EP1563128A1 - Vorrichtung zum schmelzspinnen und aufwickeln mehrerer fäden - Google Patents

Vorrichtung zum schmelzspinnen und aufwickeln mehrerer fäden

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Publication number
EP1563128A1
EP1563128A1 EP03772317A EP03772317A EP1563128A1 EP 1563128 A1 EP1563128 A1 EP 1563128A1 EP 03772317 A EP03772317 A EP 03772317A EP 03772317 A EP03772317 A EP 03772317A EP 1563128 A1 EP1563128 A1 EP 1563128A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
thread
threads
sensors
godet
winding
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03772317A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Weigend
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Saurer GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Saurer GmbH and Co KG filed Critical Saurer GmbH and Co KG
Publication of EP1563128A1 publication Critical patent/EP1563128A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
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    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
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    • D01D7/00—Collecting the newly-spun products
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    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a device for melt spinning and winding several threads according to the preamble of claim 1.
  • the threads are formed in parallel next to each other by combining a large number of freshly spun filaments.
  • the filaments are extruded through a spinning device arranged side by side. After the filaments have cooled, the filament bundle is joined by a preparation device. The cohesion between the filaments is achieved by a preparation agent.
  • the threads are then treated to adjust certain physical properties.
  • the threads are guided at least over a godet unit.
  • each of the threads is wound into bobbins in parallel winding units of a winding device.
  • the threads are brought together after the melt spinning to a small thread treatment distance.
  • the threads are guided in parallel with the treatment distance from one another via one or more godet units.
  • Thread guiding devices are provided in the thread path between the spinning device and the winding device. Devices of this type have proven particularly useful for melt spinning and winding up a large number of threads of 10, 12 or 16 threads. To monitor the production process, such devices have thread break sensors which are assigned to the threads. Such a device is known, for example, from US Pat. No. 6,210,143, in which the thread break sensors are directly assigned to the winding units of the winding device. The thread break sensors serve to signal a thread break of one of the threads of a control device, so that the melt spinning process can be interrupted and major consequential damage caused by sympathetic breaks in the neighboring threads and winding formations are avoided.
  • the known device has the disadvantage that the arrangement of the thread break sensors, in particular for monitoring a large number of threads, requires a corresponding large number of interfaces and signal lines and thus has a considerable susceptibility to faults.
  • the thread break sensors are arranged as a structural unit in one plane in the area of the godet unit, in which the threads with a distance of max. 20 mm are guided to each other.
  • the yarn break sensors are thus shifted within the spinning line into a zone in which the yarns are guided close to each other and have not yet been spread out, or at the very beginning, to be continued in the winding device.
  • the invention is based on the knowledge that, in the event of thread breaks in the winding stations, the subsequent winder formation essentially only occurred on the inlet side of a godet unit.
  • the arrangement according to the invention of the thread break sensors on the outlet side of the godet unit ensures that rapid signaling takes place even in the event of a thread break in the winding device in order to avoid the formation of winders.
  • the thread break sensors within a housing are electrically interconnected and connected together to a signal output of the housing.
  • the signal output is coupled to a control device by a signal line.
  • a large number of thread break sensors can thus be connected to the control device via a single interface.
  • the interface can preferably be designed as a plug connection.
  • an advantageous further development of the invention provides for the electrical connection of the thread break sensors to be carried out in such a way that if one of the threads breaks, a sum signal is generated and fed to the signal output.
  • the sum signal is independent of which of the sensors has signaled a thread break. All signals from the thread break sensors are added and thus form the sum signal.
  • the preferred development of the invention in which the electrical connection of the thread break sensors is designed such that if one of the threads breaks, the thread break sensor concerned assigned individual signal generated and fed to the signal output.
  • the connection between the assembly of the thread break sensors and the control device is preferably switched by a professional bus system.
  • the thread break sensors are arranged directly in the thread run of the last godets in order to guide the threads as thread guides before spreading.
  • the thread break sensors can thus be used both for monitoring the threads and for guiding the threads. Additional thread guides in the outlet area of the godet are not required. An additional possible touching and deflection of the threads can thus be avoided.
  • the thread break sensors are arranged directly in the thread run of the godet unit before the threads run out before the last godet.
  • the position in the last loop of the godets is particularly suitable for the arrangement of the thread break sensors.
  • the thread break sensors can be designed as contact sensors, optical sensors or as capacitive sensors.
  • the further development of the invention in which an evaluation electronics is provided, through which the signals of the thread break sensors can be evaluated in each case to control a preparation job of the thread and to determine a break of the thread, is particularly useful preferred embodiment of the invention.
  • capacitive measuring means the change in capacitance caused by the thread of a capacitor is detected and evaluated.
  • Fig. 1 shows schematically an embodiment of the device according to the invention
  • Fig. 2 shows schematically an embodiment of a structural unit consisting of several thread break sensors
  • Fig. 3 schematically shows another embodiment of a structural unit consisting of several thread break sensors
  • Fig. 4 schematically shows another embodiment of a device for process monitoring
  • Fig. 1 an embodiment of the device according to the invention is shown schematically.
  • the device consists of a spinning device 2, a godet unit 3 arranged below the spinning device 2 and a winding device 14 arranged downstream of the godet unit 3.
  • the spinning device 2 is designed, for example, with three spinning stations in order to spin three synthetic threads in parallel next to one another.
  • the spinning device 2 has a spinning pump 4, which can be designed, for example, as a gear pump.
  • the spinning pump 4 is driven by the pump drive 21.
  • the pump drive 21 is coupled to a control device 20.
  • the spinning pump 4 is designed as a multiple pump and supplies in parallel several spinnerets 5 at the same time.
  • Each of the spinnerets 5 has a nozzle plate 6 on the underside, through which a plurality of filament strands 7 are extruded.
  • the filament strands 7 pass through a cooling shaft 8 arranged below the spinnerets 5.
  • a cooling medium preferably a blown-in cooling air, is directed onto the filament strands 7, so that the filament strands 7 are cooled within the cooling shaft 8.
  • the filament strands 7 are brought together into a thread 1 by a preparation device 9 and the thread guides 34.
  • the preparation device 9 is designed as a roller preparation, in which the preparation roller is driven by a roller drive 10, so that the preparation roller, which is partially immersed in a liquid bath, rotates uniformly and the threads 1 guided on its surface are wetted with a preparation agent contained in the bath.
  • the godet unit 3 consists of a take-off godet 11 and a stretch godet 22.
  • the take-off godet 11 is a freely rotatable overflow roller 12 and Stretching godet 22 assigned to the freely rotatable overflow roller 23, so that the threads 1 are guided in parallel in several loops over the godets 11 and 22.
  • the take-off godet 11 is driven by the godet drive 13 and the extended godet 22 by the godet drive 24.
  • the godet drives 13 and 24 are controlled by the control device 20.
  • a differential speed is set between the take-off godet 11 and the draw godet 22 in order to stretch the threads.
  • the winding device 14 is arranged below the godet unit 3, by means of which the threads 1 are wound into a bobbin 15 after the treatment.
  • the winding device 14 has a total of three winding points 25 arranged next to one another.
  • the coils 15 are in the winding stations 25 held on a cantilevered spindle 16.
  • the spindle 16 is driven via a winding drive 1-7 in such a way that the threads 1 are wound onto the bobbin 15_ at a constant winding speed.
  • the winding drive 17 is connected to the control device 20.
  • On the circumference of the bobbin 15 is a pressure roller 19 partially wrapped around the threads.
  • a structural unit 26 with a plurality of integrated thread break sensors 27 is arranged in the outlet area of the stretch godet 22.
  • the structure of the assembly 26 and the arrangement of the yarn break sensors 27 within the assembly will be described in more detail later.
  • the thread break sensors 27 are coupled to the control device 20 via a signal line 28.
  • a thread collecting device 33 is arranged in the thread run, which can be controlled via the control device 20.
  • the thread collecting device 33 has means for collecting, cutting and removing the thread sheet.
  • the threading device is known from EP 1 049 823, so that reference can be made to the cited document at this point.
  • the threads 1 are monitored by the thread break sensors 27 immediately after the stretch godet 22 has passed.
  • the distances of the threads 1 from one another are determined by a treatment distance B which is set to guide the threads 1.
  • the treatment distance B depends on the number of threads and on the length of occupation of the godets 11 and 22 and on the number of wraps of the threads on the godets 11 and 22. In cases where, for example, up to 12 threads in several loops are passed over a godet, treatment distances of less than 6 mm are set. In such cases, the yarn break sensors are preferably placed in an initial area of the yarn sheet spread after the godet has passed.
  • the threads 1 are spread from the treatment distance B to the winding point distance A.
  • the thread guide required for spreading the threads 1 is carried out directly by the structural unit 26.
  • the spool distance A depends on the spool width and is in the range of 85 to 250 mm.
  • each winding unit 25 is preceded by a head thread guide 39, so that the spreading of the threads 1 from the treatment distance B to the winding unit distance A is effected by the assembly 26 and the head thread guides 39.
  • the sensor signal of the thread break sensor is converted into a control command for the thread collecting device 33.
  • the thread collecting device 33 bundles and cuts the threads and leads them to a yarn container via suction.
  • the pump drive 21 is switched over by the control device 20 to a creep speed.
  • the creep speed of the spinning pump 4 is selected such that a minimum throughput in the spinnerets 5 is maintained.
  • the process variant has the advantage on the one hand that an upstream melt source - for example an extruder - does not have to be switched off and on the other hand no cooling of the spinnerets occurs.
  • an upstream melt source - for example an extruder - does not have to be switched off and on the other hand no cooling of the spinnerets occurs.
  • the melt-carrying parts are continuously heated by heating devices.
  • FIG. 2 schematically shows the structure of the structural unit 26 from FIG. 1 which contains the thread break sensors 27.
  • the thread break sensors 27 are each formed by a guide groove 36 and a capacitor 30 enclosing the guide groove 36.
  • a total of three guide grooves 36 and thus three yarn break sensors 27 are formed in parallel next to one another in the housing 29.
  • the threads 1 are guided within the guide groove 36.
  • the groove walls of the guide groove 36 are preferably provided with ceramic inserts.
  • adjacent thread break sensors 27 are each shielded by a shield plate 35 in such a way that the adjacent capacitors 30 do not influence one another.
  • the capacitors 30 and the yarn break sensor 27 are electrically connected to one another via a link 31 within the housing 29.
  • the link 31 is constructed such that a sum signal is generated.
  • the sum signal is led via a signal output 32 through the connected signal line 28 to the control device, not shown here.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a structural unit 26, such as would be used, for example, in the device shown in FIG. 1.
  • the thread break sensors 27 are designed as contact sensors, in which a piezo element 37 bears in the base of the guide groove 36.
  • the threads 1 are guided with a loop around the piezo element 37, so that a contact force acting on the piezo elements 37 arises.
  • the guide 36 is designed in accordance with the previous embodiment.
  • the piezo elements 37 are connected to the link 31, in each of which an individual signal assigned to the position is generated and fed to the signal line 28 via the signal output 32. This means that each thread break can be assigned to the respective spinning position, which can be particularly useful for locating and eliminating the causes of errors.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a device for process monitoring with a structural unit with a plurality of thread broach sensors 27, as would be used, for example, in the device shown in FIG. 1.
  • the structure of the assembly 26 is identical to the arrangement shown in FIG. 2. In this respect, reference is made to the previous description of FIG. 2 and only the differences are shown at this point.
  • the thread break sensors 27 are electrically coupled to one another in such a way that individual signals of the thread break sensors 27 in question can be generated and output via the signal output 32.
  • the individual signals are first converted into a Evaluated to electronic controller 38 whether the signaled with the single change in signal state has a ⁇ yarn break or a change in spin finish the yarn as the cause.
  • the evaluation electronics 38 can be integrated in the control device 20 or else in the structural unit 26.
  • the evaluation electronics 38 are advantageously connected directly to the control device 20, so that appropriate measures can be taken as a function of the evaluation. For example, if a too small preparation order is detected, a signal could be generated on one of the threads, which would trigger a check and check of the preparation device.
  • the structure of the embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 1 is exemplary and can be replaced by any configuration of the spinning device, the godet unit and the winding device. It is essential for the invention that in the transition area from the godet unit to the winding device the thread break sensors are directly assigned to the godet unit in order to obtain a compact and high integration of the thread sensors which are only assigned to the control device via a signal output with a signal line.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Aufwickeln mehrerer Fäden (1), bei welcher die Fäden (1)in einer Spin neinrichtung (2) gesponnen, in einer Galetteneinheit (3) behandelt und in einer Aufwickeleinrichtung (14) zu Spulen (15) aufgewickelt werden. Zur Überwachung des Prozesses sind mehrere zwischen der Galetteneinheit (3) und der Aufwickeleinrichtung (14) angeordnete Fadenbruchsensoren (27) angeordnet, wobei die Fäden (1) nach Ablauf von einer letzten Galette (22) der Galetteneinheit (3) zum Einlauf in die Aufwickeleinrichtung (14) aufgespreizt werden. Um dabei eine hohe Integration und kompakte Bauweise der Fadenbruchsensoren (27) zu erhalten, sind die Fadenbruchsensoren (27) erfindungsgemäss als eine Baueinheit (26) in einer Ebene im Bereich der Galetteneinheit (3) angeordnet, in welchem die Fäden (1) mit einem maximalen Abstand von 20 mm zueinander geführt sind.

Description

Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Aufwickeln mehrerer Fäden
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Aufwickeln mehrerer Fäden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Spinnen von mehreren synthetischen Fäden werden die Fäden parallel nebeneinander jeweils durch Zusammenfassen einer Vielzahl von frisch gesponnenen Filamenten gebildet. Hierzu werden die Filamente durch nebeneinander angeordnete Spinndüsen eine Spinneinrichtung extrudiert. Nach Abkühlung der Filamente erfolgt der Zusammenschluß des Filamentbündels durch eine Präparationseinrichtung. Hierbei wird der Zusammenhalt zwischen den Filamenten zu einem Faden durch ein Präparationsmittel erreicht.
Nachdem die Fäden die Spinneinrichtung verlassen haben, erfolgt anschließend eine Behandlung der Fäden zur Einstellung bestimmter physikalischer Eigenschaften. Hierzu werden die Fäden zumindest über eine Galetteneinheit geführt. Anschließend wird jeder der Fäden in parallel nebeneinander angeordneten Spulstelleh einer Aufwickeleinrichtung zu Spulen aufgewickelt. Zur Vermeidung lang auskragender Galetten zum Abziehen und / oder Vorstrecken der Fäden werden die Fäden nach dem Schmelzspinnen auf einen geringen Fadenbehandlungsabstand zueinander zusammengeführt. Während der Behandlung werden die Fäden im parallelen Lauf mit dem Behandlungsabstand zueinander über ein oder mehrere Galetteneinheiten geführt. Nach Ablauf von der der Aufwickeleinrichtung vorgeschalteten Galette werden die Fäden von dem
Behandlungsabstand zu einem Spulstellenabstand aufgespreizt, um parallel in den
• Spulstellen gewickelt zu werden. Hierzu sind entsprechende
Fadenführungseinrichtungen im Fadenlauf zwischen der Spinneinrichtung und der Aufwickeleinrichtung vorgesehen. Derartige Vorrichtungen haben sich insbesondere zum Schmelzspinnen und Aufwickeln einer größeren Anzahl von Fäden von 10, 12 oder 16 Fäden bewährt. Zur Überwachung des Herstellungsprozesses weisen derartige Vorrichtungen Fadenbruchsensoren auf, die den Fäden zugeordnet sind. So ist beispielsweise aus der US 6,210,143 eine derartige Vorrichtung bekannt, bei welcher die Fadenbruchsensoren unmittelbar den Spulstellen den Aufwickeleinrichtung zugeordnet sind. Die Fadenbruchsensoren dienen dazu, einen Fadenbruch eines der Fäden einer Steuereinrichtung zu signalisieren, damit der Schmelzspinnprozeß unterbrochen werden kann und größere Folgeschäden durch Symphatiebrüche der benachbarten Fäden und Wicklerbildungen vermieden werden. Insbesondere muß darauf geachtet werden, daß bei einem Fadenbruch in der Aufwickeleinrichtung der gebrochene Faden sich nicht an einer der Aufwickeleinrichtung vorgeordnete Galette aufwickelt. Somit sind die Fadenbruchsensoren der bekannten Vorrichtung unmittelbar der Aufwickeleinrichtung zugeordnet.
Die bekannte Vorrichtung besitzt jedoch den Nachteil, daß die Anordnung der Fadenbruchsensoren insbesondere zur Überwachung einer Vielzahl von Fäden eine entsprechende Vielzahl von Schnittstellen und Signalleitungen erfordert und somit eine erhebliche Störanfälligkeit aufweist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Schnielzspinnen und Aufwickeln mehrerer Fäden der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welcher eine kompakte Anordnung und Bauweise der Fadenbruchsensoren eine sichere und einfache Anbindung zur Prozeßüberwachung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fadenbruchsensoren, als eine Baueinheit in einer Ebene im Bereich der Galetteneinheit angeordnet sind, in welchem die Fäden mit einem Abstand von max. 20 mm zueinander geführt sind. Die Fadenbruchsensoren sind somit innerhalb der Spinnlinie in eine Zone verlagert, bei welcher die Fäden im engen Abstand nebeneinander geführt sind und noch nicht oder gerade am Anfang zur Weiterführung in die Aufwickeleinrichtung aufgespreizt sind. Somit wendet sich die Erfindung von der Meinung ab, daß ein in einer Spulstelle auftretender Fadenbruch sehnellstmögliGh --registriert und signalisiert werden muß, damit Wicklerbildungen in den vorgeordneten Galetteneinheiten vermieden werden. Demgegenüber sind Fadenbrüche im Fadenlauf vor der Aufwickeleinrichtung weniger kritisch, da der gebrochene Faden nach wie vor von der Spulstelle gezogen wird.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei Fadenbrüchen in den Spulstellen die danach erfolgte Wicklerbildungen sich im wesentlichen nur auf der Einlaufseite einer Galetteneinheit einstellten. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Fadenbruchsensoren auf der Ablaufseite der Galetteneinheit bleibt gewährleistet, daß selbst bei Fadenbruch in der Aufwickeleinrichtung eine rasche Signalisierung erfolgt, um Wicklerbildungen zu vermeiden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Fadenbruchsensoren innerhalb eines Gehäuses elektrisch miteinander vβrlαiüpft und gemeinsam an einem Signalausgang des Gehäuses angeschlossen. Zur Signalübertragung ist der Signalausgang durch eine Signalleitung mit einer Steuereinrichtung gekoppelt. Somit lassen sich eine Vielzahl von Fadenbruchsensoren über eine einzige Schnittstelle mit der Steuereinrichtung verbinden. Die Schnittstelle kann dabei vorzugsweise als eine Steckverbindung ausgebildet sein.
Um bereits mit einfachen Mitteln eine Vielzahl von Fäden sicher überwachen zu können, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die elektrische Verknüpfung der Fadenbruchsensoren derart auszuführen, daß bei Fadenbruch eines der Fäden ein Summensignal erzeugt und dem Signalausgang zugeführt wird. Das Summensignal ist unabhängig davon, welcher der Sensoren jeweils einen Fadenbruch signalisiert hat. Alle Signale der Fadenbruchsensoren werden addiert und bilden somit das Summensignal. Für den Fall, daß eine genaue Information darüber vorliegend muß, in welcher Position ein Faden gebrochen ist, _ wird die bevorzugte Weiterbildung der Erfindung angewendet, bei welcher die elektrische Verknüpfung der Fadenbruchsensoren derart ausgebildet ist, daß bei Fadenbruch eines der Fäden ein dem betreffenden Fadenbruchsensor zugeordnetes Einzelsignal erzeugt und dem Signalausgang zugeführt wird. In diesem Fall ist die Verbindung zwischen der Baueinheit der Fadenbruchsensoren und der Steuereinrichtung vorzugsweise durch eine Profi-Bus-System geschaltet.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß die Fadenbruchsensoren unmittelbar im Fadenlauf der letzten Galetten nachgeordnet sind, um die Fäden als Fadenführer vor dem Aufspreizen zu führen. Somit lassen sich die Fadenbruchsensoren sowohl für die Überwachung der Fäden als auch zur Führung der Fäden einsetzen. Zusätzliche Fadenführer im Ablaufbereich der Galette sind nicht erforderlich. Damit läßt sich eine zusätzliche mögliche Berührung und Umlenkung der Fäden vermeiden.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß die Fadenbruchsensoren unmittelbar im Fadenlauf der Galetteneinheit vor dem Ablauf der Fäden vor der letzten Galette angeordnet sind. Insbesondere ist die Position in der letzten Umschlingung der Galetten als besonders geeignet für die Anordnung der Fadenbruchsensoren.
Die Fadenbruchsensoren können als Kontaktsensoren, optische Sensoren oder als kapazitative Sensoren ausgebildet sein.
Insbesondere bei Verwendung von kapazitativen Meßmitteln in den Fadenbruchsensoren stellt die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher eine Auswertelel tronik vorgesehen ist, durch welches die Signale der Fadenbruchsensoren jeweils zu Kontrolle eines Präparationsauftrages des Fadens und zu Bestimmung eines Bruchs des Fadens auswertbar sind, eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung dar. Bei der Verwendung von kapazitiven Meßmitteln wird die durch den Faden verursachte Kapazitätsänderung eines Kondensators erfaßt und ausgewertet.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 4 näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 2 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Baueinheit bestehend aus mehreren Fadenbruchsensoren
Fig. 3 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Baueinheit bestehend aus mehreren Fadenbruchsensoren
Fig. 4 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Prozeßüberwachung
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Die Vorrichtung besteht aus einer Spinneinrichtung 2, eine unterhalb der Spinneinrichtung 2 angeordnete Galetteneinheit 3 sowie eine der Galetteneinheit 3 nachgeordnete Aufwickeleinrichtung 14. Die Spinneinrichtung 2 ist beispielhaft mit drei Spinnstellen ausgeführt, um drei synthetische Fäden parallel nebeneinander zu Spinnen. Hierzu weist die Spinneinrichtung 2 eine Spinnpumpe 4 auf, die beispielsweise als Zahnradpumpe ausgeführt sein kann. Die Spinnpumpe 4 wird durch den Pumpenantrieb 21 angetrieben. Der Pumpenantrieb 21 ist mit einer Steuereinrichtung 20 gekoppelt. Die Spinnpumpe 4 ist als eine Mehrfachpumpe ausgebildet und versorgt parallel mehrere Spinndüsen 5 gleichzeitig. Jede der Spinndüsen 5 besitzt auf der Unterseite eine Düsenplatte 6,- durch welche eine Vielzahl von Filamentstränge 7 extrudiert werden. Die Filamentstränge 7 durchlaufen unmittelbar nach dem Extrudieren einen unterhalb der Spinndüsen 5 angeordneten Kühlschacht 8. Innerhalb des Kühlschachtes 8 wird ein Kühlmedium vorzugsweise eine eingeblasene Kühlluft auf die Filamentstränge 7 gerichtet, so daß eine Abkühlung der Filamentstränge 7 innerhalb des Kühlschachtes 8 stattfindet. Am Ende des Kühlschachtes 8 werden die Filamentstränge 7 durch eine Präparationseinrichtung 9 und den Fadenführern 34 zu jeweils einem Faden 1 zusammengeführt. Die Präparationseinrichtung 9 ist als eine Walzenpräparation ausgebildet, bei welcher die Präparationswalze durch einen Walzenantrieb 10 angetrieben wird, so daß die zum Teil in einem Flüssigkeitsbad eingetauchte Präparationswalze gleichmäßig rotiert und die an ihrer Oberfläche geführten Fäden 1 mit einem in dem Bad enthaltenen Präparationsmittel benetzt.
Nachdem die Filamentstränge 7 jeweils zu einem Faden 1 --usammengeführt sind, erfolgt eine weitere Behandlung der Fäden in der nachgeordneten Galetteneinheit 3. Die Galetteneinheit 3 besteht aus einer Abzugsgalette 11 und einer Streckgalette 22. Der Abzugsgalette 11 ist eine frei drehbare Überlaufrolle 12 und der Streckgalette 22 die frei drehbare Überlaufrolle 23 zugeordnet, so daß die Fäden 1 parallel in mehreren Umschlingungen über die Galetten 11 und 22 geführt werden. Die Abzugsgalette 11 wird über den Galettenantrieb 13 und die Streckgalette 22 durch den Galettenantrieb 24 angetrieben. Die Steuerung der Galettenantriebe 13 und 24 erfolgt durch die Steuereinrichtung 20. Hierbei ist zwischen der Abzugsgalette 11 und der Streckgalette 22 eine Differenzgeschwindigkeit eingestellt, um die Fäden zu verstrecken.
Unterhalb der Galetteneinheit 3 ist die Aufwickeleinrichtung 14 angeordnet, durch welche die Fäden 1 nach der Behandlung zu jeweils einer Spule 15 aufgewickelt werden. Hierzu weist die Wickeleinrichtung 14 insgesamt drei nebeneinander angeordnete Wickelstellen 25 auf. Hierzu sind die Spulen 15 in den Wickelstellen 25 an einer auskragend angetriebenen Spindel 16 gehalten. Die Spindel 16 wird über einen Wickelantrieb 1-7 derart -angetrieben, daß die Fäden 1 mit konstanter Aufwickelgeschwindigkeit zu der Spule 15_ aufgewickelt werden. Der Wickelantrieb 17 ist mit der Steuereimichtung 20 verbunden. Am Umfang der Spule 15 liegt eine von den Fäden teilumschlungene Andrückwalze 19 an. Um die Fäden über die Länge der jeweiligen Spulen 15 zu verteilen, dient eine der Andrückwalze 19 vorgeschaltete Changiereinrichtung 18, die pro Wickelstelle Changierfadenführer aufweist, die die Fäden innerhalb eines Changierhubes hin und herführen.
Zur Prozeßüberwachung bei der Herstellung der Fäden 1 ist im Ablaufbereich der Streckgalette 22 eine Baueinheit 26 mit mehreren integrierten Fadenbruchsensoren 27 angeordnet. Der Aufbau der Baueinheit 26 und die Anordnung der Fadenbruchsensoren 27 innerhalb der Baueinheit wird später noch näher beschrieben. Über ein Signalleitung 28 sind die Fadenbruchsensoren 27 mit der Steuereinrichtung 20 gekoppelt.
Zwischen der Spinneinrichtung 1 und der Galetteneinheit 3 ist eine Fadensammeleinrichtung 33 in dem Fadenlauf angeordnet, die über die Steuereinrichtung 20 ansteuerbar ist. Die Fadensammeleinrichtung 33 weist Mittel zum Einsammeln, Schneiden und Abführen der Fadenschar auf. Die Fadens-rnimeleinrichtung ist aus der EP 1 049 823 bekannt, so daß an dieser Stelle auf die zitierte Druckschrift Bezug genommen werden kann.
Um eine hohe Integration der Fadenwächter 27 innerhalb der Baueinheit 26 zu erhalten, werden die Fäden 1 unmittelbar nach Ablauf der Streckgalette 22 durch die Fadenbruchsensoren 27 überwacht. In diesem Bereich sind die Abstände der Fäden 1 zueinander durch einen Behandlungsabstand B bestimmt, welcher zu Führung der Fäden 1 eingestellt ist. Der Behandlungsabstand B ist abhängig von der Anzahl der Fäden und abhängig von der Belegungslänge der Galetten 11 und 22 und von der Anzahl der Umschlingungen der Fäden an den Galetten 11 und 22. In den Fällen, wo beispielsweise bis zu 12 Fäden in mehreren Umschlingungen über eine Galette geführt werden, -sind Behandlungsabstände von weniger als 6 mm eingestellt. In derartigen Fällen werden die Fadenbruchsensoren bevorzugt in einen Anfangsbereich der nach Ablauf der Galette aufgespreizten Fadenschar gelegt. Hierbei hat sich herausgestellt, daß ein Behandlungsabstand B bzw. ein ' bereits aufgespreizter Abstand der Fäden zueinander von max. 20 mm einzuhalten ist, damit eine technische und wirtschaftliche nützliche Integration der Fadenbruchsensoren zu einer Baueinheit noch gegeben ist. Insoweit erstreckt sich die Erfindung nur auf derartige Lösungen, bei welcher beim Schnielzspinnen eine Baueinheit aus mehreren Fadenbruchsensoren gebildet, bei welchen der Fadenabstand nebeneinander kleiner 20 mm ausgeführt ist.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Situation werden die Fäden 1 von dem Behandlungsabstand B auf den Spulstellenabstand A aufgespreizt. Hierbei wird die zur Aufspreizung der Fäden 1 erforderliche Fadenführung unmittelbar durch die Baueinheit 26 ausgeführt. Der Spulstellenabstand A ist abhängig von der Spulenbreite und liegt im Bereich von 85 bis 250 mm. Hierzu ist jeder Spulstelle 25 ein Kopffadenführer 39 vorgeordnet, so daß die Aufspreizung der Fäden 1 von dem Behandlungsabstand B zu dem Spulstellenabstand A durch die Baueinheit 26 und die Kopffadenführer 39 bewirkt wird.
Für den Fall, daß bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung einer der Fäden 1 einen Fadenbruch erleidet, wird dieser durch den jeweilig zugeordneten Fadenbruchsensor 27 erfaßt und über die Signalleitung 28 der Steuereinrichtung 20 signalisiert. Innerhalb der Steuereinrichtung 20 wird das Sensorsignal des Fadenbruchsensors in einen Steuerbefehl für die Fadensammeleinrichtung 33 umgewandelt. Die Fadensammeleinrichtung 33 bündelt und durchtrennt die Fäden und führt sie über eine Absaugung zu einem Garnbehälter. Gleichzeitig wird der Pumpenantrieb 21 durch die Steuereinrichtung 20 in eine Kriechgeschwindigkeit umgeschaltet. Die Kriechgeschwindigkeit der Spinnpumpe 4 ist dabei derart gewählt, daß ein Mindestdurchsatz in den Spinndüsen 5 erhalten bleibt. Diese Verfahrensvariante besitzt zum einen den Vorteil, daß eine vorgeschaltete Schmelzquelle- beispielsweise ein Extruder nicht abgeschaltet werden muß und zum anderen kein Auskühlen der Spinndüsen eintritt. Der Vollständigkeit halber sei noch gesagt, daß die schmelzeführenden Teile durch Heizen-richtungen kontinuierlich beheizt sind.
In Fig. 2 ist schematisch der Aufbau der die Fadenbruchsensoren 27 enthaltenen Baueinheit 26 aus Fig. 1 dargestellt. Innerhalb eines Gehäuses 29 werden die Fadenbruchsensoren 27 durch jeweils eine Führungsnut 36 und einen die Führungsnut 36 einschließenden Kondensator 30 gebildet. In dem Gehäuse 29 sind insgesamt drei Führungsnuten 36 und somit drei Fadenbruchsensoren 27 parallel nebeneinander ausgebildet. Innerhalb der Führungsnut 36 werden die Fäden 1 geführt. Dabei sind die Nutwände der Führungsnut 36 vorzugsweise mit Keramikeinsätzen versehen. In dem Gehäuse 29 sind benachbarte Fadenbruchsensoren 27 durch jeweils eine Abschirmplatte 35 derart abgeschirmt, daß keine gegenseitige Beeinflussung der benachbarten Kondensatoren 30 eintritt.
Innerhalb des Gehäuses 29 sind die Kondensatoren 30, der Fadenbruchsensor 27 über eine Verknüpfung 31 elektrisch miteinander verbunden. Die Verknüpfung 31 ist derart aufgebaut, daß ein Summensignal erzeugt wird. Das Summensignal wird über einen Signalausgang 32 durch die angeschlossenen Signalleitung 28 zur hier nicht dargestellten Steuereinrichtung geführt.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Baueinheit 26 der Fadenbruchsensoren 27 werden drei Fäden 1 parallel nebeneinander durch die Führungsnuten 36 geführt. Hierbei werden in den zugeordneten Kondensatoren 30 Lade- und Entladevorgänge aktiviert, die zu einer jeweiligen Kapazitätsveränderung der Kondensatoren 30 führt. Für den Fall, daß einer der Fäden bricht, tritt in einem der Fadenbruchsensoren 27 eine Zustandsänderung an den zugeordneten Kondensator 30 ein. Diese Zustandsänderung, die als drastische Kapazitätsänderung registriert wird, wird in der Verlmüpfung 31 zu einem Summensignal gebildet, das in der Steuereinrichtung zu Steuerbefehlen zu einer Prozeßunterbrechung umgewandelt wird. Hierbei- bleibt unberücksichtigt, in welcher Position ein Fadenbruch stattgefunden hat.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Baueinheit 26 gezeigt, wie sie beispielsweise in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung einsetzbar wäre. Die Fadenbruchsensoren 27 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Kontaktsensoren ausgebildet, bei welcher in dem Grund der Führungsnut 36 ein Piezoelement 37 anliegt. Die Fäden 1 werden dabei mit Umschlingung an dem Piezoelement 37 geführt, so daß eine auf die Piezoelemente 37 wirkende Kontaktkraft entsteht. Die Führung 36 ist entsprechend dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ausgebildet.
Die Piezoelemente 37 sind mit der Verknüpfung 31 verbunden, in welcher jeweils ein der Position zugeordnetes Einzelsignal erzeugt wird und über den Signalausgang 32 der Signalleitung 28 zugeführt wird. Damit kann jeder Fadenbruch, der jeweiligen Spinnposition zugeordnet werden, was insbesondere zum Auffinden und Abstellen von Fehlerursachen nützlich sein kann.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Prozeßüberwachung mit einer Baueinheit mit mehren Fadenbrachsensoren 27 dargestellt, wie sie beispielsweise in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung einsetzbar wäre. Der Aufbau der Baueinheit 26 ist identisch zu der in Fig. 2 dargestellten Anordnung. Insoweit wird auf die vorhergehende Beschreibung zur der Fig. 2 Bezug genommen und an dieser Stelle nur die Unterschiede dargestellt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind die Fadenbruchsensoren 27 derart miteinander elektrisch gekoppelt, daß jeweils Einzelsignale der betreffenden Fadenbruchsensoren 27 erzeugt und über den Signalausgang 32 abgegeben werden können. Bevor die Signale in der Steuereinrichtung zu Steuerbefehlen umgewandelt werden können, werden die Einzelsignale zuvor in eine Auswertelektronik 38 dahingehend ausgewertet, ob die mit dem Einzelsignal signalisierte Zustandsänderung einen^ Fadenbruch oder einen veränderten Präparationsauftrag des Fadens als Ursache hat. Die Auswertelektronik 38 läßt sich hierzu in der Steuereinrichtung 20 oder aber auch in der Baueinheit 26 integrieren. Vorteilhaft wird jedoch die Auswertelektronik 38 unmittelbar mit der Steuereinrichtung 20 verbunden, so daß in Abhängigkeit von der Auswertung entsprechende Maßnahmen getroffen werden können. So könnte beispielsweise bei Feststellung eines zu geringen Präparationsauftrages an einem der Fäden ein Signal erzeugt werden, durch welches eine Kontrolle und Überprüfung der Präparationseinrichtung ausgelöst würde. Es ist jedoch auch möglich, daß bei völligem Fehlen einer Präparation sowie bei Fadenbruch sofort eine
Prozeßunterbrechung eingeleitet wird.
Der Aufbau des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist beispielhaft und kann durch jede beliebige Ausgestaltung der Spinneinrichtung, der Galetteneinheit und der Aufwickeleinrichtung ersetzt werden. Wesentlich für die Erfindung ist, daß im Übergangsbereich von der Galetteneinheit zu der Aufwickeleinrichtung die Fadenbruchsensoren unmittelbar der Galetteneinheit zugeordnet sind, um eine kompakte und hohe Integration der Fadensensoren zu erhalten, die lediglich über ein Signalausgang mit einer Signalleitung der Steuereinrichtung zugeordnet sind.
Bezugszeichenliste
Faden
Spinneinrichtung
Galetteneinheit
Spinnpumpe
Spinndüse
Düsenplatte
Filamentstränge
Kühlschacht
Präparationsrolle
Walzenantrieb
Abzugsgalette
Überlaufrolle
Galettenantrieb
Aufwickeleinrichtung
Spule
Spindel
Wickelantrieb
Changierung
Andrückwalze
Steuereinrichtung
Pumpenantrieb
Streckgalette
Überlaufrolle
Galettenantrieb
Wickelstelle
Baueinheit
Fadenbrachsensor
Signalleitung Gehäuse Kondensator. Verknüpfung Signaldurchgang Fadensammeleinrichtung Fadenführer Abschirmplatte Führungsnut Piezoelement Auswertelektronik Kopffadenführer

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Aufwickeln mehrerer Fäden (1), mit einer Spinneinrichtung (2), mit zumindest einer Galetteneinheit (3), mit einer Aufwickeleinrichtung (14) und mit mehreren zwischen der Galetteneinheit (3) und der Aufwickeleinrichtung (14) angeordneten Fadenbruchsensoren (27), wobei die Fäden (1) nach Ablauf von einer letzten Galette (22) der Galetteneinheit (3) zum Einlauf in die Aufwickeleinrichtung (14) aufgespreizt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenbruchsensoren (27) als eine Baueinheit (26) in einer Ebene im Bereich der Galetteneinheit (3) angeordnet sind, in welchem die Fäden (1) mit einem maximalen Abstand von 20 mm zueinander geführt sind.
2. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenbrachsensoren (27) innerhalb eines Gehäuses (29) elektrisch miteinander verknüpft und gemeinsam an einem Signalausgang (32) des Gehäuses (29) angeschlossen sind und daß der Signalausgang (32) durch eine Signalleitung (28) mit einer Steuereinrichtung (20) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verknüpfung (31) der Fadenbruchsensoren (27) derart ausgebildet ist, daß bei Fadenbrach eines der Fäden (1) ein Summensignal erzeugt und dem Signalausgang (32) zugeführt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische
Verknüpfung (31) der Fadenbrachsensoren (27) derart ausgebildet ist, daß bei Fadenbruch eines der Fäden (1) ein den betreffenden Fadenbruchsensor
(27) zugeordnetes Einzelsignal erzeugt und dem Signalausgang (32) zugeführt wird. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die- -Fadenbrachsensoren.. (27) unmittelbar im Fadenlauf der letzten Galette (22) nachgeordnet sind, um die Fäden (1) als Fadenführer vor dem Aufspreizen zu der Aufwickeleinrichtung (14) zu führen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenbrachsensoren (27) unmittelbar im Fadenlauf der Galetteneinheit (3) vor dem Ablaufen der Fäden von der letzten Galette (22) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenbruchsensoren (27) jeweils kapazitative Meßmittel (30) aufweisen, um den Fadenlauf des Fadens (1) zu überwachen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswertelektronik (38) vorgesehen ist, durch welches die Signale der Fadenbrachsensoren (27) jeweils zur Kontrolle eines Präparationsauftrag des Fadens (1) und zur Bestimmung eines Bruchs des Fadens (1) auswertbar sind.
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