls at least one of the drafting organs of the drafting system accordingly. Even with unregulated routes information in terms of tape thickness variations are desired in many cases.
- a corresponding sensor at the outlet of a drafting system outputs, for example, a corresponding switch-off signal for the machine and / or a warning signal if a threshold value of the strip thickness is undershot or exceeded.
- the known measuring methods for determining the band-thickness fluctuations are based mainly on mechanical scans.
- the necessary strong mechanical compression in front of the mechanical sensor has a negative effect on the delaying capability.
- a microwave resonator for the continuous detection of tape thickness variations of moving textile strands at the inlet of the drafting system.
- a microwave sensor is arranged at the drafting outlet, which can be used in particular for quality monitoring of the uniformed fiber material.
- the device according to the WO 00/12974 includes a temperature sensor for measurement to compensate for temperature effects by means of a processor.
- a disadvantage of the above-mentioned embodiment, however, is that this temperature compensation for the consideration of temperature influences on the measurement results is not an optimal solution, since on the one hand it is cost-intensive and on the other hand based on inevitably empirical calculation algorithms.
- a resonator housing for microwaves to increase the measurement accuracy at least partially consists of material with a low coefficient of thermal expansion. Furthermore, the resonator housing has a temperature control arrangement consisting of a temperature sensor and a transistor, which controls the transistor such that its heat loss keeps the temperature of the resonator housing essentially the same.
- the disadvantage here is that no control can take place when the temperature of the resonator is too high.
- the advantages of the invention are, in particular, that temperature fluctuations which have an influence on the measurement accuracy when using microwaves can be largely eliminated. Possibly. can be completely dispensed with complex computational compensation solutions.
- the temperatures in and around the machine are relatively low but increase over time.
- the heat development due to the engine motors and other moving components and the fiber ribbon friction at the inlet and outlet of the cavity cause a temperature increase, which leads to deformation of the cavity resonator walls.
- Such changes in the resonator geometry cause a shift in the resonant frequency (with unchanged sliver cross-section) and thus a falsification of the measured values or lead to measurement inaccuracies.
- the inventive means for preventing these temperature-induced deformations of the resonator walls the measurement accuracy can be significantly increased. It is thus irrelevant, in particular, whether the machine has just started running or has already been in operation for a longer time. If, on the other hand, a sole computational compensation were made with regard to temperature influences, first of all the temperature would have to be measured and the corresponding point in the correction curve would have to be found which would reflect the correction value for a certain temperature.
- the resonator walls are at least partially made of a material having a low thermal expansion coefficient.
- a material having a low thermal expansion coefficient is steel with low thermal expansion, wherein the steel preferably has a thermal expansion of about 1/5 and preferably about 1/10 of the thermal expansion of commonly used in textile machines steel at normal operating temperatures.
- Such a steel is for example a Ni36 steel, ie a steel with a nickel content of about 35-37% and smaller amounts of other metals and carbon or a comparable steel.
- Ni36 steel has an almost negligible thermal expansion, ie the expansion coefficient at 20 ° C is about zero for such a steel.
- Such a steel is known for example under the name Invar ® steel.
- Other, comparable steels carry different trade names.
- the Ni36 steels are also characterized by being relatively elastic in comparison with ceramics, ie they do not have their brittleness and thus their susceptibility.
- resonator walls which preclude the formation of a resonance or the measurability of the resonant frequency and the damping at this frequency in the cavity of the sensor
- its inner walls can be provided with a conductive layer.
- a conductive layer may be, for example 5 microns thick.
- thermal insulation means in thermal terms.
- Such a thermal shielded island prevents waste heat from motors or other moving machine elements get to the sensor and there lead to the volume changes and thus to the resonant frequency shift of the resonator.
- insulating films may be arranged around larger portions of the resonator.
- the sensor may be at least partially surrounded by a thermally shielding housing.
- the connecting elements with which the sensor is attached to a machine part fastened from a material with low thermal conductivity, so that the heat conduction is substantially interrupted at this point.
- active temperature control agents are preferred. This achieves great flexibility in the temperature setting of said walls. An unwanted heating or cooling of the resonator walls can be counteracted in this case targeted by the temperature is adjusted to the desired extent.
- the temperature adjusting means are particularly preferably adjustable.
- thermoelectric measuring elements for measuring the temperature of the resonator interior and / or the resonator walls.
- a known such and also cost-effective measuring device is, for example, a so-called PT100, which is attached for example on an outer wall of the resonator.
- PT100 so-called PT100
- an inductive coil or other suitable measuring method can be used.
- the at least one temperature measuring element is advantageously mounted in a location which is representative of the temperature behavior of the entire resonator.
- a plurality of temperature sensors arranged at different locations may be used, the signal of which is preferably preprocessed. In this case, it makes sense, for example, to use an average value or another evaluation to estimate a representative temperature value that is used for the temperature control.
- the regulation of the active temperature adjusting means can be done in various ways.
- a separate control unit is provided.
- an evaluation unit assigned to the at least one microwave sensor can be used for temperature control. But even the central machine control can take over the regulation of the temperature adjustment.
- the temperature adjusting means comprise at least one heating means, wherein the final temperature of the resonator walls is expediently above that caused by the machine, ambient and friction influences temperature.
- An advantageously usable heating means is, for example, a heating foil, which can be attached in particular to larger-area sections on the outside of the resonator.
- At least one resonator wall is heated directly by preferably applying a heating voltage to it.
- cooling means may be provided which set the resonator walls below those caused by the engine, ambient and friction influences.
- cooling means are designed to produce a cooling air flow.
- Such an air flow can likewise be used for cleaning the resonator chamber and / or adjacent machine sections.
- the above-mentioned, in some cases desirable 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 passed through the resonator interior.
- the active temperature setting means cause heating or cooling at least one resonator wall, for example, when the desired temperature or shortly before the corresponding circuit of the heating or cooling medium can be interrupted. When the desired temperature is undershot or exceeded, the circuit is closed again to heat or cool. Likewise, it is advantageous to control the heating or cooling means when the machine is switched on, in order to achieve the desired temperature quickly.
- the temperature adjusting means are designed as Peltier element in order to heat or cool at least one resonator wall.
- the at least one Peltier element for example, when used as a coolant, removes the heat from the resonator wall to be cooled, wherein the temperature of the at least one resonator wall can be kept clearly below the temperature that would be achieved with conventional cooling. It is also possible to regulate different elements of the resonator differently. For example, the side of the resonator facing the machine interior can be cooled and the opposite side heated, whereby the corresponding resonator sections do not necessarily have to assume the same end temperature. Rather, the goal is to keep the resonator geometry constant during the measurements.
- the strength and / or the flow path of the air flow by means of an air flow control means is adjustable, 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 be adjusted in this case, in particular manually or electrically.
- an automatic actuation of the at least one throttle valve can be realized.
- a control variable can be used for this purpose, for example, the degree of contamination of the resonator, which can be determined in an advantageous embodiment with at least one corresponding sensor.
- Such a sensor can be, for example, an optical sensor whose received signals become weaker as the contamination increases and finally fall below a threshold value.
- Other embodiments may be based, for example, on the measurement of contamination-dependent resistance values which depend, for example, on a dirt or lubricant film thickness on the resonator walls. Possibly. can also be concluded from the resonance signal itself to a pollution of the interior, expediently when exceeding a limit value of the resonator characteristics (resonator quality) with an empty resonator. In this case, advantageously the Evaluation of the sensor from a corresponding signal for driving the at least one throttle or other air flow control means.
- the air flow can be used as a suction or as a blowing stream.
- a continuous or an interrupted air flow can be used.
- the time intervals may be, for example, periodic or made dependent on exceeding threshold values, for example on the degree of soiling or on the quality of the resonator.
- the sequence of successive suction or blowing pulses with respect to their duration and / or their time interval is adjustable, for example, on a arranged on the machine operator panel (so-called. Panel) and / or by a central control device in the spinning mill.
- the duration, the distance, the thickness, the flow path, etc. of the airflow can be manually and / or automatically adjusted.
- the air flow is aligned along the fiber material.
- the air is guided on opposite sides relative to the fiber material, so that an effective removal of individual fibers and other dirt particles is ensured.
- the air flows for cleaning and / or temperature adjustment may be directed differently.
- the sensor can be vacuumed from below become.
- the air flow is guided from bottom to top.
- a negative pressure in a housing surrounding the sensor and this thermally insulating housing can be generated.
- the band thickness of the incoming slivers 2 - in this case six slivers 2 - with a microwave sensor 3, which operates on the resonator principle (microwave generator not shown), detected.
- the resonator is designed as a compaction trained funnel 18 for compressing the slivers 2 upstream.
- the slivers 2 After passing through the microwave sensor 3, the slivers 2 to a nonwoven (as the drafting 1 a towards expanding triangle shown) spread, which enters the drafting system 1 a.
- the drafting system 1 a is presently of an input, a middle and a Delivery roller pair formed (it is only the lower roller 20, 21 and 22 of the roller pairs shown).
- the measured values of the sensor 3 are converted by an evaluation unit 4 into electrical voltage values representing the band thickness fluctuations which are supplied to a memory 5.
- This memory 5 is formed as a FIFO (First-In-First-Out) and passes the voltage with a defined time delay to a setpoint stage 7 on.
- the memory 5 receives for this purpose from a clock 6 a number of clocks, which is a measure of the speed of the running through the sensor 3 slivers 2.
- the slivers are thereby promoted by the pair of input rollers, so that it lends itself to couple the clock 6 with this pair of rollers.
- the voltage values of the sensor 3 are retained in the memory 5 according to the path traveled by the slivers 2 between the sensor 3 and the drafting device 1a.
- the slivers or fleece 2 reach the fictitious default location in the drafting zone of the drafting system 1 a with the strip piece to be leveled out, the corresponding measured value is released by the memory 5 and a corresponding positioning action is taken, which will be discussed in detail below.
- the distance between the measuring location of the sensor 1 and the location of the delay is called the control point.
- the clock 6 may be coupled to another pair of rollers, for example, with a pair of transport rollers immediately behind (seen in the direction of tape travel) the sensor 3. In this case, not the pair of input rollers for transporting the slivers by the sensor 3, but the transport roller pair.
- the setpoint level 7 also receives from a Leittacho 9 a control voltage, which is a measure of the speed of the lower, driven by a main motor 8 roller 22 of the pair of delivery rollers. Subsequently, in the setpoint stage 7, a setpoint voltage is calculated and forwarded to a control unit 10. In the control unit 10 takes place a desired-actual-value comparison, wherein the actual values of a control motor 11 an actual value tacho 12 are transmitted, which then passes the corresponding actual voltage to the control unit 10. The desired-actual-value comparison in the control unit 10 is used to give the control motor 11 a very specific, the desired delay change corresponding speed.
- the control motor 11 drives in a planetary gear 13, so that the rotational speeds of the lower roller 20 of the pair of input rollers and the lower roller 21 of the center roller pair is changed according to the desired band equalization. Due to the proportional superposition of the rotational speeds of the main motor 8 and the control motor 11, taking into account the said dead time, the strip thickness in the drafting system 1a in the so-called Regelurgitician, i. at the place of default, regulated.
- a microwave sensor 30 is arranged, which is connected downstream in the embodiment shown a formed as a compression device web nozzle 19.
- the fiber web or fiber fleece 2 'leaving the drafting system is hereby pulled off by a calender roller pair 35 connected downstream of the sensor 30.
- the signals of the sensor 30 are supplied to an evaluation unit 31, which supplies electrical voltage signals corresponding to the strip thickness of the drawn sliver 2 'and passes them on to the control unit 10.
- the signals from the sensor 30 for example, long-wave periodic fluctuations of the fiber sliver 2 presented to the drafting device 1a can be regulated out.
- the signals of the sensor 30 for quality control used, wherein expediently the machine is turned off when exceeding or falling below a threshold value.
- FIG. 1 is shown schematically that at the sensors 3 and 30 each have a temperature sensing element 40 and 41 is arranged to measure the temperature in the resonator interior or on a resonator wall. It is also possible to use a plurality of temperature measuring elements, for example to obtain an averaged temperature value. Since it has been found that due to temperature fluctuations by switching on and off of the machine and the machine environment and the associated heating or cooling of the resonator walls, the measurement accuracy of the sensors 3, 30 suffers, offers a corresponding temperature control.
- the temperature measuring elements 40 and 41 pass on the temperature measurement values to the evaluation units 4 and 31, respectively.
- the evaluation units 4, 31 are also used for temperature regulation in order to control appropriately designed temperature adjusting means 14, 15.
- the evaluation unit 4 actuates 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 touching contact - around the resonator (not shown). Care must be taken that no disturbance of the microwave resonance signals occurs due to these heating means.
- the heating circuit 14 can be activated immediately after switching on the machine after prolonged lactation to quickly get 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 machine ambient temperature and possibly of temperature effects caused by fiber friction on resonator elements. At such a constant temperature then no temperature-induced 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 when falling below a predetermined threshold, the heating circuit 14 drives.
- the evaluation unit 4 gives a corresponding command to the heating circuit 14 to interrupt the heating process.
- a corresponding embodiment with an analogous heating method is provided at the output of the drafting system 1 a for the sensor 30.
- the evaluation unit 31 assumes 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 be realized in an embodiment not shown by the control unit 10.
- own control units may be provided.
- cooling can be realized. It is important that the resonator walls are adjusted to a substantially constant temperature in order to largely prevent volume fluctuations of the resonator chamber and distortions of the resonance field.
- the resonator walls are at least partially made of a material with low thermal expansion, for example Ni36 steel (eg Invar® steel).
- Ni36 steel eg Invar® steel
- Other options that are used alternatively or additionally include thermal Insulation of the sensor with the help of heat conduction preventing fasteners for attachment to the machine and / or thermal insulation housing or the like ..
- FIG. 2a Top view
- 2b side view
- 2c rear view
- the at least one sliver 2 is indicated only by a dotted arrow
- the sliver 2 is shown in cross-section as a composite of many individual fibers.
- the Figure 2c not the hopper 118 and the calender rolls 135 shown.
- a hopper 118 and other tape guide elements can be used, for example, horizontally and / or vertically arranged deflecting rods, which may for example also have concave guide surfaces to run centered at least one sliver 2 in the sensor 300.
- the calender rolls 135 may be rotated through 90 ° or any other arbitrary angle.
- the sensor 300 has a resonator 300a with two half-cylinders 301, 305 separated by a gap 310, wherein the outer walls 302, 306 of the semi-cylinders 301, 305 are made of metal and the inner, sliver-oriented walls 303, 307 are made of ceramic , The resonance is formed here 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, in the FIGS. 2a, 2b dashed and in the Figure 2c is shown as a circle with crossed lines drawn therein (air flow direction directed away from the observer).
- the air flow or the air flows 50 can take on several functions. On the one hand worry On the other hand, they prevent deposition of, in particular, fibers 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 rollers 135. Such dirt deposits would be the resonator 300a detune and lead to measurement inaccuracies.
- the air flow 50 is used for targeted temperature adjustment, in particular of the resonator walls 302, 306.
- FIG. 3 a further embodiment of a microwave sensor 3000 is shown, in which compared to the embodiment of the FIG. 2 in addition, a housing 45 is provided around the cavity resonator 3000a.
- the housing 45 from which the viewer facing end face is shown taken away, is thermally insulating designed to keep coming from the engine room and the environment heat from the resonator 3000a.
- two gaps 312, 314 are provided between the outer walls of the resonator 3000a and the inner walls of the housing, through each of which an air flow 51 is passed. These air streams 51 can also be used to clean the gaps 312, 314 and / or to adjust the temperature of the resonator walls.
- the air flows guided to the sensor 3000 branch off into two partial streams, on the one hand into the air stream 51 already described, and on the other hand into an air stream 50 which runs through the gap 310.
- no or an airflow 50 provided specifically for the gap 310 is provided through the gap 310.
- the air streams 50, 51 in the FIGS. 2 and 3 may be blowing or suction flows, the latter causing a negative pressure in the gaps 310, 312, 314.
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Description
- 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 auszuregulieren. 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.
- Aus der
WO 00/12974 - Die Vorrichtung gemäß der
WO 00/12974 - Aus der
EP 1 004 874 ist ein Resonatorgehäuse für Mikrowellen bekannt, dass zur Steigerung der Messgenauigkeit zumindest teilweise aus Material mit einem niedrigen Temperaturausdehnungskoeffizienten besteht. Des Weiteren weist das Resonatorgehäuse eine aus einem Temperaturfühler und einem Transistor bestehende Temperaturregelanordnung auf, die den Transistor derart steuert, dass dessen Verlustwärme die Temperatur des Resonatorgehäuses im Wesentlichen gleich hält. Nachteilig hierbei ist, dass keine Regelung erfolgen kann, wenn die Temperatur des Resonatorgehäuses zu hoch ist. - Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Präzision der Messungen von Faserbanddicken hinsichtlich der in Spinnereien herrschenden Bedingungen zu verbessern.
- Diese Aufgabe wird bei der Spinnereivorbereitungsmaschine der eingangs genannten Art gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruch 1 spezifizierten Mittel zum Verhindern von temperaturbedingten Verformungen der Resonatorwände des Mikrowellensensors während der Messungen.
- Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß Temperaturschwankungen, die Einfluß auf die Meßgenauigkeit bei der Verwendung von Mikrowellen haben, weitestgehend 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 unverändertem 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 damit 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 Ni36-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 Invar®-Stahl bekannt. Andere, 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 Sprödigkeit 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.
- Erfindungsgemäß 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 Meßeinrichtung 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 Resonatorinnenraum 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 Heiz- bzw. 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 notwendigerweise 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 Luftstromsteuerungsmittels einstellbar, beispielsweise mittels mindestens einer Drosselklappe an einem Luftleitelement dieser Mittel. Die Öffnungsweite der mindestens einen Drosselklappe kann hierbei insbesondere manuell oder elektrisch eingestellt werden. Insbesondere 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 aktiviert, 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 Fasermaterials 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 gerichtet 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 1 a hin weitendes Dreieck dargestellt) ausgebreitet, das in das Streckwerk 1 a einläuft. Das Streckwerk 1 a wird vorliegend von einem Eingangs-, einem Mittel- und einem Lieferwalzenpaar gebildet (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 Sensor 3 und dem Streckwerk 1a zurückgehalten. Wenn die Faserbänder bzw. das Vlies 2 mit dem auszuregulierenden Bandstück den fiktiven Verzugsort im Verzugsfeld des Streckwerks 1 a 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 Regeleinsatzpunkt genannt.
- Alternativ kann der Taktgeber 6 mit einem anderen Walzenpaar gekoppelt sein, beispielsweise mit einem Transportwalzenpaar unmittelbar hinter (in Bandlaufrichtung gesehen) 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-Ist-Wert-Vergleich statt, wobei die Ist-Werte eines Regelmotors 11 einem Ist-Wert-Tacho 12 übermittelt werden, der die entsprechende Ist-Spannung dann an die Steuereinheit 10 weitergibt. Der Soll-Ist-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 Bandvergleichmäßigung 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 1 a 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 Temperaturkontrolle 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 unabhängig 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 1 a 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 Ausführungsform 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.ä..
- 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 denFiguren 2a, 2b ist das mindestens eine Faserband 2 lediglich durch einen punktierten Pfeil angedeutet; in derFigur 2c ist das Faserband 2 im Querschnitt als Verbund vieler einzelner Fasern dargestellt. Weiterhin sind in derFigur 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 derFigur 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 insbesondere 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 Meßungenauigkeiten führen. - Weiterhin wird erfindungsgemäß der Luftstrom 50 zur gezielten Temperatureinstellung insbesondere der Resonatorwände 302, 306 herangezogen. 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 derFigur 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 Resonatorwände 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 (18)
- Spinnereivorbereitungsmaschine mit einem Streckwerk (1a) zum Verstrecken mindestens 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 bzw. Bandmasse 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, wobei die Mittel (14; 15; 45) aktive Temperatureinstellmittel (14; 15) zur Einstellung einer im wesentlichen konstanten Temperatur der Resonatorwände (302, 306) umfassen und die Temperatureinstellmittel Mittel zum Erzeugen und Leiten eines Luftstroms (50; 51) durch den Resonator und/oder am Resonator vorbei umfassen.
- Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatureinstellmittel (14; 15) regelbar sind.
- 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.
- 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.
- Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatureinstellmittel (14; 15) Heizmittel (14; 15) umfassen.
- Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmittel (14) mindestens eine Heizfolie umfassen.
- Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Resonatorwand (302, 306) direkt beheizbar ist.
- Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatureinstellmittel (14; 15) Kühlmittel umfassen.
- Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom (50; 51) als Saug- oder als Blasstrom ausgebildet ist.
- Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom (50; 51) gleichfalls zur Reinigung des Resonatorraums und/oder angrenzenden Maschinenabschnitte einsetzbar ist.
- Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatureinstellmittel (14; 15) mindestens ein Peltierelement umfassen.
- Maschine nach Anspruch 1 mit einem Streckwerk (1a) zum Verstrecken mindestens 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 (1 a) zur Messung der Banddicke bzw. Bandmasse 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, mit Mitteln (14; 15; 45) zum Verhindern von temperaturbedingten Verformungen der Resonatorwände (302, 306) des Mikrowellensensors (3; 30; 300; 3000) während der Messungen, wobei die Mittel (14; 15; 45) thermische Isolationsmittel (45) zur thermischen Abkopplung des Sensors (3; 30; 300; 3000) von der restlichen Maschine umfassen.
- Maschine nach Anspruch 12, 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.
- Maschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsmittel (45) ein thermisch abschirmendes Gehäuse (45) umfassen, das zumindest teilweise den Sensor (3; 30; 300; 3000) umgibt.
- Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel mindestens einen Werkstoff mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten umfassen, aus dem die Resonatorwände (302, 306) zumindest abschnittsweise gefertigt sind.
- Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff ein Stahl mit geringer Wärmeausdehnung ist.
- Maschine nach Anspruch 16, 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.
- Maschine nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl ein Ni36-Stahl (beispielsweise Invar®-Stahl) oder ein diesbezüglich vergleichbarer Stahl ist.
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