EP2955256A1 - Luftspinnmaschine sowie verfahren zum betrieb einer solchen - Google Patents

Luftspinnmaschine sowie verfahren zum betrieb einer solchen Download PDF

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EP2955256A1
EP2955256A1 EP15170263.6A EP15170263A EP2955256A1 EP 2955256 A1 EP2955256 A1 EP 2955256A1 EP 15170263 A EP15170263 A EP 15170263A EP 2955256 A1 EP2955256 A1 EP 2955256A1
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EP
European Patent Office
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yarn
additive
spinneret
air
sensor system
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EP15170263.6A
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English (en)
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EP2955256B1 (de
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Andreas Fischer
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Maschinenfabrik Rieter AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter AG
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Publication date
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Publication of EP2955256B1 publication Critical patent/EP2955256B1/de
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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
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    • D01H13/32—Counting, measuring, recording or registering devices
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D01H13/22—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions ; Monitoring the entanglement of slivers in drafting arrangements responsive to presence of irregularities in running material
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
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    • D01H13/30—Moistening, sizing, oiling, waxing, colouring, or drying yarns or the like as incidental measures during spinning or twisting
    • D01H13/304—Conditioning during spinning or twisting
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D01H13/306—Moistening, sizing, oiling, waxing, colouring, or drying yarns or the like as incidental measures during spinning or twisting by applying fluids, e.g. steam or oiling liquids
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H4/00—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques
    • D01H4/02—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques imparting twist by a fluid, e.g. air vortex

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating an air-jet spinning machine, wherein the air-spinning machine has at least one spinning station with a spinneret for producing a yarn, wherein the spinneret during operation of the spinning station, a fiber strand is supplied via an inlet, wherein the fiber structure within a swirl chamber of the spinneret with the aid of a fluidized air flow receives a rotation, so that from the fiber strand a yarn is formed, which finally leaves the spinneret through an outlet, and wherein the spinning station during the operation of the air spinning machine with the aid of an additive supply at least temporarily fed an additive and the fiber structure and / or the yarn or parts of the spinneret is applied.
  • an air-spinning machine which has at least one spinning station with a spinneret for producing a yarn from a fiber strand fed to the spinneret, wherein the spinneret has an inlet for the fiber structure, an internal swirl chamber, a yarn forming element projecting into the swirl chamber and an outlet for the yarn produced in the interior of the vortex chamber by means of a vortex air flow, and wherein the spinning station is associated with an additive supply, with the aid of which the spinning station at least temporarily an additive fed during operation of the spinning station and on the fiber structure and / or the yarn or parts of the spinneret can be applied.
  • Air-jet spinning machines with corresponding spinning stations are known in the art and serve to produce a yarn from an elongate fiber structure.
  • the outer fibers of the fiber composite are in this case by means of a vortex air flow generated by the air nozzles within the vortex chamber in the region of an inlet mouth of the Garn avoirselements wound around the inner core fibers and finally form the decisive for the desired strength of the yarn Umwindefasern.
  • the term yarn generally means a fiber structure in which at least some of the fibers are wound around an inner core.
  • a yarn is included in the traditional sense, which can be processed into a fabric, for example with the aid of a weaving machine.
  • the invention also relates to air spinning machines, with the help of so-called roving (other name: Lunte) can be produced.
  • roving other name: Lunte
  • This type of yarn is characterized by the fact that, despite a certain strength, which is sufficient to transport the yarn to a subsequent textile machine, it is still delayable.
  • the roving can thus with the help of a defaulting device, z.
  • a roving processing textile machine such as a ring spinning machine, are warped before it is finally spun.
  • a yarn of chemical fibers for example polyester, or mixtures of natural and chemical fibers
  • deposits are formed on the surface of the yarn-forming element.
  • man-made fibers involves a so-called preparation of the continuous fibers during the manufacturing process.
  • a spin finish usually oils with various additives, applied to the continuous fibers, which allows a treatment, such as stretching the continuous fibers at high speeds.
  • Some of these preparation agents remain attached to the man-made fibers in the further treatment and lead to impurities in the air-spinning machine.
  • the fibers supplied to the air-spinning machine in the form of a fiber composite are usually supplied to the spinneret through a pair of delivery rollers.
  • the delivery roller pair can one Output roller pair correspond to a drafting system. Used drafting systems serve to refine the submitted fiber composite before entering the spinneret.
  • a fiber guide element is usually arranged, via which the fiber structure is guided into the spinneret and finally into the area of the yarn-forming element.
  • a fiber guide element is usually arranged, via which the fiber structure is guided into the spinneret and finally into the area of the yarn-forming element.
  • Garn Struktursetti spindles are predominantly used with an internal exhaust duct.
  • compressed air is introduced through the housing wall of the spinneret in such a way that the said rotating fluidized air flow results.
  • individual outer fibers are separated from the fiber structure leaving the fiber guiding element and are turned over via the tip of the yarn formation element. In the further course, these liberated fibers rotate on the surface of the yarn-forming element.
  • the EP 2 450 478 discloses a device which allows to perform an automatic cleaning without stopping the machine.
  • an additive is added to the compressed air used for the formation of the fluidized air flow within the spinneret.
  • the additive is guided by the compressed air to the Garn Anlagenselement and causes a cleaning of the surface of the Garn Strukturselements.
  • Object of the present invention is therefore to further develop the known from the prior art additive addition and to propose a corresponding air-spinning machine, with the help of the training can be realized.
  • the method for operating an air-spinning machine is characterized in that the yarn leaving the outlet of the spinneret is monitored with respect to at least one physical parameter with the aid of a sensor, based on at least one measured value supplied by the sensor and correlated with said characteristic It is determined whether and / or how much additive has been applied to the fiber structure or the yarn produced therefrom and passing through the sensor system.
  • the monitoring according to the invention can take place during a normal operation during which the spinneret produces yarn and the additive addition serves to improve the yarn properties. Additionally or alternatively, it is also possible to monitor the addition of additive during a cleaning operation of the spinning station, during which the additive serves the purpose of the above-described cleaning.
  • the invention proposes an indirect monitoring, in which the additive addition is detected and / or quantitatively determined on the basis of changes in one or more selected parameters of the yarn.
  • the parameters may in principle be any physically measurable properties of the yarn which change qualitatively or quantitatively as a result of the addition of the additive. For example, it would be possible to monitor the so-called hairiness of the yarn. This is a measure of the protruding from the package fiber ends or fiber loops, with an additive addition in principle brings about a reduction in hairiness, since the outwardly protruding fiber components are applied by the additive to the package.
  • mass and / or thickness variations may be monitored, taking into account all physical characteristics that are affected by the additive addition.
  • the monitoring of the corresponding parameters allows a statement as to whether and, if so, how much additive is added during the normal and / or cleaning operation.
  • liquid or solid substances may be used as the additive, water or an aqueous solution being preferred.
  • the production of the yarn is interrupted with the aid of a control unit if the additive feed detected with the aid of the sensor system deviates qualitatively and / or quantitatively from corresponding setpoint values in a defined manner. This prevents that during normal operation, during which an additive addition should actually take place, a yarn is produced on whose fibers too little or no additive has been applied due to a lack of additive delivery. The same applies to the cleaning operation.
  • an interruption of the yarn production or a repetition of a cleaning sequence could take place if the measured values transmitted by the sensor system are outside defined limit values.
  • the sensor system comprises an optical sensor with the aid of which the yarn is monitored, wherein based on the measured values of the optical sensor a qualitative monitoring of the additive supply takes place.
  • the aid of the optical sensor to monitor the above hairiness of the yarn, this z.
  • the yarn length-related number of free, outwardly projecting fiber ends whose individual or average length or the change of the above sizes could be considered.
  • the aid of optical sensors it is possible with the aid of optical sensors to monitor the light absorption or reflection or even the size of the shadow of the yarn with appropriate illumination, which may change by the addition of an additive.
  • the thickness of the yarn or other geometric properties of the same can be detected, which can be optically recognized and whose amounts depend on the additive addition.
  • the sensor system comprises a capacitive sensor, with the aid of which the yarn is monitored with regard to its mass, based on the measured values of the capacitive sensor, a quantitative monitoring of the additive supply takes place. Since the mass of the yarn passing through the sensor system is composed of the mass of the yarn package consisting of the fiber material of the fiber composite and the applied additive, it is possible with the aid of the capacitive sensor to monitor an additive addition qualitatively but in particular also quantitatively under otherwise identical spinning conditions. The monitoring thus allows not only a statement as to whether additive was added, but also how much.
  • the sensor system can of course comprise further or alternative sensors with the aid of which individual physical properties of the yarn can be monitored.
  • sensors For example, it would be possible to provide a plurality of sensors that detect different optical properties of the yarn.
  • capacitive sensors could be present to monitor several properties of the yarn that can be capacitively measured. It is also possible to query several channels of each sensor and to evaluate separately using the control unit. So it would be possible, a Channel of the capacitive sensor to graphically display the measured values determined on a display, while another channel is connected directly to a control unit, which also monitors or controls the individual functions of the corresponding spinning station.
  • individual sensors or channels of corresponding sensors could serve to monitor the additive addition, while other sensors or channels enable the monitoring of the yarn with regard to undesired yarn defects (short or long thick or thin areas, etc.).
  • the additive is supplied in a pulse-like manner, wherein the quantitative monitoring of the additive supply takes place by evaluation of the short-term mass fluctuations of the yarn detected by the capacitive sensor.
  • the additive delivery responsible for the additive addition to the fiber structure or the yarn or an additive supply line connecting the additive delivery with an additive reservoir has a metering unit which opens and closes several times per second.
  • the additive is in this case not applied as a uniform additive stream, but rather in the form of a plurality of individual doses on the fiber structure or the yarn. This results in a variety of tiny mass variations of the yarn, which can be detected by means of a capacitive sensor.
  • By evaluating the measured values, in particular their averaging it is finally possible to make a reliable statement about the additive addition or the amount of added additive.
  • the volume flow of the added additive at least temporarily amounts to between 0.001 ml / min and 7.0 ml / min, preferably between 0.02 ml / min and 5.0 ml / min, particularly preferably between 0, 05 and 3.0 ml / min, and / or that the mass flow of the added additive at least temporarily an amount between 0.001 g / min and 7.0 g / min, preferably between 0.02 g / min and 5.0 g / min, more preferably between 0.05 g / min and 3.0 g / min.
  • the metering unit should therefore allow a volume or mass flow over the mentioned spread widths in order to be able to operate the individual spinning stations both in normal operation and in cleaning operation.
  • the volume flow (or mass flow) of the added additive during normal operation of the spinning station an amount between 0.001 ml / min (or g / min) and 1.5 ml / min (or g / min ), preferably between 0.01 ml / min (or g / min) and 1.0 ml / min (or g / min) and during a cleaning operation of the spinning station an amount between 2.0 ml / min (or g / min) and 7.0 ml / min (or g / min), preferably between 3.0 ml / min (or g / min) and 7.0 ml / min (or g / min).
  • the exact value can be selected depending on the properties of the fiber composite and / or its feed rate into the spinning station and / or the withdrawal speed of the yarn from the spinning station and can therefore vary depending on the application.
  • the value provided for the cleaning operation can be selected as a function of the duration of the cleaning operation or the duration of the normal operation between two cleaning sections.
  • the yarn is also monitored with the aid of the sensor system to determine whether the thickness and / or mass of the yarn exceeds or falls below predefined limit values in a defined manner, the sensor system being connected to a control unit of the air spinning machine and wherein the control unit interrupts the production of the yarn if at least one of the limit values is exceeded or exceeded in a defined manner.
  • the sensors are not just used to monitor the additive addition. Rather, it can also be monitored with the aid of the sensor system, whether the yarn production basically meets the specifications. For example, excessively long or frequent thin spots in the yarn, which can not be attributed to a lack of additive addition, an indication that the yarn production in the spinneret is not done properly.
  • the signals of several sensors or individual channels of the same could be evaluated combined in order to perform a quality control of the yarn in addition to the control of the additive addition. If, for example, the capacitive sensor detects an unusual increase in mass or variation in mass, although the optical sensor reports that the addition of additive takes place uniformly, this would be regarded as an indication of a defective yarn quality.
  • the mass flow and / or volume flow of the added additive during a cleaning operation of the spinning station is higher than during normal operation, wherein at least one of the limits mentioned in the previous paragraph, when exceeding or falling below interrupted the production of the yarn will have a different amount during the cleaning operation than during normal operation. If the limits were kept constant, an increase in the amount of additive added during the cleaning operation would indicate a thick spot or unacceptable change in another physical characteristic of the yarn and interrupt yarn production, although the additive addition and yarn production during the cleaning operation would actually be within specification. It would therefore be, for example it makes sense to increase the upper limit of the length-related mass at which the yarn production is interrupted during the cleaning operation compared to the normal operation, since the mass of the yarn is inevitably increased during the cleaning operation by the increased additive addition.
  • the corresponding lower limit should be increased in order to detect an insufficient addition of additive and to be able to interrupt the yarn production when falling below a correspondingly adjusted value.
  • the respective limit values for the normal and for the cleaning operation are selected to be different. It should be noted, however, that this approach is particularly concerned with the quantitative monitoring of additive addition.
  • the limits of the readings provided by a sensor monitoring only the additive additive addition could be the same for both modes (provided that additive is added both during normal and during the cleaning operation and the readings of the corresponding sensor only to be evaluated as to whether additive is added or not).
  • the spinning unit of the air-spinning machine finally comprises a sensor with which the yarn leaving the outlet of the spinneret can be monitored with respect to at least one physical parameter, wherein the spinning unit is assigned a control unit which is designed on the basis of at least one of the sensors supplied with and to determine the measured value correlated to said parameter, whether and / or how much additive was applied to the fiber structure or the yarn produced therefrom and passing through the sensor system.
  • the control unit can be designed to operate the air-jet spinning machine according to the individually described method features, these being used individually or in any desired manner Combination can be realized.
  • FIG. 1 shows a section of a spinning station of an air-spinning machine according to the invention (wherein the air-spinning machine can of course have a plurality of, preferably adjacent to each other, spinning stations).
  • the air-spinning machine can comprise a drafting system with a plurality of drafting rollers 13, which is supplied with a fiber structure 3, for example in the form of a relined conveyor belt (for reasons of clarity, only one of the drafting rollers 13 shown is provided with a reference numeral).
  • the spinning station shown comprises a spinneret 2 with an internal swirl chamber 5 (see FIG. 2) in which the fiber structure 3 or at least part of the fibers of the fiber composite 3 is provided with a rotation (after passing through an inlet 4 of the spinneret 2) Mode of action of the spinning station will be described in more detail below).
  • the air-spinning machine may include a pair of take-off rollers 24 downstream of the spinneret 2 and a winding device 1 connected downstream of the take-off roller pair 24 for winding up the yarn 6 leaving the spinneret 2 onto a sleeve.
  • a, for example, pneumatically operating, Garnabbowtechnik 12 may be present to yarn sections during a cleaner cut, in which a yarn error is removed from the yarn 6 to be able to dissipate.
  • the spinning station does not necessarily have a drafting system.
  • the take-off roller pair 24 or the Garnabschreibmaschine 12 is not absolutely necessary.
  • the spinning station shown generally works by an air spinning process.
  • the fiber structure 3 in a predetermined transport direction T via a, provided with said inlet 4 forming the inlet opening, and in FIG. 2 shown fiber guide element 23 is guided in the swirl chamber 5 of the spinneret 2.
  • a rotation ie at least a portion of the free fiber ends 10 of the fiber composite 3 (see Figure 4) is by a vortex air flow, which is generated by appropriately arranged in a vortex chamber surrounding the vortex chamber 5 air nozzles 19, detected (the air nozzles 19 preferably supplied via an air supply line 18 with compressed air, which opens into a connected to the air nozzles 19 air supply chamber 17).
  • a part of the fibers is in this case pulled out of the fiber structure 3 at least a little bit and wound around the tip of a projecting into the swirl chamber 5 Garnsentelements 21.
  • the introduced via the air nozzles 19 compressed air leaves the spinneret 2 finally via the discharge duct 20 and any existing air discharge 25, which if necessary with a negative pressure source may be connected.
  • the yarn 6 produced can basically be any desired fiber structure 3, which characterized in that an outer part of the fibers (so-called Umwindemaschinen) around an inner, preferably untwisted or if necessary also rotated part of the fibers wrapped around to give the yarn 6, the desired strength.
  • the spinning station is associated with an additive supply 8, which comprises one or more additive reservoirs 15 and one or more, preferably at least partially flexible, additive supply lines 14, via which the respective additive reservoir 15 with an additive delivery arranged in the region of the fiber guiding element 23 or within the spinneret 2 22 is in fluid communication (with regard to possible additives 9 reference is made to the previous description).
  • an additive supply 8 which comprises one or more additive reservoirs 15 and one or more, preferably at least partially flexible, additive supply lines 14, via which the respective additive reservoir 15 with an additive delivery arranged in the region of the fiber guiding element 23 or within the spinneret 2 22 is in fluid communication (with regard to possible additives 9 reference is made to the previous description).
  • the additive 9 can be delivered at different locations. While in FIG. 2 an embodiment is shown in which the additive delivery 22 is in the region of the inlet 4 of the spinneret 2 (so that the additive 9 can be applied to the fiber structure 3), the additive 9 can also be added to the introduced via the air nozzles 19 compressed air.
  • the entry of the additive 9 takes place in this case for example via the air supply line 18 or said air supply chamber 17, which extends, for example, annularly around the wall bounding the vortex chamber 5 and over which the air nozzles 19 are supplied with compressed air.
  • the additive supply 8 additionally comprises at least one metering unit 16 which preferably is integrated into the corresponding additive supply line 14 and thus flows through the additive 1.
  • FIG. 3 purely schematically three yarn sections.
  • the yarn 6 produced during normal operation without addition of additive generally has a certain degree of hairiness, ie part of the free fiber ends and loops 10 face outward.
  • the fiber structure 3 or the yarn 6 is wetted with additive 9, then at least a part of these fiber ends 10 attach to the remaining yarn package (see FIG. 3b )), so that the additive addition by means of an optical sensor of FIG. 1 shown sensor technology can be detected, since the hairiness is lower with an additive addition than without additive addition.
  • the measured variable in this case could be the light reflection or absorption of the light emitted by the sensor on the yarn 6.
  • the shade of the yarn 6 could be monitored, which is caused by a corresponding light irradiation by the yarn 6.
  • the mass of the yarn 6 can increase by an additive addition, so that it could be detected by means of a capacitive sensor of the sensor 11 and also quantitatively monitored.
  • the capacitive sensor recognizes either the change in the yarn mass per se (ie the change in the total mass, consisting of the mass of the fiber material of the yarn 6 and the mass of the applied additive 9).
  • the capacitive sensor could be designed to detect only the mass of the additive 9 (which may be, for example, water).
  • the additive 9 may also be pearl-shaped, if the additive 9 is added in a pulse-like manner.
  • qualitative and / or quantitative monitoring of the Additive as described in the previous description, possible, the monitoring during normal operation and in particular during the cleaning operation would be conceivable.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Luftspinnmaschine, wobei die Luftspinnmaschine wenigstens eine Spinnstelle mit einer Spinndüse (2) zur Herstellung eines Garns (6) aufweist, wobei der Spinndüse (2) während des Betriebs der Spinnstelle ein Faserverband (3) über einen Einlass (4) zugeführt wird, wobei der Faserverband (3) innerhalb einer Wirbelkammer (5) der Spinndüse (2) mit Hilfe einer Wirbelluftströmung eine Drehung erhält, so dass aus dem Faserverband (3) ein Garn (6) gebildet wird, das die Spinndüse (2) schließlich über einen Auslass (7) verlässt, und wobei der Spinnstelle während des Betriebs der Luftspinnmaschine mit Hilfe einer Additivversorgung (8) zumindest zeitweise ein Additiv (9) zugeführt und auf den Faserverband (3) oder auf Teile der Spinndüse und/oder das Garn (6) aufgebracht wird. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das den Auslass (7) verlassende Garn (6) mit Hilfe einer Sensorik (11) hinsichtlich wenigstens einer physikalischen Kenngröße überwacht wird, wobei auf Basis zumindest eines von der Sensorik (11) gelieferten und mit der genannten Kenngröße korrelierenden Messwerts ermittelt wird, ob und/oder wie viel Additiv (9) auf den Faserverband (3) oder das hieraus hergestellte und die Sensorik (11) passierende Garn (6) aufgebracht wurde. Darüber wird eine Luftspinnmaschine zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Luftspinnmaschine, wobei die Luftspinnmaschine wenigstens eine Spinnstelle mit einer Spinndüse zur Herstellung eines Garns aufweist, wobei der Spinndüse während des Betriebs der Spinnstelle ein Faserverband über einen Einlass zugeführt wird, wobei der Faserverband innerhalb einer Wirbelkammer der Spinndüse mit Hilfe einer Wirbelluftströmung eine Drehung erhält, so dass aus dem Faserverband ein Garn gebildet wird, das die Spinndüse schließlich über einen Auslass verlässt, und wobei der Spinnstelle während des Betriebs der Luftspinnmaschine mit Hilfe einer Additivversorgung zumindest zeitweise ein Additiv zugeführt und auf den Faserverband und/oder das Garn oder auf Teile der Spinndüse aufgebracht wird.
  • Darüber hinaus wird eine Luftspinnmaschine vorgeschlagen, die zumindest eine Spinnstelle mit einer Spinndüse zur Herstellung eines Garns aus einem der Spinndüse zugeführten Faserverband aufweist, wobei die Spinndüse einen Einlass für den Faserverband, eine innenliegende Wirbelkammer, ein in die Wirbelkammer ragendes Garnbildungselement sowie einen Auslass für das im Inneren der Wirbelkammer mit Hilfe einer Wirbelluftströmung erzeugte Garn aufweist, und wobei der Spinnstelle eine Additivversorgung zugeordnet ist, mit deren Hilfe der Spinnstelle während des Betriebs der Spinnstelle zumindest zeitweise ein Additiv zugeführt und auf den Faserverband und/oder das Garn oder auf Teile der Spinndüse aufgebracht werden kann.
  • Luftspinnmaschinen mit entsprechenden Spinnstellen sind im Stand der Technik bekannt und dienen der Herstellung eines Garns aus einem länglichen Faserverband. Die äußeren Fasern des Faserverbands werden hierbei mit Hilfe einer durch die Luftdüsen innerhalb der Wirbelkammer erzeugten Wirbelluftströmung im Bereich einer Einlassmündung des Garnbildungselements um die innenliegenden Kernfasern gewunden und bilden schließlich die für die gewünschte Festigkeit des Garns ausschlaggebenden Umwindefasern. Hierdurch entsteht ein Garn mit einer echten Drehung, welches schließlich über einen Abzugskanal aus der Wirbelkammer abgeführt und z. B. auf eine Hülse aufgewickelt werden kann.
  • Generell ist im Sinne der Erfindung unter dem Begriff Garn also ein Faserverband zu verstehen, bei dem zumindest ein Teil der Fasern um einen innenliegenden Kern gewunden sind. Umfasst ist somit ein Garn im herkömmlichen Sinne, das beispielsweise mit Hilfe einer Webmaschine zu einem Stoff verarbeitet werden kann. Ebenso betrifft die Erfindung jedoch auch Luftspinnmaschinen, mit deren Hilfe sogenanntes Vorgarn (andere Bezeichnung: Lunte) hergestellt werden kann. Diese Art Garn zeichnet sich dadurch aus, dass sie trotz einer gewissen Festigkeit, die ausreicht, um das Garn zu einer nachfolgenden Textilmaschine zu transportieren, noch immer verzugsfähig ist. Das Vorgarn kann also mit Hilfe einer Verzugseinrichtung, z. B. dem Streckwerk, einer das Vorgarn verarbeitenden Textilmaschine, beispielsweise einer Ringspinnmaschine, verzogen werden, bevor es endgültig versponnen wird.
  • Bei der Herstellung eines Garnes aus Chemiefasern, beispielsweise Polyester, oder Gemischen aus Natur- und Chemiefasern entstehen Ablagerungen auf der Oberfläche des Garnbildungselements. Die Herstellung von Chemiefasern umfasst eine sogenannte Präparation der Endlosfasern während des Herstellungsprozesses. Dabei wird auf die Endlosfasern ein Präparationsmittel, meist Öle mit verschiedenartigen Zusätzen, aufgebracht, welches eine Behandlung, wie beispielsweise Strecken der Endlosfasern bei hohen Geschwindigkeiten, ermöglicht. Diese Präparationsmittel bleiben teilweise an den Chemiefasern auch in der weiteren Behandlung haften und führen in der Luftspinnmaschine zu Verunreinigungen. Die der Luftspinnmaschine in Form eines Faserverbands zugeführten Fasern werden in der Regel durch ein Lieferwalzenpaar der Spinndüse zugeführt. Das Lieferwalzenpaar kann einem Ausgangswalzenpaar eines Streckwerks entsprechen. Zur Anwendung kommende Streckwerke dienen einer Verfeinerung des vorgelegten Faserverbands vor dem Eintritt in die Spinndüse.
  • Im Eintrittsbereich der Spinndüse ist in der Regel ein Faserführungselement angeordnet, über welches der Faserverband in die Spinndüse und schließlich in den Bereich des Garnbildungselements geführt wird. Als Garnbildungselemente werden mehrheitlich Spindeln mit einem innenliegenden Abzugskanal verwendet. An der Spitze des Garnbildungselements wird durch die Gehäusewandung der Spinndüse Druckluft derart eingebracht, dass sich die genannte rotierende Wirbelluftströmung ergibt. Dies führt dazu, dass aus dem das Faserführungselement verlassenden Faserverband einzelne außenliegende Fasern abgetrennt und über die Spitze des Garnbildungselements umgeschlagen werden. Im weiteren Verlauf rotieren diese herausgelösten Fasern auf der Oberfläche des Garnbildungselements. In der Folge werden durch die Vorwärtsbewegung der innenliegenden Kernfasern des Faserverbands die rotierenden Fasern um die Kernfasern gewunden und dadurch das Garn gebildet. Durch die Bewegung der einzelnen Fasern über die Oberfläche des Garnbildungselements bilden sich auf dem Garnbildungselement jedoch auch Ablagerungen aufgrund der Anhaftungen an den Fasern aus dem Herstellungsprozess. Ablagerungen auf dem Garnbildungselement können auch durch beschädigte Fasern hervorgerufen werden. Ablagerungen können aus denselben Gründen auch auf der Oberfläche des Spinndüseninnenraums oder des Faserführungselements entstehen. Diese Anhaftungen führen zu einer Verschlechterung der Oberflächenbeschaffenheit des Garnbildungselements und verursachen eine Verschlechterung der hergestellten Garnqualität. Eine regelmäßige Reinigung der betroffenen Oberflächen ist daher notwendig, um eine gleichbleibende Qualität der gesponnenen Garne aufrechterhalten zu können.
  • Die Reinigung der Oberflächen des Garnbildungselements, des Spinndüseninnenraums und des Faserführungselements kann manuell durch einen periodischen Ausbau des Garnbildungselements erfolgen, was jedoch zu einem nicht unerheblichen Wartungsaufwand, verbunden mit einem entsprechenden Betriebsausfall, führt.
  • Die EP 2 450 478 offenbart hingegen eine Vorrichtung, welche es erlaubt, eine automatische Reinigung ohne Stillsetzen der Maschine auszuführen. Zu diesem Zweck wird der für die Bildung der Wirbelluftströmung innerhalb der Spinndüse verwendeten Druckluft ein Additiv beigemischt. Das Additiv wird durch die Druckluft an das Garnbildungselement geführt und bewirkt eine Reinigung der Oberfläche des Garnbildungselements.
  • Darüber hinaus ist es möglich, Additiv auf den Faserverband, Teile der Spinndüse oder das hieraus hergestellte Garn aufzubringen, um die Eigenschaften des daraus hergestellten Garns, beispielsweise im Hinblick auf dessen Haarigkeit, zu verbessern. Ferner lassen sich bei einer entsprechenden Additivzugabe höhere Produktionsgeschwindigkeiten fahren, so dass die Maschine auch wirtschaftlicher produzieren und Energie eingespart werden kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die aus dem Stand der Technik bekannte Additivzugabe weiterzubilden und eine entsprechende Luftspinnmaschine vorzuschlagen, mit deren Hilfe die Weiterbildung verwirklicht werden kann.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Luftspinnmaschine mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
  • Erfindungsgemäß zeichnet sich das Verfahren zum Betrieb einer Luftspinnmaschine dadurch aus, dass das den Auslass der Spinndüse verlassende Garn mit Hilfe einer Sensorik hinsichtlich wenigstens einer physikalischen Kenngröße überwacht wird, wobei auf Basis zumindest eines von der Sensorik gelieferten und mit der genannten Kenngröße korrelierenden Messwerts ermittelt wird, ob und/oder wie viel Additiv auf den Faserverband oder das hieraus hergestellte und die Sensorik passierende Garn aufgebracht wurde.
  • Generell kann die erfindungsgemäße Überwachung während eines Normalbetriebs erfolgen, während dessen die Spinndüse Garn produziert und die Additivzugabe zur Verbesserung der Garneigenschaften dient. Zusätzlich oder alternativ ist es ebenso möglich, die Additivzugabe während eines Reinigungsbetriebs der Spinnstelle zu überwachen, währenddessen das Additiv dem Zweck der oben beschriebenen Reinigung dient.
  • Während die im Stand der Technik erfolgte Additivzugabe lediglich mengenmäßig dosiert wurde, ist es mit der vorliegenden Erfindung nun möglich, die Additivzugabe qualitativ und/oder quantitativ zu überwachen und den Volumen- bzw. Massenstrom des zugegebenen Additivs bei Abweichung von entsprechenden Sollwerten noch während der Additivzugabe zu verändern. Im Übrigen kann die Additivzugabe im Bereich des Einlasses der Spinndüse oder auch innerhalb derselben erfolgen.
  • Die genannte Überwachung erfolgt nun nicht durch Messung des Additivvolumen- oder Massenstroms innerhalb einer das Additiv zur Spinndüse liefernden Additivleitung. Vielmehr schlägt die Erfindung eine indirekte Überwachung vor, bei der die Additivzugabe anhand von Veränderungen eines oder mehrerer ausgewählter Kenngrößen des Garns erkannt und/oder quantitativ bestimmt wird. Bei den Kenngrößen kann es sich prinzipiell um sämtliche physikalisch messbare Eigenschaften des Garns handeln, die sich durch die Zugabe des Additivs qualitativ oder quantitativ ändern. Beispielsweise wäre es möglich, die sogenannte Haarigkeit des Garns zu überwachen. Diese ist ein Maß für die vom Garnkörper abstehenden Faserenden oder Faserschleifen, wobei eine Additivzugabe prinzipiell eine Verringerung der Haarigkeit mit sich bringt, da die nach außen wegstehenden Faserbestandteile durch das Additiv an den Garnkörper angelegt werden. Ebenso verändert sich die längenbezogene Masse (= Masse des durch das Fasermaterial gebildeten Garnköpers plus Masse des zugegebenen Additivs) und eventuell auch die Dicke des Garns bei einer Additivzugabe, wobei auch diese Kenngrößen mit Hilfe einer entsprechenden Sensorik überwachbar sind. Selbstverständlich können auch andere Kenngrößen, wie beispielsweise Masse- und/oder Dickenschwankungen, Lichtreflektionsvermögen, Lichtabsorptionsvermögen, Gleichmäßigkeit der Garnstruktur, usw. überwacht werden, wobei sämtliche physikalischen Kenngrößen Berücksichtigung finden können, die durch die Additivzugabe beeinflusst werden.
  • In jedem Fall erlaubt die Überwachung der entsprechenden Kenngrößen eine Aussage darüber, ob und gegebenenfalls wie viel Additiv während des Normal- und/oder Reinigungsbetriebs zugegeben wird. Als Additiv können im Übrigen flüssige oder auch feste Substanzen (bzw. Mischungen derselben) zum Einsatz kommen, wobei Wasser oder eine wässrige Lösung bevorzugt wird.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Herstellung des Garns mit Hilfe einer Steuereinheit unterbrochen wird, wenn die mit Hilfe der Sensorik erkannte Additivzufuhr in definierter Weise qualitativ und/oder quantitativ von entsprechenden Sollwerten abweicht. Hierdurch wird verhindert, dass während eines Normalbetriebs, währenddessen eigentlich eine Additivzugabe stattfinden soll, ein Garn produziert wird, auf dessen Fasern aufgrund eines Mangels der Additivabgabe zu wenig oder gar kein Additiv aufgebracht wurde. Gleiches gilt für den Reinigungsbetrieb. Auch hier könnte eine Unterbrechung der Garnherstellung oder eine Wiederholung einer Reinigungssequenz erfolgen, falls die von der Sensorik übermittelten Messwerte außerhalb definierter Grenzwerte liegen.
  • Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Sensorik einen optischen Sensor umfasst, mit dessen Hilfe das Garn überwacht wird, wobei auf Basis der Messwerte des optischen Sensors eine qualitative Überwachung der Additivzufuhr erfolgt. Beispielsweise wäre es denkbar, mit Hilfe des optischen Sensors die oben genannte Haarigkeit des Garns zu überwachen, wobei hierfür z. B. die garnlängenbezogene Anzahl der freien, nach außen abstehenden Faserenden, deren individuelle oder gemittelte Länge oder auch die Veränderung der genannten Größen berücksichtigt werden könnten. Ebenso ist es mit Hilfe optischer Sensoren möglich, die Lichtabsorption oder -reflektion oder auch die Größe des Schattens des Garns bei entsprechender Beleuchtung zu überwachen, die sich durch die Zugabe eines Additivs ändern kann. Ferner sind die Dicke des Garns oder sonstige geometrische Eigenschaften desselben erfassbar, die optisch erkannt werden können und deren Beträge von der Additivzugabe abhängen.
  • Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Sensorik einen kapazitiven Sensor umfasst, mit dessen Hilfe das Garn hinsichtlich seiner Masse überwacht wird, wobei auf Basis der Messwerte des kapazitiven Sensors eine quantitative Überwachung der Additivzufuhr erfolgt. Da sich die Masse des die Sensorik passierenden Garns aus der Masse des aus dem Fasermaterial des Faserverbands bestehenden Garnkörpers und dem aufgebrachten Additiv zusammensetzt, ist es mit Hilfe des kapazitiven Sensors möglich, bei ansonsten gleichbleibenden Spinnbedingungen eine Additivzugabe qualitativ aber insbesondere auch quantitativ zu überwachen. Die Überwachung erlaubt somit nicht nur eine Aussage dahingehend, ob Additiv zugegeben wurde, sondern auch wie viel.
  • Prinzipiell sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Sensorik selbstverständlich weitere oder alternative Sensoren umfassen kann, mit deren Hilfe sich einzelne physikalische Eigenschaften des Garns überwachen lassen. Beispielsweise wäre es möglich, mehrere Sensoren vorzusehen, die unterschiedliche optische Eigenschaften des Garns erfassen. Darüber hinaus könnten auch mehrere kapazitive Sensoren vorhanden sein, um mehrere Eigenschaften des Garns, die sich kapazitiv messen lassen, zu überwachen. Möglich ist es auch, mehrere Kanäle jeweils eines Sensors abzufragen und separat mit Hilfe der Steuereinheit auszuwerten. So wäre es denkbar, einen Kanal des kapazitiven Sensors zu nutzen, um die ermittelten Messwerte auf einem Display grafisch darzustellen, während ein anderer Kanal direkt mit einer Steuereinheit verbunden ist, die auch die einzelnen Funktionen der entsprechenden Spinnstelle überwacht bzw. steuert. Schließlich könnten einzelne Sensoren bzw. Kanäle entsprechender Sensoren der Überwachung der Additivzugabe dienen, während andere Sensoren bzw. Kanäle die Überwachung des Garns hinsichtlich unerwünschter Garnfehler (kurze oder lange Dick- oder Dünnstellen, etc.) ermöglichen. Generell wäre es schließlich möglich, mehrere Sensoren an unterschiedlicher Stelle zu platzieren, wobei es bevorzugt ist, sämtliche Sensoren der erfindungsgemäßen Sensorik als eine bauliche Einheit zusammenzufassen, die sich im Garnlauf zwischen dem Auslass der Spinndüse und einer in Transportrichtung des Garns nachgeordneten Spulvorrichtung befindet. Es ist daher durchaus vorstellbar, dass ein sogenannter Garnreiniger die Funktion der Sensorik übernimmt, der aus dem Stand der Technik bekannt ist und er der bisher ausschließlich die Funktion der Detektion von Garnfehlern übernimmt.
  • Des Weiteren ist es äußert vorteilhaft, wenn das Additiv pulsartig zugeführt wird, wobei die quantitative Überwachung der Additivzufuhr durch Auswertung der vom kapazitiven Sensor erkannten kurzzeitigen Masseschwankungen des Garns erfolgt. Beispielsweise wäre es denkbar, dass die für die Additivzugabe auf den Faserverband oder das Garn zuständige Additivabgabe oder ein die Additivabgabe mit einem Additivspeicher verbindende Additivversorgungsleitung eine Dosiereinheit aufweist, die mehrmals pro Sekunde öffnet und wieder schließt. Das Additiv wird in diesem Fall nicht als gleichmäßiger Additivstrom, sondern vielmehr in Form einer Vielzahl von Einzeldosen auf den Faserverband oder das Garn aufgebracht. Hierdurch entsteht eine Vielzahl von winzigen Masseschwankungen des Garns, die mit Hilfe eines kapazitiven Sensors erkannt werden können. Durch Auswertung der Messwerte, insbesondere deren Mittelung, kann schließlich eine zuverlässige Aussage über die Additivzugabe bzw. die Menge des zugegebenen Additivs getroffen werden.
  • Auch ist es von Vorteil, wenn der Volumenstrom des zugeführten Additivs zumindest zeitweise einen Betrag zwischen 0,001 ml/min und 7,0 ml/min, bevorzugt zwischen 0,02 ml/min und 5,0 ml/min, besonders bevorzugt zwischen 0,05 und 3,0 ml/min, aufweist und/oder dass der Massenstrom des zugeführten Additivs zumindest zeitweise einen Betrag zwischen 0,001 g/min und 7,0 g/min, bevorzugt zwischen 0,02 g/min und 5,0 g/min, besonders bevorzugt zwischen 0,05 g/min und 3,0 g/min, aufweist. Während höhere Werte eine Reinigung der einzelner Bereiche der Spinnstelle bzw. der vom Additiv durchströmten Abschnitte der Additivversorgung erlauben, sind kleinere Werte im Normalbetrieb von Vorteil, in dem das Additiv lediglich der Verbesserung der Garneigenschaften (Haarigkeit, Festigkeit, Dehnung und Gleichmäßigkeit des Garns) dient. Die Dosiereinheit sollte daher einen Volumen- bzw. Massenstrom über die genannten Spannbreiten erlauben, um die einzelnen Spinnstellen sowohl im Normalbetrieb als auch im Reinigungsbetrieb betreiben zu können.
  • Besondere Vorteile bringt es mit sich, wenn der Volumenstrom (bzw. Massenstrom) des zugeführten Additivs während eines Normalbetriebs der Spinnstelle einen Betrag zwischen 0,001 ml/min (bzw. g/min) und 1,5 ml/min (bzw. g/min), bevorzugt zwischen 0,01 ml/min (bzw. g/min) und 1,0 ml/min (bzw. g/min) und während eines Reinigungsbetriebs der Spinnstelle einen Betrag zwischen 2,0 ml/min (bzw. g/min) und 7,0 ml/min (bzw. g/min), bevorzugt zwischen 3,0 ml/min (bzw. g/min) und 7,0 ml/min (bzw. g/min), aufweist.
  • Der genaue Wert kann in Abhängigkeit der Eigenschaften des Faserverbands und/oder dessen Zuführgeschwindigkeit in die Spinnstelle und/oder der Abzugsgeschwindigkeit des Garns aus der Spinnstelle gewählt werden und kann daher je nach Anwendungsfall schwanken. Ebenso kann der für den Reinigungsbetrieb vorgesehene Wert in Abhängigkeit der Dauer des Reinigungsbetriebs bzw. der Dauer des Normalbetriebs zwischen zwei Reinigungsabschnitten gewählt werden.
  • Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn das Garn mit Hilfe der Sensorik darüber hinaus dahingehend überwacht wird, ob die Dicke und/oder Masse des Garns vorgegebene Grenzwerte in definierter Weise über- oder unterschreitet, wobei die Sensorik mit einer Steuereinheit der Luftspinnmaschine in Verbindung steht und wobei die Steuereinheit die Herstellung des Garns unterbricht, wenn zumindest einer der Grenzwerte in definierter Weise unter- bzw. überschritten wird. Die Sensorik dient in diesem Fall nicht nur der Überwachung der Additivzugabe. Vielmehr kann mit Hilfe der Sensorik auch überwacht werden, ob die Garnherstellung grundsätzlich den Vorgaben entspricht. Beispielsweise wären übermäßig lange oder häufige Dünnstellen im Garn, die sich nicht auf eine fehlende Additivzugabe zurückführen lassen, ein Indiz dafür, dass die Garnherstellung in der Spinndüse nicht einwandfrei erfolgt. Ebenso könnten die Signale mehrerer Sensoren bzw. einzelner Kanäle derselben kombiniert ausgewertet werden, um neben der Kontrolle der Additivzugabe auch eine Qualitätskontrolle des Garns vorzunehmen. Würde beispielsweise der kapazitive Sensor eine ungewöhnliche Massezunahme oder Masseschwankung erkennen, obwohl der optische Sensor meldet, dass die Additivzugabe gleichmäßig erfolgt, so wäre dies als Hinweis auf eine mangelhafte Garnqualität zu werten.
  • Vorteilhaft ist es zudem, wenn der Massen- und/oder Volumenstrom des zugeführten Additivs während eines Reinigungsbetriebs der Spinnstelle höher ist als während eines Normalbetriebs, wobei zumindest einer der im vorangegangenen Absatz genannten Grenzwerte, bei deren Über- bzw. Unterschreiten die Herstellung des Garns unterbrochen wird, während des Reinigungsbetriebs einen anderen Betrag aufweist als während des Normalbetriebs. Würden die Grenzwerte konstant gehalten, so würde eine Erhöhung der zugegebenen Additivmenge während des Reinigungsbetriebs auf eine Dickstelle oder eine unzulässige Änderung einer anderen physikalischen Kenngröße des Garns hinweisen und die Garnherstellung unterbrochen, obwohl die Additivzugabe und die Garnherstellung während des Reinigungsbetriebs eigentlich den Vorgaben entspricht. Es wäre daher beispielsweise sinnvoll, den oberen Grenzwert der längenbezogenen Masse, bei der die Garnherstellung unterbrochen wird, während des Reinigungsbetriebs gegenüber dem Normalbetrieb zu erhöhen, da die Masse des Garns während des Reinigungsbetriebs durch die erhöhte Additivzugabe zwangsläufig erhöht wird. Ebenso sollte der entsprechende untere Grenzwert erhöht werden, um auch eine zu geringe Additivzugabe detektieren und die Garnherstellung bei Unterschreiten eines entsprechend angepassten Wertes unterbrechen zu können. Prinzipiell ist es also sinnvoll, dass die jeweiligen Grenzwerte für den Normal- und für den Reinigungsbetrieb unterschiedlich hoch gewählt werden. In diesem Zusammenhang sei jedoch darauf hingewiesen, dass dieses Vorgehen besonders die quantitative Überwachung der Additivzugabe betrifft. Hingegen könnten die Grenzwerte der Messwerte, die von einem Sensor geliefert werden, der lediglich die qualitative Additivzugabe überwacht, bei beiden Betriebsarten gleich hoch sein (vorausgesetzt, dass sowohl während des Normal- als auch während des Reinigungsbetriebs Additiv zugegeben wird und die Messwerte des entsprechenden Sensors nur dahingehend ausgewertet werden, ob Additiv zugegeben wird oder nicht).
  • Die Spinnstelle der erfindungsgemäßen Luftspinnmaschine umfasst schließlich eine Sensorik, mit deren Hilfe das den Auslass der Spinndüse verlassende Garn hinsichtlich wenigstens einer physikalischen Kenngröße überwachbar ist, wobei der Spinnstelle eine Steuereinheit zugeordnet ist, die ausgebildet ist, auf Basis zumindest eines von der Sensorik gelieferten und mit der genannten Kenngröße korrelierenden Messwerts zu ermitteln, ob und/oder wie viel Additiv auf den Faserverband oder das hieraus hergestellte und die Sensorik passierende Garn aufgebracht wurde. Hinsichtlich möglicher vorteilhafter Ausgestaltungen der Überwachung bzw. möglicher Merkmale der Sensorik bzw. der Auswertung der von der Sensorik übermittelten Messwerte wird auf die bisherige bzw. nachfolgende Beschreibung verwiesen. Generell sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Steuereinheit ausgebildet sein kann, die Luftspinnmaschine gemäß der einzeln beschriebenen Verfahrensmerkmale zu betreiben, wobei diese einzeln oder in beliebiger Kombination verwirklicht sein können.
  • Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen, jeweils schematisch:
    • Figur 1
    eine Seitenansicht einer Spinnstelle einer erfindungsgemäßen Luftspinnmaschine,
    Figur 2
    einen teilweise geschnittenen Ausschnitt einer Spinnstelle einer erfindungsgemäßen Luftspinnmaschine, und
    Figur 3
    verschiedene Ausschnitte eines Garns.
  • Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Spinnstelle einer erfindungsgemäßen Luftspinnmaschine (wobei die Luftspinnmaschine selbstverständlich eine Vielzahl von, vorzugsweise benachbart zueinander angeordneten, Spinnstellen aufweisen kann). Die Luftspinnmaschine kann bei Bedarf ein Streckwerk mit mehreren Streckwerkswalzen 13 umfassen, welches mit einem Faserverband 3, beispielsweise in Form eines doublierten Streckenbands, beliefert wird (aus Übersichtsgründen ist nur eine der gezeigten Streckwerkswalzen 13 mit einem Bezugszeichen versehen). Ferner umfasst die gezeigte Spinnstelle eine Spinndüse 2 mit einer innenliegenden Wirbelkammer 5 (siehe Figur 2), in welcher der Faserverband 3 bzw. mindestens ein Teil der Fasern des Faserverbands 3 nach Passieren eines Einlasses 4 der Spinndüse 2 mit einer Drehung versehen wird (die genaue Wirkungsweise der Spinnstelle wird im Folgenden noch näher beschrieben).
  • Darüber hinaus kann die Luftspinnmaschine ein der Spinndüse 2 nachgeordnetes Abzugswalzenpaar 24 sowie eine dem Abzugswalzenpaar 24 nachgeschaltete Spulvorrichtung 1 zum Aufwinden des die Spinndüse 2 verlassenden Garns 6 auf eine Hülse umfassen. Ebenso kann eine, beispielsweise pneumatisch arbeitende, Garnabfuhreinheit 12 vorhanden sein, um Garnabschnitte während eines Reinigerschnitts, bei dem ein Garnfehler aus dem Garn 6 entfernt wird, abführen zu können. Die Spinnstelle muss nicht zwangsweise ein Streckwerk aufweisen. Auch ist das Abzugswalzenpaar 24 oder die Garnabfuhreinheit 12 nicht unbedingt notwendig.
  • Die gezeigte Spinnstelle arbeitet generell nach einem Luftspinnverfahren. Zur Bildung des Garns 6 wird der Faserverband 3 in einer vorgegebenen Transportrichtung T über ein, mit einer den genannten Einlass 4 bildenden Eintrittsöffnung versehenes, und in Figur 2 gezeigtes Faserführungselement 23 in die Wirbelkammer 5 der Spinndüse 2 geführt. Dort erhält es eine Drehung, d. h. mindestens ein Teil der freien Faserenden 10 des Faserverbands 3 (vgl. Figur 4) wird von einer Wirbelluftströmung, die durch entsprechend in einer die Wirbelkammer 5 umgebenden Wirbelkammerwandung angeordnete Luftdüsen 19 erzeugt wird, erfasst (die Luftdüsen 19 werden vorzugsweise über eine Luftversorgungsleitung 18 mit Druckluft versorgt, die in eine mit den Luftdüsen 19 verbundene Luftversorgungskammer 17 mündet). Ein Teil der Fasern wird hierbei aus dem Faserverband 3 zumindest ein Stück weit herausgezogen und um die Spitze eines in die Wirbelkammer 5 ragenden Garnbildungselements 21 gewunden. Dadurch, dass der Faserverband 3 durch eine Einlassmündung des Garnbildungselements 21 über einen innerhalb des Garnbildungselements 21 angeordneten Abzugskanal 20 aus der Wirbelkammer 5 und schließlich über einen Auslass 7 aus der Spinndüse 2 abgezogen wird, werden schließlich auch die freien Faserenden 10 in Richtung der Einlassmündung gezogen und schlingen sich dabei als sogenannte Umwindefasern um die zentral verlaufenden Kernfasern - resultierend in einem die gewünschte Drehung aufweisenden Garn 6. Die über die Luftdüsen 19 eingebrachte Druckluft verlässt die Spinndüse 2 schließlich über den Abzugskanal 20 sowie eine eventuell vorhandene Luftabfuhr 25, die bei Bedarf mit einer Unterdruckquelle verbunden sein kann.
  • Generell sei an dieser Stelle klargestellt, dass es sich bei dem hergestellten Garn 6 grundsätzlich um einen beliebigen Faserverband 3 handeln kann, der sich dadurch auszeichnet, dass ein außenliegender Teil der Fasern (sogenannte Umwindefasern) um einen inneren, vorzugsweise ungedrehten oder bei Bedarf ebenfalls gedrehten Teil der Fasern, herumgeschlungen ist, um dem Garn 6 die gewünschte Festigkeit zu verleihen.
  • Des Weiteren ist der Spinnstelle eine Additivversorgung 8 zugeordnet, die ein oder mehrere Additivspeicher 15 sowie eine oder mehrere, vorzugsweise zumindest teilweise flexible, Additivversorgungsleitungen 14 umfasst, über die der jeweilige Additivspeicher 15 mit einer im Bereich des Faserführungselements 23 oder innerhalb der Spinndüse 2 angeordneten Additivabgabe 22 in Fluidverbindung steht (hinsichtlich möglicher Additive 9 wird auf die bisherige Beschreibung verwiesen).
  • Prinzipiell kann das Additiv 9 an unterschiedlicher Stelle abgegeben werden. Während in Figur 2 eine Ausführungsform gezeigt ist, bei der sich die Additivabgabe 22 im Bereich des Einlasses 4 der Spinndüse 2 befindet (so dass das Additiv 9 auf den Faserverband 3 aufgebracht werden kann), kann das Additiv 9 ebenso der über die Luftdüsen 19 eingebrachten Druckluft zugegeben werden. Der Eintrag des Additivs 9 erfolgt hierbei beispielsweise über die Luftversorgungsleitung 18 oder die genannte Luftversorgungskammer 17, die beispielsweise ringförmig um die die Wirbelkammer 5 begrenzende Wandung verläuft und über die die Luftdüsen 19 mit Druckluft versorgt werden. Schließlich ist es ebenso denkbar, das Additiv 9 über den Abzugskanal 20 einzubringen.
  • Um das Additiv 9 genau und zudem äußerst reproduzierbar über die Additivabgabe 22 abgeben zu können und darüber hinaus den abgegebenen Volumen- bzw. Massenstrom des Additivs 9 auf die jeweiligen Gegebenheiten anpassen zu können, umfasst die Additivversorgung 8 darüber hinaus zumindest eine Dosiereinheit 16, die vorzugsweise in die entsprechende Additivversorgungsleitung 14 integriert ist und damit vom Additiv 1 durchströmt wird.
  • Schließlich zeigt Figur 3 rein schematisch drei Garnabschnitte. Wie Figur 3a) zeigt, besitzt das während des Normalbetriebs ohne Additivzugabe hergestellte Garn 6 in der Regel eine gewisse Haarigkeit, d. h. ein Teil der freien Faserenden und Schlingen 10 stehen nach außen weg. Wird der Faserverband 3 bzw. das Garn 6 hingegen mit Additiv 9 benetzt, so legen sich zumindest ein Teil dieser Faserenden 10 an den restlichen Garnkörper an (siehe Figur 3b)), so dass die Additivzugabe mit Hilfe eines optischen Sensors der in Figur 1 gezeigten Sensorik erkannt werden kann, da die Haarigkeit bei einer Additivzugabe geringer ausfällt als ohne Additivzugabe. Mit Hilfe des optischen Sensors ist es daher grundsätzlich möglich, eine Additivzugabe während des Normal- und/oder Reinigungsbetriebs in qualitativer Hinsicht zu überwachen (d. h. zu überprüfen, ob ein Additiv 9 zugegeben wurde oder nicht). Als Messgröße könnte in diesem Fall die Lichtreflektion oder - absorption des vom Sensor auf das Garn 6 abgestrahlten Lichts sein. Ebenso könnte der Schatten des Garns 6 überwacht werden, der bei einer entsprechenden Lichteinstrahlung durch das Garn 6 hervorgerufen wird.
  • Ebenso kann die Masse des Garns 6 durch eine Additivzugabe zunehmen, so dass diese mit Hilfe eines kapazitiven Sensors der Sensorik 11 erkannt und auch quantitativ überwacht werden könnte. Der kapazitive Sensor erkennt hierbei entweder die Änderung der Garnmasse an sich (d. h. die Änderung der Gesamtmasse, bestehend aus der Masse des Fasermaterials des Garns 6 und der Masse des aufgebrachten Additivs 9). Ebenso könnte der kapazitive Sensor ausgebildet sein, ausschließlich die Masse des Additivs 9 (bei dem es sich beispielsweise um Wasser handeln kann) zu detektieren. Schließlich ist es selbstverständlich auch möglich, dass anstelle von Absolutwerten lediglich Änderungen der überwachten Kenngröße(n) detektiert werden.
  • Abschließend zeigt Figur 3c) schematisch, dass das Additiv 9 auch perlenförmig vorliegen kann, falls das Additiv 9 pulsartig zugegeben wird. Auch in diesem Fall wäre eine qualitative und/oder quantitative Überwachung der Additivzugabe, wie in der bisherigen Beschreibung beschrieben, möglich, wobei die Überwachung während des Normalbetriebs und insbesondere auch während des Reinigungsbetriebs denkbar wäre.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine beliebige Kombination der beschriebenen Merkmale, auch wenn sie in unterschiedlichen Teilen der Beschreibung bzw. den Ansprüchen oder in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Spulvorrichtung
    2
    Spinndüse
    3
    Faserverband
    4
    Einlass
    5
    Wirbelkammer
    6
    Garn
    7
    Auslass
    8
    Additivversorgung
    9
    Additiv
    10
    freies Faserende
    11
    Sensorik
    12
    Garnabfuhreinheit
    13
    Streckwerkswalze
    14
    Additivversorgungsleitung
    15
    Additivspeicher
    16
    Dosiereinheit
    17
    Luftversorgungskammer
    18
    Luftversorgungsleitung
    19
    Luftdüse
    20
    Abzugskanal
    21
    Garnbildungselement
    22
    Additivabgabe
    23
    Faserführungselement
    24
    Abzugswalzenpaar
    25
    Luftabfuhr
    T
    Transportrichtung

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betrieb einer Luftspinnmaschine,
    - wobei die Luftspinnmaschine wenigstens eine Spinnstelle mit einer Spinndüse (2) zur Herstellung eines Garns (6) aufweist,
    - wobei der Spinndüse (2) während des Betriebs der Spinnstelle ein Faserverband (3) über einen Einlass (4) zugeführt wird,
    - wobei der Faserverband (3) innerhalb einer Wirbelkammer (5) der Spinndüse (2) mit Hilfe einer Wirbelluftströmung eine Drehung erhält, so dass aus dem Faserverband (3) ein Garn (6) gebildet wird, das die Spinndüse (2) schließlich über einen Auslass (7) verlässt, und
    - wobei der Spinnstelle während des Betriebs der Luftspinnmaschine mit Hilfe einer Additivversorgung (8) zumindest zeitweise ein Additiv (9) zugeführt und auf den Faserverband (3) und/oder das Garn (6) oder auf Teile der Spinndüse aufgebracht wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass das den Auslass (7) verlassende Garn (6) mit Hilfe einer Sensorik (11) hinsichtlich wenigstens einer physikalischen Kenngröße überwacht wird, wobei auf Basis zumindest eines von der Sensorik (11) gelieferten und mit der genannten Kenngröße korrelierenden Messwerts ermittelt wird, ob und/oder wie viel Additiv (9) auf den Faserverband (3) oder das hieraus hergestellte und die Sensorik (11) passierende Garn (6) aufgebracht wurde.
  2. Verfahren gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung des Garns (6) mit Hilfe einer Steuereinheit unterbrochen wird, wenn die mit Hilfe der Sensorik (11) erkannte Additivzufuhr in definierter Weise qualitativ und/oder quantitativ von entsprechenden Sollwerten abweicht.
  3. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (11) einen optischen Sensor umfasst, mit dessen Hilfe das Garn (6), beispielsweise hinsichtlich seiner Haarigkeit, überwacht wird, wobei auf Basis der Messwerte des optischen Sensors eine qualitative Überwachung der Additivzufuhr erfolgt.
  4. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (11) einen kapazitiven Sensor umfasst, mit dessen Hilfe das Garn (6) hinsichtlich seiner Masse überwacht wird, wobei auf Basis der Messwerte des kapazitiven Sensors eine quantitative Überwachung der Additivzufuhr erfolgt.
  5. Verfahren gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv (9) pulsartig zugeführt wird, wobei die quantitative Überwachung der Additivzufuhr durch Auswertung der vom kapazitiven Sensor erkannten kurzzeitigen Masseschwankungen des Garns (6) erfolgt.
  6. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom des zugeführten Additivs (9) zumindest zeitweise einen Betrag zwischen 0,001 ml/min und 7,0 ml/min, bevorzugt zwischen 0,02 ml/min und 5,0 ml/min, besonders bevorzugt zwischen 0,05 und 3,0 ml/min, aufweist und/oder dass der Massenstrom des zugeführten Additivs (9) zumindest zeitweise einen Betrag zwischen 0,001 g/min und 7,0 g/min, bevorzugt zwischen 0,02 g/min und 5,0 g/min, besonders bevorzugt zwischen 0,05 g/min und 3,0 g/min, aufweist.
  7. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom des zugeführten Additivs (9) während eines Normalbetriebs der Spinnstelle (8) einen Betrag zwischen 0,001 ml/min und 1,5 ml/min, bevorzugt zwischen 0,01 ml/min und 1,0 ml/min aufweist, und dass der Volumenstrom des zugeführten Additivs (9) während eines Reinigungsbetriebs der Spinnstelle(8) einen Betrag zwischen 2,0 ml/min und 7,0 ml/min, bevorzugt zwischen 3,0 ml/min und 7,0 ml/min, aufweist.
  8. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenstrom des zugeführten Additivs (9) während eines Normalbetriebs der Spinnstelle (8) einen Betrag zwischen 0,001 g/min und 1,5 g/min, bevorzugt zwischen 0,01 g/min und 1,0 g/min aufweist, und dass der Massenstrom des zugeführten Additivs (9) während eines Reinigungsbetriebs der Spinnstelle (8) einen Betrag zwischen 2,0 g/min und 7,0 g/min, bevorzugt zwischen 3,0 g/min und 7,0 g/min, aufweist.
  9. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn (6) mit Hilfe der Sensorik (11) darüber hinaus dahingehend überwacht wird, ob die Dicke und/oder Masse des Garns (6) vorgegebene Grenzwerte in definierter Weise über- oder unterschreitet, wobei die Sensorik (11) mit einer Steuereinheit der Luftspinnmaschine in Verbindung steht, und wobei die Steuereinheit die Herstellung des Garns (6) unterbricht, wenn zumindest einer der Grenzwerte in definierter Weise unter- bzw. überschritten wird.
  10. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Massen- und/oder Volumenstrom des zugeführten Additivs (9) während eines Reinigungsbetriebs der Spinnstelle höher ist als während eines Normalbetriebs, wobei zumindest einer der im vorangegangenen Anspruch genannten Grenzwerte während des Reinigungsbetriebs einen anderen Betrag aufweist als während des Normalbetriebs.
  11. Luftspinnmaschine,
    - die zumindest eine Spinnstelle mit einer Spinndüse (2) zur Herstellung eines Garns (6) aus einem der Spinndüse (2) zugeführten Faserverband (3) aufweist,
    - wobei die Spinndüse (2) einen Einlass (4) für den Faserverband (3),
    - eine innenliegende Wirbelkammer (5),
    - ein in die Wirbelkammer (5) ragendes Garnbildungselement (21) sowie
    - einen Auslass (7) für das im Inneren der Wirbelkammer (5) mit Hilfe einer Wirbelluftströmung erzeugte Garn (6) aufweist, und
    - wobei der Spinnstelle eine Additivversorgung (8) zugeordnet ist, mit deren Hilfe der Spinnstelle während des Betriebs der Spinnstelle zumindest zeitweise ein Additiv (9) zugeführt und auf den Faserverband (3) und/oder das Garn (6) aufgebracht werden kann,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Spinnstelle eine Sensorik (11) umfasst, mit deren Hilfe das den Auslass (7) verlassende Garn (6) hinsichtlich wenigstens einer physikalischen Kenngröße überwachbar ist,
    - wobei der Spinnstelle eine Steuereinheit zugeordnet ist, die ausgebildet ist, auf Basis zumindest eines von der Sensorik (11) gelieferten und mit der genannten Kenngröße korrelierenden Messwerts zu ermitteln, ob und/oder wie viel Additiv (9) auf den Faserverband (3) oder das hieraus hergestellte und die Sensorik (11) passierende Garn (6) aufgebracht wurde.
  12. Luftspinnmaschine gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit mit der Sensorik (11) in Verbindung steht und ausgebildet ist, die Luftspinnmaschine unter Berücksichtigung der von der Sensorik (11) übermittelten Messwerte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 zu betreiben.
EP15170263.6A 2014-06-12 2015-06-02 Luftspinnmaschine sowie verfahren zum betrieb einer solchen Active EP2955256B1 (de)

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