WO1996023916A2 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen kräuseln von thermoplastischen fäden - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen kräuseln von thermoplastischen fäden Download PDF

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Eugen Weder
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Maschinenfabrik Rieter Ag
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    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/12—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes
    • D02G1/122—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes introducing the filaments in the stuffer box by means of a fluid jet
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    • D02G1/12—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes
    • D02G1/125—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes including means for monitoring or controlling yarn processing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/36—Textiles
    • G01N33/365—Filiform textiles, e.g. yarns

Definitions

  • the invention is in the field of textile technology and relates to a method and an apparatus for the continuous crimping of threads made of a thermoplastic material.
  • threads for example with the aid of a hot conveying medium flowing under pressure, through a conveying channel, heated and then conveyed through an outlet opening into a stuffer box, the stuffer box being designed in such a way that the Pumped medium relaxes as it exits the nozzle outlet opening.
  • the thread impinges in the stuffer box on a plug formed by a thread that has already emerged from the opening, whereby it is crimped.
  • the plug is conveyed further at a speed which is less than the thread speed in the conveying channel, is then cooled and further dissolved to a textured yarn.
  • the stuffer box in which the plug is formed can be delimited by stationary, perforated walls surrounding the plug on the long side, which consist, for example, of lamellae.
  • the plug is pushed through the stuffer box by the back pressure of the conveying means against the friction on the stuffer box walls and leaves it through a plug opening opposite the outlet opening, which can be provided with a pair of conveying rollers which dispense the plug.
  • the stuffer box can also be only partially delimited by stationary walls and partially by walls that move at plug speed.
  • a method and apparatus for continuously crimping Thermoplastic threads with a stuffer box, which has walls that partially move with the plug, is described, for example, in European Patent No. 310890 by the same applicant.
  • the device described has a texturing nozzle with a conveying channel, an outlet opening and two projections extending therefrom in the thread running direction, which form the stationary wall parts of the stuffer box.
  • a channel, formed by lateral guide means runs around the circumference of a rotating plug conveying roller and into which the formations extend.
  • the lateral guide means of this channel in the area of the outlet opening represent the parts of the stuffer box walls moving with the stopper.
  • the stopper runs from the stuffer box between the lateral guide means around part of the circumference of the stopper conveying roller and is then passed on to another conveying element, where it is cooled and finally dissolved into a textured yarn.
  • the thread is conveyed by means of the conveying medium through the conveying channel and through the outlet opening into the stuffer box.
  • the pumped medium relaxes directly outside the outlet opening.
  • the thread impacts the plug that forms in the stuffer box and is crimped in the process.
  • the plug in the stuffer box is initiated after insertion of the thread at the start of production by a temporary braking force, for example an air jet directed against the thread.
  • a temporary braking force for example an air jet directed against the thread.
  • the quality of the textured yarn is closely related to the uniformity of the crimp, that is, the uniformity of the plug formation. If the plug is missing, the yarn is not crimped. If the plug begins to form too far from the outlet opening, the plug becomes less tight, so that the crimp is no longer sufficiently strong and sufficiently permanent. This means that the position, consistency and speed of the graft must be kept as constant as possible for high yarn quality.
  • irregularities can occur in the formation of plugs, especially conditions in which the formation of plugs is too far from the outlet opening or no plug is formed, so-called blow-out .
  • these blow-off devices are temporary, that is to say they recede without influence or they are stationary, that is to say the machine must be stopped in order to regain regular clogging.
  • This object is achieved by a method according to which, for the continuous crimping of a thread made of a thermoplastic material, which heats the thread, conveyed with the aid of a flowing conveying medium at a thread speed through a conveying channel and through an outlet opening into a stuffer box, by braking in the stuffer box to one
  • the plug is compressed and in this form is conveyed at a plug speed that is lower than the thread speed for cooling and dissolution, the plug formation being monitored by sensors in the area of the outlet opening, and the measurement signals generated by the monitoring as measurement variables for a closed control circuit for keeping constant plug formation or to control stop, alarm or warning devices or at the same time for regulation and control.
  • the corresponding device comprises a texturing nozzle with a conveying channel with an inlet opening for a thread, with an inlet for a conveying medium and with an outlet opening for thread and conveying medium and a stuffer box, characterized in that in the area of the outlet opening there are sensor means for monitoring this area.
  • the latter invention is based on a continuous and automatic control of the plug formation which is used for regulatory or alarm purposes. This is done by sensor-based monitoring of the area of the outlet opening, for example by measuring the static pressure or a quantity correlated with the static pressure in the delivery channel near the outlet opening or directly outside the outlet opening or by optical monitoring of the stuffer box near the outlet opening and by further processing by the sensor Monitoring received signals for regulation, control and / or alarm purposes.
  • the static pressure in the delivery channel is the difference between the total pressure, which is essentially constant, and the dynamic pressure, which is proportional to the square of the flow velocity. If the delivery channel is empty (without a thread), through which the medium cannot flow without any thread, the static pressure is the lowest since the flow speed is high. If the medium conveys a thread through the conveyor channel, the stationary pressure is higher compared to the stationary pressure in the thread-free channel because the medium jams on the thread. If a plug is created in front of the outlet opening in the stuffer box, the medium will be jammed even more and the static pressure will be correspondingly higher. The static pressure is higher the closer the plug starts to the outlet opening. The measurement of the static pressure in the delivery channel near the outlet opening can thus be evaluated directly as an indication of the state of the plug formation.
  • plug formation can be monitored by optical sensors in the stuffer box.
  • the plug formation must begin as close as possible to the outlet opening, at most by a predetermined, empirically determined distance therefrom. If the start of the plug moves further away from the outlet opening, it is a blower. With an optical sensor that the stuffer box in the area of If the maximum tolerable distance of the plug from the outlet opening is monitored, a blowout can be determined.
  • the formation of a plug depends on the braking in the stuffer box and on the further transport of the plug, it can be kept constant by regulating these sizes. That means the monitoring of the plug formation, in particular the monitoring of the pressure in the area of the outlet opening, can be integrated as a measuring element in a control circuit with a proportional / integral controller, the actuators of which influence the braking effect of the stuffer box walls and / or the further conveying, in particular the further conveying speed of the plug .
  • CH 2059/92 focuses on the operating conditions in the nozzle.
  • This invention is based on the knowledge that the operating conditions in a texturing nozzle are more complex than is recognized in CH 2059/92. They can be influenced by operating parameters outside the nozzle and influence operating parameters outside the nozzle itself. The plug formation can therefore be determined by scanning the operating parameter at a point which is at a distance from the plug itself.
  • 2 shows the course of the measurement signal of a pressure measurement in the delivery channel when starting up the device according to FIG. 1 and during its operation
  • 3 shows the course of the measurement signal of a pressure measurement in the delivery channel with control loop, warning band and alarm band
  • FIG. 4 shows the course of the measurement signal of an optical sensor in the stuffer box when starting up the device according to FIG. 1 and during its operation
  • 5a and 5b a texturing nozzle with stuffer box with a measuring opening for measuring the static pressure in the delivery channel and means for optical monitoring of the stuffer box,
  • FIG. 7 shows a schematic illustration (similar to FIG. 1) of a first embodiment of the present invention
  • FIG. 8 shows a further schematic illustration of a second embodiment, in which embodiment the monitoring of the operating parameter of the nozzle itself is supplemented or even replaced by monitoring which responds to operating parameters outside the nozzle, and
  • FIG. 10 shows a modification of the embodiment according to FIG. 7.
  • Fig. 12 is a schematic representation of a further embodiment
  • the device has a nozzle part 1 with a delivery channel 10 and an outlet opening 11 and a stuffer box 2 adjoining this, which are shown cut along the course of a thread F to be textured.
  • the thread F is with the help a conveying medium M, which is fed under pressure into the conveying duct, is conveyed through the conveying duct 10 and out of the outlet opening 11 at the thread speed V F.
  • the conveyed medium is at an elevated temperature in order to heat the thread at the same time.
  • the conveying medium M is fed under pressure into the conveying channel 10 and relaxes outside the outlet opening 11.
  • the thread F is conveyed through the conveying medium by the conveying medium and impinges outside the outlet opening on the plug P, which is conveyed on at a plug speed V P , to be cooled in further steps and then dissolved into a textured thread.
  • a stowage medium S can be fed into the stuffer box 2 at an angle ⁇ to the direction of plug movement under pressure against the thread.
  • the angle ⁇ is to be selected between 0 and 90 ° in such a way that the direction of flow of the damming medium has no component in the direction of the plug velocity.
  • the accumulation medium S is used primarily when starting up but also as required during operation of the device to initiate or ensure the formation of a plug by additional braking, by braking the thread through the accumulation medium and moving it against the walls of the compression chamber and thereby additionally is braked by friction on these walls.
  • a measuring opening 12 is provided in the wall of the conveying channel, to which a measuring cavity 13 adjoins.
  • the measuring cavity 13 is closed except for the measuring opening and has a pressure measuring element 3, for example a piezo element, with which the pressure in the measuring cavity 13 is measured, which corresponds to the static pressure in the delivery channel (area of the measuring opening).
  • the measured value p of the pressure measuring element 3, which corresponds to the static pressure in the delivery channel, is fed as a measured variable into a proportional / integral PI controller and / or into a comparator unit V.
  • the output signal (r 1 ( r 2 , r 3 , or r 4 ) of the controller Pl can either the aerodynamic braking effect in the stuffer box by regulating the supply of the accumulation medium S (TJ), or the mechanical friction in the stuffer box by regulating W the stuffer box wall or geometry (r 2 ), or the plug speed by regulating the Speed of a plug conveyor (r 3 ) adjoining the stuffer box, or the upsetting effect can be influenced in this way by regulating the supply of the conveying medium M (r 4 ), that the dynamic pressure p corresponds to a nominal value p s .
  • the setpoint pressure p s can be determined by tests and entered into the controller or determined by a calibration measurement.
  • the actuators (not shown in the figure) for the control circuit are, for example, regulating valves for the supply of the accumulation medium or the conveying medium, a drive with which a brake body is moved into the compression chamber or the compression chamber is narrowed in an iris-like manner, or the drive of an optionally provided one to the compression chamber subsequent plug conveyor.
  • the regulation of the supply of the storage medium is particularly suitable in devices with stuffer boxes with partially moving walls, the regulation of the stuffer box wall or its geometry (for example the conicity of the stuffer box) is particularly suitable for devices with only stationary stuffer box walls, the orders of magnitude the necessary changes are very small (in the range of tenths of a millimeter).
  • An iris-like movement is particularly favorable for stuffer boxes formed from individual, stationary slats. It is only possible to regulate the plug conveying speed if the crimping device has a plug conveying means which adjoins the stuffer box, for example a needle roller.
  • the measured value generated by the pressure measurement can also be compared in a comparator unit V with at least one limit measured value (P ⁇ ... p n ). If limit values are exceeded, an alarm lamp 4 can be activated, for example, or production can be stopped by thread interruption (8).
  • the function of the comparator unit will be described in detail in connection with FIGS. 2, 3 and 4.
  • a commercially available proportional / integral controller can be used for the function of the controller P1.
  • an integral controller can be used, for example, with an alarm and stop band.
  • the function of the Comparator V for example, a circuit with a discriminator with an adjustable threshold value can be used. The threshold values are set by tests.
  • the control and / or comparison function can also be implemented in software.
  • FIGS 2, 3 and 4 now show exemplary courses of a measurement signal of a monitoring system according to EP-554642A1.
  • the measurement signal or the physical quantity corresponding to the measurement signal is plotted on the ordinate and the time on the abscissa.
  • FIG. 2 shows the measurement signal curve for an arrangement with pressure measurement in the delivery channel and evaluation of the measurement signal with a comparator unit.
  • the static pressure in the conveying channel increases and oscillates with continuous and regular operation in a pressure range corresponding to a measured value range pp. Operation can be described as optimal if the measured value range pp is as narrow as possible and remains constant over long periods of time.
  • a threshold measured value p i can be determined such that irregularities in the plug formation can be tolerated as long as they do not cause any fluctuations in the measured values that lead to a Below the threshold measured value p, lead.
  • the threshold measured value p ⁇ is set higher than the measured value p a for a blower.
  • the threshold measured value p ⁇ is set sufficiently low that it is at a sufficient distance from the measured value range pp in such a way that the measured values p do not fall within its range during regular operation.
  • the threshold measured value p ⁇ is set sufficiently high that irregularities in the plug, which lead to loss of quality and / or permanent blow-out, are recognized as such.
  • the following pressure ratios resulted, for example: at a feed pressure of the conveying medium of 7 to 7.5 bar, the pressure range with regular plug formation (measured value range pp) was between 0.8 and 1 , 1 bar (gauge pressure), the measured pressure with a blow-out device (measured value p a ) was 0.6 bar, so that the threshold pressure (threshold measured value p) had to be set at approx. 0.7 bar.
  • Fig. 3 shows an exemplary signal curve for an arrangement with measurement of the pressure in the delivery channel, with control loop, warning band (P2P3) and alarm band (P4 5).
  • the regulated measured value should lie within the warning band. If the measured value lies outside the warning band, but still within the
  • Alarm bases can still be produced without any loss of quality, but a warning W is generated (warning light, log printout), which indicates that a revision (cleaning) will soon be necessary. If the measured pressure rises above p 4 , the outlet opening is blocked, if it drops below pg, there is a blow-out. In both cases, production must be stopped, for example by thread cutting.
  • FIG. 4 shows the course of the measurement signal I of an optical sensor in the stuffer box over the same time course as FIG. 2
  • Measurement signal I is, for example, the measurement signal of an optical sensor consisting of light source and light-sensitive cell, which are located opposite each other in the
  • the Stuffer box are attached.
  • the light emitted by the light source is directed against the light-sensitive cell, but is partially absorbed and scattered by the thread and / or plug.
  • the measurement signal corresponds to the intensity of the light received by the light-sensitive cell. This is high in the case of a threadless stuffer box (IQ), lower in the case of a thread running essentially in a straight line
  • the threshold measurement value l s is set between l g and the upper limit of l n .
  • FIG. 5a and 5b show, as two exemplary embodiments of the crimping device according to EP-554642A1, one nozzle part 1 each with projections 41 which take over the function of the stuffer box.
  • the texturing nozzle in FIG. 5b is rotated by 90 ° in relation to FIG. 5a (viewing direction as arrow V in FIG. 5a).
  • the thread F is conveyed through the conveying channel 10 and through the outlet opening 11.
  • Plug formation begins immediately outside the outlet opening.
  • the plug P formed is conveyed away between teeth 43 with the aid of a plug conveyor roller 42.
  • the device shows a measurement opening 12 which leads into a measurement cavity 13.
  • the measuring cavity can assume any shape that is adapted to the overall arrangement outside the wall of the conveying channel.
  • the pressure measuring element (not shown in the figure) is advantageously mounted outside the walls of the delivery channel.
  • the plug formation is monitored optically in the device according to FIG. 5b.
  • the device shows a light barrier arrangement 44, which can be provided as an alternative to the measuring cavity and pressure measuring element. It is, for example, a light source 44.1 and a receiver 44.2, which are mounted opposite one another on the open sides of the stuffer box in such a way that the receiver receives the light from the light source.
  • FIG. 6 schematically shows a further exemplary arrangement for monitoring the pressure in the region of the outlet opening. It is the measurement of the dynamic pressure in a supply line for measuring air into the stuffer box and immediately outside the outlet opening.
  • the compression chamber 2 is delimited by fins 63 arranged radially to the grafting.
  • the delivery medium relaxes between the fins.
  • Measurements show that vortices (arrows 60) form between plug P and outlet opening 11, such that a flow against the thread arises near the outlet opening, and a flow from the stuffer box near the plug.
  • the shape of these vortices is strongly dependent on the geometric configuration of the outlet opening and stuffer box.
  • the pressure on the wall of the storage chamber is measured as a function of the distance from the outlet opening by means of a fluidic nozzle, as shown next to the device diagram in FIG. 6, a vacuum is obtained directly outside the outlet opening (suction ) that rises over a neutral zone to a pressure maximum at the start of the plug.
  • a fluidic nozzle 61 is installed at a distance from the outlet opening at which the plug starts to be produced optimally, a statement can be made about the position of the plug from the pressure measured in the nozzle.
  • Such a measurement signal can be evaluated in an analogous manner to the measurement signal of the sensor for the dynamic pressure in the delivery channel.
  • a fluidic nozzle is understood to be a measuring nozzle through which measuring air flows at constant power and in which the dynamic pressure is measured.
  • Such a fluidic nozzle proves to be particularly advantageous in the area of the stuffer box, since it is highly self-cleaning thanks to the measurement air flow.
  • the measuring cavity or the means for monitoring the stuffer box, for example the light barrier, is advantageously provided as close as possible to the outlet opening.
  • Fig. 7 shows a first extension according to the present invention, wherein the reference numerals of Fig. 1 have been used again to the same parts to indicate.
  • 7 includes a source Q of compressed air, a controllable valve VL to influence the pressure of air from the source Q, a heater H for the air supplied by the valve VL and a control unit HS for the heater H.
  • the condition The air downstream of the heater H is controlled in terms of pressure via the first PI controller already mentioned with reference to FIG. 1 and in terms of temperature via a further, second PI controller and this air is supplied to the air as feed air, that is to say as a conveying or texturing medium Device 1 delivered.
  • the first PI controller is connected to valve VL via line DL, and the second PI controller is connected to control unit HS via line HL. Via the line DL, the air pressure downstream of the valve VL can be used as a manipulated variable in order to keep the above-mentioned dynamic pressure "P" as a controlled variable within predetermined tolerances.
  • Both a commercially available pressure measuring device DM and a commercially available temperature measuring device TM can be provided between the heater H and the inlet of the supply air into the device 1.
  • the output signal from the device DM is passed on to the first PI controller via a line ML, so that this pressure can be kept within predetermined limits, while the output signal of the device TM is passed to the second PI controller via a line TL is, which emits its signal via a line HL to the control unit HS.
  • Either the dynamic pressure P or the pressure signal of the line ML is input to the first PI controller, which is carried out by means of a commercially available switchover valve UV.
  • the dynamic pressure P is permanently supplied to the comparator unit V.
  • the output signals of the first PI controller are either the signal r1 for regulating the accumulation medium S or the signal for the controllable valve VL.
  • the accumulation medium S can also have an independent control (see FIG. 13).
  • FIG. 8 shows a copy of FIG. 1 supplemented by the following new elements:
  • a sensor FSS which measures the thread tension, also called thread tension, after it has been drawn off the cooling drum.
  • the sensor FSS supplies its output signal via a line FL to the PI controller and thereby influences the operating parameters which were explained with reference to FIG. 1 in order to keep the thread tension measured by the sensor FSS within predetermined limits.
  • the cooling drum T of FIG. 8 is formed according to EP 0 488 939.
  • the plug P which emerges from the stuffer box, is applied at point C to the cooling drum T rotating at a constant surface speed V, which is constructed as a sieve drum or perforated roller. Air is sucked into the cooling drum T, which simultaneously holds and cools the plug P on the drum surface.
  • the plug P moves with the surface of the drum and, when it has reached the point D1, is lifted from it by a corresponding chicane (not shown) or by closing the perforation of the cooling drum T so that it is caused by the negative pressure in the drum is no longer held, ie is released from the drum surface.
  • the yarn 1.2 is drawn off from the take-off spool SP at the speed V.
  • FIG. 9 partially shows the diagram of FIG. 7 with additions corresponding to the aforementioned additions in FIG. 8.
  • This embodiment serves the same purpose as the embodiment according to FIG. 8, in which case the pressure or the temperature of the delivery - or texturing air can be influenced in order to keep the thread tension constant by the signal from the pressure measuring device DM being sent to the PI controller via the line ML and the signal from the temperature device TM to the control device HS via the line TL.
  • Plug formation is influenced by three types of operating parameters:
  • the texturing device (the formation of clots) also influences operating parameters which appear after the device, for example the thread tension or thread tension, but also the titer. By monitoring such parameters, it is possible to draw conclusions about the state of the texturing device.
  • the plug conveyor means ⁇ mentioned with reference to FIG. 1 on page 9 or with reference to FIG. 8 on page 17 is either the plug conveyor roller 42 shown with FIGS. 5a and 5b and mentioned on page 14 in connection with the in European Patent No. 310890 is shown and described method, or a plug conveyor roller, not shown here, which is charged, for example, with needles on the surface to receive the plug and pass it on, for example, to a cooling drum T shown in FIGS. 8 and 9, wherein the plug speed V P by means of the roller mentioned 42 or roller, not shown, is influenced by varying the speed by means of the PI controller.
  • FIG. 10 partly shows the diagram of FIG. 7, accordingly the same elements in FIG. 10 as in FIG. 7 are provided with the same reference symbols and are generally not described again.
  • FIG. 10 shows a first control loop for controlling the heating and a second control loop for controlling the pressure of the medium M.
  • the output signal of a first PI controller provided with a setpoint input WT is fed to the control unit HS by means of the line HL.
  • the first PI controller receives a temperature signal from the temperature measuring device TM by means of a line TL.
  • the setpoint WT of the first PI controller is changed by a third PI controller provided with its own setpoint input PS if the pressure signal p from the pressure measuring device 3 does not correspond to the setpoint PS, ie that the plug in the stuffer box does not have the desired permeability has, so that the temperature of the thread is changed accordingly until the pressure p corresponds to the desired value PS.
  • the second control circuit has a second PI controller, which is provided with a setpoint input PS and which controls the pressure in the controllable valve VL with reference to the signal of the pressure measuring device DM, which is transmitted via line DL.1 is fed to the second PI controller.
  • the signals of the second PI controller to the controllable valve VL are transmitted in the connecting line DL.
  • a separate control circuit is provided for the accumulation medium S, in which the signal from a pressure measuring device DM.1 provided on the injection pipe for the accumulation medium into the accumulation chamber is output to a pressure regulator DR provided with a setpoint input PS and the pressure regulator DR regulates the pressure of the accumulation medium S. .
  • FIG. 11 partially shows the diagram of FIG. 9, which is why the same elements have the same reference numerals and are not described again.
  • 11 also has a first control circuit in order to regulate the pressure of the conveying medium as a function of the thread tension measured in the thread tension measuring device FSS.
  • a second and a third control loop which is independent of the thread tension, regulates the temperature of the conveyed medium or the pressure of the accumulation medium S.
  • the first control circuit has a first PI controller, which is provided with a setpoint input PS and outputs an output signal via a line DL to the controllable valve VL and receives an input signal from the pressure measuring device DM via a line DL.1.
  • a signal from the thread tension measuring device FSS is input via a line FL into a third PI controller provided with a target value input WF, and if the thread tension signal has a difference from the target value WF, the third PI controller maintains the target value PS of the first PI controller for so long changes until the thread tension signal corresponds to the setpoint WF.
  • the second control circuit includes a second PI controller, which is provided with a setpoint input WT, which on the one hand receives a temperature signal from the temperature measuring device TM via a line TL and emits a control signal via a line HL to the control device HS which controls the heater H.
  • a fourth control loop regulates the stagnation air S by the pressure measuring device DM.1 emitting a pressure signal to a pressure regulator DR provided with a setpoint input PS and the pressure regulator DR generating the control signal r1 by means of which the pressure of the stagnation air S regulates via a valve (not shown here).
  • FIGS. 12, 13 and 14 show a variant relating to the assessment of the plug located on the cooling drum T, in that in these three figures it is not the thread tension for assessing the plug that is measured, but the location on the cooling drum T at which the plug is again is dissolved into a thread, which is then drawn off from a take-off roller AW and passed on to the winding device SP.
  • This aforementioned location on the cooling drum is determined by means of a light sensor LS, which light sensor can be a light transmitter and receiver or any suitable means for monitoring this stopper and which is able to emit a corresponding signal.
  • the signal of the sensor LS is input via a line SL into a fourth PI controller provided with a setpoint input WL, which changes a setpoint PS of a first PI controller if the signal SL does not correspond to the setpoint WL, until a match there is between signal SL and setpoint WL.
  • the first PI controller in turn receives an input signal from a pressure measuring device MD1, which measures the dynamic pressure at the blowing pipe of the dynamic air and outputs the dynamic pressure signal to the first PI controller.
  • the first PI controller outputs the pressure signal r1, by means of which the pressure of the ram air S is regulated.
  • a second control circuit with a second PI controller provided with a setpoint input WT controls the temperature of the medium M.
  • the second PI controller receives a temperature signal from the temperature measuring device TM via a line TL and outputs a control signal via a line HL to the control device HS.
  • a third control loop regulates the pressure of the pumped medium M, in that a third PI controller provided with a setpoint input PS receives a pressure signal from the pressure measuring device DM via a line DL.1 and emits a control signal via a line DL to the controllable valve VL.
  • the angle ⁇ which is limited by the point C at which the plug is placed on the cooling drum and the point at which the plug is released, is called the cooling angle ⁇ .
  • FIG. 13 partially shows the diagram of FIG. 12, which is why the same elements are provided with the same reference numerals and, as a rule, are not described again.
  • FIG. 13 shows three control loops, namely a first control loop with a first PI controller, by means of which the temperature of the conveyed medium is controlled as a function of the location on the cooling drum T in which the plug is dissolved, and a second control loop with a second PI controller, by means of which the pressure of the pumped medium M is regulated, and also a third control circuit with a pressure regulator, DR, by means of which the ram air is regulated.
  • the signal SL of the light sensor LS is entered analogously to FIG. 12 to a fourth PI controller provided with a setpoint input WL, the fourth PI controller changing the setpoint input WT of the first PI controller until the Signal SL corresponds to the setpoint PL of the fourth PI controller.
  • the first PI controller receives a temperature signal from the temperature measuring device TM via the line TL and outputs a control signal via the line HL to the control device HS in order to control the heater H, which heats the medium M to be conveyed.
  • the second control loop corresponds to the third control loop of FIG. 12, only with the difference that the PI controller is identified as a second PI controller, which is why this control loop is no longer described.
  • the control loop for the ram air corresponds to that of FIGS. 10 and 11.
  • FIG. 14 partly has the same elements as FIGS. 11, 12 and 13, which is why the same elements are provided with the same reference numerals and will not be described again.
  • FIG. 14 also has three control loops, like FIG. 13, the first control loop not regulating the temperature of the conveying medium M but the pressure as a function of the point at which the plug on the cooling drum T is released.
  • the first PI controller outputs a control signal via the line DL to the controllable valve VL, and receives an input signal from the pressure measuring device D via the line DL.1.
  • the first PI controller has a setpoint input PS, which is changed by a third PI controller until the signal from the light sensor corresponds to a setpoint input WL of the third PI controller.
  • the second control loop contains the second PI controller, which is provided with a setpoint input PS and receives a temperature signal from the temperature measuring device TM via the line TL and outputs a control signal to the control device HS via the line HL.
  • the invention is not limited to the figures shown, but within the scope of the inventive concept, which contains a predetermined number of manipulated variables and a predetermined number of measured variables that can be combined with one another, namely the manipulated variable for changing the pressure of the conveying medium, the manipulated variable to change the temperature of the conveyed medium to heat the thread and the manipulated variable to change the accumulation air to at least start the stowage in the stuffer box and the measured variable that indicates the dynamic pressure in the feed pipe, the thread tension of the crimped thread as a further measured variable, and the cooling angle ß, or the point at which the plug on the cooling drum is released as the third measured variable, the manipulated variables and the measured variables being combined in a matrix, for example by listing the manipulated variables in the abscissa and the measured variables in the ordinate are and the corresponding combinations can be taken from it.
  • This means that other manipulated variables and other measured variables can also be selected and combined within the scope of this inventive concept.

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Abstract

Eine Texturiervorrichtung um mittels eines Stauchverfahrens einen texturierten Faden herzustellen, umfasst einen Förderkanal (10) mit einem Fördermediumeingang am oberen Ende und einer Staukammer anschliessend an den Förderkanal (10), sowie eine Kühltrommel (T) anschliessend an den Förderkanal (10) und ein Fadenspannungsmessgerät (FSS) zwischen der Kühltrommel (T) und einer Aufspulvorrichtung (SP). Das Fördermedium (M) wird auf einen vorgegebenen Druck mittels eines ersten Regelkreises mit einem ersten PI-Regler und auf eine vorgegebene Temperatur mittels eines zweiten Regelkreises mit einem zweiten PI-Regler in einen für das Texturieren notwendigen Zustand gebracht. Dabei geschieht das Anstauen des Pfropfens in der Staukammer mittels einer Anstauluft (S), welche über einen dritten Regelkreis mit einem Druckregler (DR) geregelt wird. Ein Druckmessgerät (3) misst den Staudruck im Förderkanal (10) und gibt das Signal an eine Vergleichseinheit (V), welche Sicherheitsmassnahmen trifft, bspw. ein Leuchtsignal (4) oder eine Schere (8) betätigt. Im gezeigten Beispiel liegt die Erfindung darin, eine messbare, der Qualität der Kräuselung des Fadens entsprechende Grösse, z.B. die Fadenspannung mittels Fadenspannungsmessgerät (FSS) zu messen und aufgrund dieser Messung eine Massnahme zu treffen, z.B. die Temperatur des Fördermediums so lange zu ändern, bis die Fadenspannung einen Sollwert aufweist, welcher als WF einem dritten PI-Regler eingegeben wird, der den Sollwert PS des ersten PI-Reglers so lange verändert, bis die Fadenspannung den Sollwert WF erreicht hat.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Kräuseln von thermoplastischen Fäden
Die Erfindung liegt auf dem Gebiete der Textiltechnik und betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Kräuseln von Fäden aus einem thermoplastischen Material.
Zum kontinuierlichen Kräuseln von Fäden (Fibrillenbündel) aus thermoplastischem Material werden diese beispielsweise mit Hilfe eines unter Druck strömenden, heissen Fördermediums durch einen Förderkanal bewegt, dabei erhitzt und dann durch eine Austrittsöffnung in eine Stauchkammer gefördert, wobei die Stauchkammer derart gestaltet ist, dass sich das Fördermedium beim Austritt aus der Düsenaustrittsöffnung entspannt. Der Faden prallt in der Stauchkammer auf einen durch bereits aus der Öffnung ausgetretenen Faden gebildeten Pfropfen, wobei er gekräuselt wird. Der Pfropfen wird weitergefördert mit einer Geschwin¬ digkeit, die kleiner ist als die Fadengeschwindigkeit im Förderkanal, wird dann ab¬ gekühlt und weiter zu einem texturierten Garn aufgelöst.
Die Stauchkammer, in der sich der Pfropfen bildet, kann begrenzt sein durch stationäre, den Pfropfen längsseitig umgebende, durchbrochene Wandungen, die beispielsweise aus Lamellen bestehen. Der Pfropfen wird durch den Staudruck des Fördermittels gegen die Reibung an den Stauchkammerwandungen durch die Stauchkammer gestossen und verlässt diese durch eine der Austrittsöffnung gegenüberliegende Pfropfenöffnung, die mit einem den Pfropfen dosiert austragenden Förderwalzenpaar versehen sein kann.
Die Stauchkammer kann auch nur teilweise von stationären Wandungen begrenzt sein und teilweise von Wandungen, die sich mit Pfropfengeschwindigkeit bewegen. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Kräuseln von thermoplastischen Fäden mit einer Stauchkammer, die teilweise mit dem Pfropfen bewegende Wände aufweist, ist beispielsweise beschrieben in der europäischen Patentschrift Nr. 310890 derselben Anmelderin. Die beschriebene Vorrichtung weist eine Texturierdüse auf mit einem Förderkanal, einer Austrittsöffnung und zwei sich von dieser in Fadenlaufrichtung erstreckenden Anformungen, die die statio¬ nären Wandungsteile der Stauchkammer bilden. Zum Weitertransport des zwischen den Anformungen gebildeten Pfropfens dient ein durch seitliche Führungsmittel gebildeter, um den Umfang einer rotierenden Pfropfenförderwalze verlaufender Kanal, in den die Anformungen reichen. Die seitlichen Führungsmittel dieses Kanales stellen im Bereiche der Austrittsöffnung die mit dem Pfropfen bewegenden Teile der Stauchkammerwandungen dar. Der Pfropfen läuft von der Stauchkammer zwischen den seitlichen Führungsmitteln um einen Teil des Umfanges der Pfropfenförderwalze und wird dann auf ein weiteres Förderelement weitergegeben, wo er gekühlt und schliesslich zu einem texturierten Garn aufgelöst wird.
Der Faden wird mittels Fördermedium durch den Förderkanal und durch die Austrittsöffnung in die Stauchkammer gefördert. Unmittelbar ausserhalb der Austrittsöffnung entspannt sich das Fördermedium. Der Faden prallt auf den sich in der Stauchkammer bildenden Pfropfen auf und wird dabei gekräuselt. Der Pfropfen in der Stauchkammer wird nach dem Einführen des Fadens bei Produktionsbeginn durch eine temporäre Bremskraft, beispielsweise einen gegen den Faden gerichteten Luftstrahl initiiert. Während dem Betrieb besteht ein Gleichgewicht zwischen der den Pfropfen stossenden Staudruckkraft des Fördermediums und den den Pfropfen bremsenden Reibungskräften an den Wandungen der Stauchkammer, das zu einer kontinuierlichen Pfropfenbildung und einer konstanten Pfropfengeschwindigkeit in der Stauchkammer führt.
Die Qualität des texturierten Garnes hängt eng mit der Gleichmässigkeit der Kräuselung, das heisst mit der Gleichmässigkeit der Pfropfenbildung zusammen. Fehlt der Pfropfen, wird das Garn nicht gekräuselt. Beginnt die Pfropfenbildung zu weit von der Austrittsöffnung entfernt, wird der Pfropfen weniger dicht, so dass die Kräuselung nicht mehr genügend stark und genügend permanent wird. Dies bedeutet, dass für eine hohe Garnqualität Lage, Konsistenz und Geschwindigkeit des Pfropfens möglichst konstant gehalten werden müssen. In allen bekannten Vorrichtungen zur Kräuselung von Fäden aus thermoplastischem Material mit Hilfe einer Texturierdüse und einer Stauchkammer können aber Unregelmässigkeiten in der Pfropfenbildung entstehen, vor allem Zustände, in denen die Pfropfenbildung sich zu weit von der Austrittsöffnung entfernt oder sich gar kein Pfropfen bildet, sogenannte Ausblaser. Je nach Vorrichtung sind diese Ausblaser temporär, das heisst, sie bilden sich ohne Einflussnahme zurück oder sie sind stationär, das heisst, die Maschine muss ge¬ stoppt werden, um wieder eine reguläre Pfropfenbildung zu erhalten.
Wenn Fehler in der Pfropfenbildung nur visuell entdeckt werden können, werden sie oft nicht oder spät entdeckt, so dass Spulen des texturierten Garnes Fehlerstellen aufweisen, die von unentdeckten, temporären Ausblasern herrühren und die erst an einem aus dem Garn hergestellten Produkt erkannt werden. Durch stationäre Ausblaser, die erst nach einer Weile entdeckt werden, können grosse Mengen von Ausschussgarn produziert werden.
Es war die Aufgabe der Erfindung, nach der schweizerischen Patentanmeldung 2052/92 vom 30. Juni 1992, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Kräuseln von Fäden aus thermoplastischem Material aufzuzeigen, mit denen Einbussen in der Garnqualität und Produktion von Ausschuss bedingt durch eine unstabile Pfropfenbildung, insbesondere bedingt durch Ausblaser, vermieden werden können. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, wonach zum kontinuierlichen Kräuseln eines Fadens aus einem thermoplastischen Material, der Faden erwärmt, mit Hilfe eines strömenden Fördermediums mit einer Fadengeschwindigkeit durch einen Förderkanal und durch eine Austrittsöffnung in eine Stauchkammer gefördert, durch Bremsung in der Stauchkammer zu einem Pfropfen gestaucht und in dieser Form mit einer Pfropfengeschwindigkeit, die kleiner ist als die Fadengeschwindigkeit, weitergefördert wird zur Kühlung und Auflösung, wobei im Bereiche der Austrittsöffnung die Pfropfenbildung sensorisch überwacht wird, und die durch die Überwachung erzeugten Messsignale als Messgrössen für einen geschlossenen Regelkreis zur Konstanthaltung der Pfropfenbildung oder zur Ansteuerung von Stopp-, Alarm- oder Warnvorrichtungen oder gleichzeitig für die Regulierung und die Ansteuerung weiterverarbeitet werden.
Die entsprechende Vorrichtung umfasst eine Texturierdüse mit einem Förderkanal mit einer Einlassöffnung für einen Faden, mit einem Einlass für ein Fördermedium und mit einer Austrittsöffnung für Faden und Fördermedium und eine Stauchkammer, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Austrittsöffnung sensorische Mittel zur Überwachung dieses Bereiches vorhanden sind.
Letztere Erfindung beruht auf einer kontinuierlichen und automatischen Kontrolle der Pfropfenbildung die zu Regulierungs- oder Alarmzwecken ausgenützt wird. Diese erfolgt durch sensorische Überwachung des Bereiches der Austrittsöffnung, beispielsweise durch Messung des statischen Druckes oder einer mit dem statischen Druck korrelierten Grosse im Förderkanal nahe der Austrittsöffnung oder unmittelbar ausserhalb der Austrittsöffnung oder durch optische Überwachung der Stauchkammer nahe der Austrittsöffnung und durch Weiterverarbeitung der durch die sensorische Überwachung erhaltenen Signale zu Regel-, Steuer- und/oder Alarmzwecken.
Der statische Druck im Förderkanal ist die Differenz zwischen dem Gesamtdruck, der im wesentlichen konstant ist, und dem dynamischen Druck, der zum Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit proportional ist. Bei leerem Förderkanal (ohne Faden), durch den das Fördermedium durch keinen Faden gehindert strömen kann, ist der statische Druck am geringsten, da die Strömungsgeschwindigkeit hoch ist. Fördert das Medium einen Faden durch den Förderkanal, ist der stationäre Druck verglichen mit dem stationären Druck im fadenfreien Kanal höher, weil das Medium sich am Faden staut. Entsteht vor der Austrittsöffnung in der Stauchkammer ein Pfropfen, wird das Medium noch stärker gestaut und der statische Druck wird entsprechend höher. Dabei ist der statische Druck umso hö¬ her, je näher an der Austrittsöffnung die Pfropfenbildung beginnt. Die Messung des statischen Druckes im Förderkanal nahe der Austrittsöffnung kann also direkt als Angabe für den Zustand der Pfropfenbildung ausgewertet werden.
Etwa dasselbe gilt für den statischen Druck in der Stauchkammer, unmittelbar ausserhalb der Austrittsöffnung.
In derselben Weise kann die Pfropfenbildung durch optische Sensoren in der Stauchkammer überwacht werden. Für eine gute Kräuselung muss die Pfropfenbildung möglichst nahe an der Austrittsöffnung, höchstens um einen vorgegebenen empirisch ermittelten Abstand davon entfernt, beginnen. Entfernt sich der Pfropfenanfang weiter von der Austrittsöffnung, handelt es sich um einen Ausblaser. Mit einem optischen Sensor, der die Stauchkammer im Bereiche des maximal tolerierbaren Abstandes des Pfropfens von der Austrittsöffnung überwacht, kann ein Ausblaser festgestellt werden.
Da die Pfropfenbildung von der Bremsung in der Stauchkammer und von der Pfropfenweiterförderung abhängig ist, kann sie konstant gehalten werden durch Regulierung dieser Grossen. Das heisst die Überwachung der Pfropfenbildung, insbesondere die Überwachung des Druckes im Bereiche der Austrittsöffnung kann als Messglied in einen Regelkreis mit einem Proportional/Integral-Regler integriert werden, dessen Stellglieder die Bremswirkung der Stauchkammerwandungen und/oder die Weiterförderung, insbesondere die Weiterförderungsgeschwindigkeit des Pfropfens beeinflussen.
CH 2059/92 konzentriert sich dementsprechend auf die Betriebsverhältnisse in der Düse.
Diese Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Betriebsverhältnisse in einer Texturierdüse komplexer sind, als in CH 2059/92 erkannt wird. Sie können durch Betriebsparamter ausserhalb der Düse beeinflusst werden und Betriebsparameter ausserhalb der Düse selbst beeinflussen. Die Pfropfenbildung kann daher durch Abtastung vom Betriebsparameter an einer Stelle festgestellt werden, die einen Abstand vom Pfropfen selbst aufweist.
Es sind aber auch beim Texturieren weitere Stellgrössen zur Beeinflussung der Ergebnisse möglich, als in EP-554642A1 vorgeschlagen wurden. Insbesondere wird nun vorgeschlagen, dass der Druck und/oder die Temperatur des Texturiermediums (der Förderluft), auch "Speiseluft" genannt, als Stellgrösse verwendet werden soll.
Das erfindungsgemässe Verfahren und beispielhafte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung sollen nun anhand der folgenden Figuren detailliert beschrieben werden, wobei vom System nach CH 2059/92 ausgegangen wird. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema der Vorrichtung nach EP-554642A1 ,
Fig 2 den Verlauf des Messsignales einer Druckmessung im Förderkanal beim Anfahren der Vorrichtung nach Fig.1 und während ihrem Betrieb, Fig. 3 den Verlauf des Messsignales einer Druckmessung im Förderkanal mit Regelkreis, Warnband und Alarmband,
Fig. 4 den Verlauf des Messsignales eines optischen Sensors in der Stauchkammer beim Anfahren der Vorrichtung nach Fig. 1 und während ihrem Betrieb,
Fig. 5a und 5b eine Texturierdüse mit Stauchkammer mit einer Messöffnung zur Messung des statischen Druckes im Förderkanal und Mitteln zur optischen Überwachung der Stauchkammer,
Fig. 6 eine Texturierdüse mit Stauchkammer mit Mitteln zur Überwachung des Druckes in der Stauchkammer,
Fig. 7 eine schematische Darstellung (ähnlich Fig. 1) einer ersten Ausführung der nun vorliegenden Erfindung,
Fig. 8 eine weitere schematische Darstellung einer zweiten Ausführung, wobei in dieser Ausführung die Überwachung vom Betriebsparameter der Düse selbst durch eine Überwachung ergänzt oder sogar ersetzt wird, die auf Betriebsparameter ausserhalb der Düse anspricht, und
Fig. 9 und 11 je eine Modifikation der Ausführung nach der Fig. 8.
Fig. 10 eine Modifikation der Ausführung nach Fig. 7.
Fig. 12 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
Fig. 13 und 14 je eine Modifikation der Ausführung nach der Fig. 12
Fig. 1 zeigt ein Schema der Vorrichtung nach EP-554642A1, anhand dessen das Verfahren nach der gleichen Anmeldung erläutert werden soll. Die Vorrichtung weist einen Düsenteil 1 mit einem Förderkanal 10 und einer Austrittsöffnung 11 auf und eine an diese anschliessende Stauchkammer 2, die entlang dem Verlauf eines zu texturierenden Fadens F geschnitten dargestellt sind. Der Faden F wird mit Hilfe eines Fördermediums M, das unter Druck in den Förderkanal eingespeist wird, mit der Fadengeschwindigkeit VF durch den Förderkanal 10 und aus der Austrittsöffnung 11 gefördert. Dabei hat das Fördermedium eine erhöhte Temperatur, um den Faden gleichzeitig zu erhitzen. Das Fördermedium M wird un¬ ter Druck in den Förderkanal 10 eingespeist und entspannt sich ausserhalb der Austrittsöffnung 11. Der Faden F wird vom Fördermedium durch den Förderkanal gefördert und prallt ausserhalb der Austrittsöffnung auf den Pfropfen P, der mit einer Pfropfengeschwindigkeit VP weitergefördert wird, um in weiteren Schritten abgekühlt und dann zu einem texturierten Faden aufgelöst zu werden.
In die Stauchkammer 2 kann mit einem Winkel μ zur Pfropfenbewegungsrichtung ein Staumedium S unter Druck gegen den Faden eingespeist werden. Der Winkel μ ist dabei zwischen 0 und 90° zu wählen, derart, dass die Strömungsrichtung des Staumediums keine Komponente in Richtung der Pfropfengeschwindigkeit aufweist. Das Staumedium S wird vor allem beim Anfahren aber auch je nach Bedarf während des Betriebes der Vorrichtung dazu benützt, durch zusätzliche Bremsung die Pfropfenbildung zu initiieren bzw. zu gewährleisten, indem durch das Staumedium der Faden gebremst und gegen die Wandungen der Stauchkammer bewegt und dadurch zusätzlich durch Reibung an diesen Wandungen gebremst wird.
In der Wandung des Förderkanales ist eine Messöffnung 12 angebracht, an die sich ein Messhohlraum 13 anschliesst. Der Messhohlraum 13 ist bis auf die Messöffnung geschlossen und weist ein Druckmesselement 3, beispielsweise ein Piezoelement auf, mit dem der Druck im Messhohlraum 13 gemessen wird, der dem statischen Druck im Förderkanal (Bereich der Messöffnung) entspricht.
Der Messwert p des Druckmesselementes 3, der dem statischen Druck im Förderkanal entspricht, wird als Messgrösse in einen Proportional/Integral-Pl- Regler gespeist und/oder in eine Vergleichereinheit V. Mit dem Ausgangssignal (r1 ( r2, r3, oder r4) des Reglers Pl kann entweder die aerodynamische Bremswirkung in der Stauchkammer durch Regulierung der Zufuhr des Staumediums S(TJ), oder die mechanische Reibung in der Stauchkammer durch Regulierung W der Stauchkammerwandung oder Stauchkammergeometrie (r2), oder die Pfropfengeschwindigkeit durch Regulierung der Geschwindigkeit eines an die Stauchkammer anschliessenden Pfropfenfördermittels (r3), oder die Stauchwirkung durch Regulierung der Zufuhr des Fördermediums M (r4) derart beeinflusst werden, dass der Staudruck p einem Sollwert ps entspricht. Der Solldruck ps kann durch Versuche ermittelt und in den Regler eingegeben werden oder durch eine Eichmessung bestimmt werden.
Die Stellglieder (in der Figur nicht dargestellt) für den Regelkreis sind beispielsweise Regulierventile für die Zufuhr des Staumediums oder des Fördermediums, ein Antrieb, mit dem ein Bremskörper in die Stauchkammer bewegt oder die Stauchkammer irisähnlich verengt wird oder der Antrieb eines gegebenenfalls vorgesehenen an die Stauchkammer anschliessenden Pfropfenfördermittels. Die Regulierung der Zufuhr des Staumediums eignet sich vor allem in Vorrichtungen mit Stauchkammern mit teilweise sich bewegenden Wan¬ dungen, die Regulierung der Stauchkammerwandung oder deren Geometrie (beispielsweise der Konizität der Stauchkammer) eignet sich vor allem für Vorrichtungen mit nur stationären Stauchkammerwandungen, wobei die Grössenordnungen der notwendigen Veränderungen sehr klein (im Bereiche von Zehntelsmillimetern) sind. Eine Iris-artige Bewegung ist vor allem für aus einzelnen, stationären Lamellen gebildeten Stauchkammern günstig. Die Regulierung der Pfropfenfördergeschwindigkeit ist nur möglich, wenn die Kräuselvorrichtung ein an die Stauchkammer anschliessendes Pfropfenfördermittel, beispielsweise eine Nadelwalze, aufweist.
Nach der Lehre der EP-554642A1 ist die Regulierung der Zufuhr des Fördermediums weniger vorteilhaft, da sie sich auch auf die Fadentemperatur und dadurch auf die Kräuselung auswirken wie aber nachfolgend näher erläutert wird, ist es nun vorgesehen, diese Grossen zu beeinflussen.
Der durch die Druckmessung erzeugte Messwert kann auch in einer Vergleichereinheit V mit mindestens einem Grenzmesswert (Pι...pn) verglichen werden. Werden Grenzwerte überschritten, kann beispielsweise eine Alarmleuchte 4 angesteuert werden oder die Produktion durch Fadenunterbruch (8) gestoppt werden. Die Funktion der Vergleichereinheit soll noch im Zusammenhang mit den Figuren 2, 3 und 4 detailliert beschrieben werden.
Für die Funktion des Reglers Pl kann ein handelsüblicher Proportional/Integral- Regler eingesetzt werden. Für eine kombinierte Regel- und Vergleichs-Funktion kann ein Integralregler beispielsweise mit Alarm- und Stoppband eingesetzt werden. Soll nur verglichen und nicht geregelt werden, kann für die Funktion des Vergleichers V beispielsweise eine Schaltung mit einem Diskriminator mit einstell¬ barem Schwellenwert eingesetzt werden. Die Schwellenwerte werden dabei durch Versuche eingestellt. Selbstverständlich kann die Regel- und/oder Vergleichsfunktion auch softwaremässig realisiert werden.
Figuren 2, 3 und 4 zeigen nun beispielhafte Verläufe eines Messsignals einer Überwachung nach EP-554642A1. Auf der Ordinate ist das Messsignal bzw. die dem Messsignal entsprechende physikalische Grosse aufgetragen, auf der Abszisse die Zeit.
Fig. 2 zeigt den Messsignalverlauf für eine Anordnung mit Druckmessung im Förderkanal und Auswertung des Messignales mit einer Vergleichereinheit. Der statische Druck (in bar Über- bzw. Unterdruck) im Förderkanal, der dem Messwert p (beispielsweise elektrische Spannung) entspricht ist dabei über einer Zeitachse t aufgetragen, wobei die dargestellte Zeit das Anlaufen der Vorrichtung, stationären Betrieb und das Auftreten eines Ausblasers enthält.
Bis zum Zeitpunkt A strömt durch den Förderkanal kein Fördermedium, wobei dieser geschlossen oder für Vorbereitungsarbeiten offen sein kann, das heisst entlang dem Fadenlauf in zwei Kanalteile getrennt ist. Bis zu diesem Zeitpunkt ist der statische Druck in der Düse gleich Atmosphärendruck, der gemessene Druck also gleich Null. Zum Zeitpunkt A wird der Förderkanal geschlossen und das Fördermedium eingeschaltet, so dass es den Kanal durchströmt. Der statische Druck im Kanal sinkt und bleibt während der folgenden Aufheizzeit konstant. Wenn der Kanal Texturiertemperatur erreicht hat (Zeitpunkt B), wird das Fördermedium wieder gestoppt, der Kanal geöffnet und der Faden eingezogen. Zum Zeitpunkt C wird der Kanal geschlossen und sofort die Pfropfenbildung initiiert, beispielsweise durch kurzzeitige Fadenbremsung mit Hilfe des Staumediums S. Durch die Stauung des Fördermediums am Faden im Förderkanal und am Pfropfen in der Stauchkammer steigt der statische Druck im Förderkanal und pendelt sich bei kontinuierlichem und regelmässigem Betrieb in einem Druckbereich entsprechend einem Messwertbereich pp ein. Der Betrieb kann als optimal bezeichnet werden, wenn der Messwertbereich pp möglichst schmal ist und über lange Zeiträume konstant bleibt.
Im Zeitpunkt D tritt nun ein Ausblaser auf, das heisst die Stelle der Pfropfenbildung entfernt sich von der Austrittsöffnung. Dadurch wird die Stauwirkung des Pfropfens kleiner und der gemessene statische Druck fällt, und zwar auf einen Druck entsprechend einem Messwert pa, der im Extremfall dem statischen Druck im Förderkanal ganz ohne Stauwirkung eines Pfropfens entspricht.
Mit einer Messung in der Art nach Fig. 2, wobei der Messwert p verfolgt und die Pfropfenbildung beobachtet wird, kann ein Schwellenmesswert p, bestimmt werden, derart, dass Unregelmässigkeiten in der Pfropfenbildung soweit tolerierbar sind, solange sie keine Messwertschwankungen bedingen, die zu einer Unterschreitung des Schwellenmesswertes p, führen. Der Schwellenmesswert p^ wird höher angesetzt als der Messwert pa für einen Ausblaser. Der Schwellenmesswert p^ wird genügend tief angesetzt, dass er einen genügenden Abstand vom Messwertbereich pp hat, derart, dass bei regelmässigem Betrieb die Messwerte p nicht in seinen Bereich fallen. Der Schwellenmesswert p< wird genügend hoch angesetzt, dass Pfropfenunregelmässigkeiten, die zu Qualitätseinbussen und/oder zu permanenten Ausblasern führen, als solche er¬ kannt werden.
Für eine Vorrichtung entsprechend der eingangs bereits erwähnten Kräuselvorrichtung analog der europäischen Patentschrift Nr. 310890 ergaben sich beispielsweise folgende Druckverhältnisse: Bei einem Speisedruck des Fördermediums von 7 bis 7,5 bar lag der Druckbereich bei regelmässiger Pfropfenbildung (Messwertbereich pp) zwischen 0,8 bis 1,1 bar (Überdruck), der gemessene Druck bei einem Ausblaser (Messwert pa) betrug 0,6 bar, so dass der Schwellendruck (Schwellenmesswert p ) bei ca. 0,7 bar angesetzt werden musste.
Fig. 3 zeigt einen beispielhaften Signalverlauf für eine Anordnung mit Messung des Druckes im Förderkanal, mit Regelkreis, Warnband (P2P3) und Alarmband (P4 5).
Bei optimalem Betrieb sollte der geregelte Messwert innerhalb des Warnbandes liegen. Liegt der Messwert ausserhalb des Warnbandes, aber noch innerhalb des
Alarmbaήdes kann noch ohne Qualitätseinbusse produziert werden aber es wird eine Warnung W erzeugt (Warnleuchte, Protokollausdruck), die auf eine bald notwendige Revision (Reinigung) hinweist. Steigt der gemessene Druck über p4 ist die Austrittsöffnung verstopft, sinkt er unter pg, liegt ein Ausblaser vor. In beiden Fällen muss die Produktion beispielsweise durch Fadenschnitt gestoppt werden.
Fig. 4 zeigt den Verlauf des Messsignales I eines optischen Sensors in der Stauchkammer über den gleichen Zeitverlauf aufgetragen wie Fig. 2. Das Messsignal I ist beispielsweise das Messsignal eines optischen Sensors bestehend aus Lichtquelle und lichtempfindlicher Zelle, die einander gegenüber liegend in der
Stauchkammer angebracht sind. Das von der Lichtquelle emittierte Licht ist gegen die lichtempfindliche Zelle gerichtet, wird aber von Faden und/oder Pfropfen teilweise absorbiert und gestreut. Das Messsignal entspricht der Intensität des von der lichtempfindlichen Zelle empfangenen Lichtes. Diese ist hoch bei fadenloser Stauchkammer (IQ), niedriger bei im wesentlichen gradlinig durchlaufendem Faden
(la) bedingt durch Absorption durch den Faden, was einem Ausblaser entspricht, und sehr niedrig bei einem Pfropfen in der Stauchkammer (Bereich IHn). Der Schwellenmesswert ls wird angesetzt zwischen lg und der oberen Grenze von ln.
Fig. 5a und 5b zeigen als zwei beispielhafte Ausführungsformen der Kräuselvorrichtung nach EP-554642A1 je einen Düsenteil 1 mit Anformungen 41 , die die Funktion der Stauchkammer übernehmen. Die Texturierdüse ist in der Fig. 5b gegenüber der Fig. 5a um 90° gedreht (Blickrichtung wie Pfeil V in Fig. 5a). Der Faden F wird wie beschrieben durch den Förderkanal 10 und durch die Austrittsöffnung 11 gefördert. Unmittelbar ausserhalb der Austrittsöffnung beginnt die Pfropfenbildung. Der gebildete Pfropfen P wird mit Hilfe einer Pfropfenförderwalze 42 zwischen Zähnen 43 weg gefördert.
In der Vorrichtung gemäss Fig. 5a wird der Staudruck im Förderkanal gemessen. Die Vorrichtung zeigt eine Messöffnung 12, die in einen Messhohlraum 13 führt. Der Messhohlraum kann ausserhalb der Wandung des Förderkanales beliebige, der Gesamtanordnung angepasste Formen annehmen. Das Druckmesselement (in der Fig. nicht dargestellt) ist vorteilhafterweise ausserhalb der Förderkanalwandungen angebracht.
In der Vorrichtung gemäss Fig. 5b wird die Pfropfenbildung optisch überwacht. Die Vorrichtung zeigt eine Lichtschrankenanordnung 44, die alternativ zu Messhohlraum und Druckmesselement vorgesehen sein kann. Es handelt sich bei¬ spielsweise um eine Lichtquelle 44.1 und einen Empfänger 44.2, die einander gegenüberliegend auf den offenen Seiten der Stauchkammer derart angebracht sind, dass der Empfänger das Licht der Lichtquelle empfängt.
Fig. 6 zeigt schematisch eine weitere beispielhafte Anordnung zur Überwachung des Druckes im Bereiche der Austrittsöffnung. Es handelt sich um die Messung des dynamischen Druckes in einer Zuleitung für Messluft in die Stauchkammer und zwar unmittelbar ausserhalb der Austrittsöffnung.
Die Figur zeigt wiederum einen Förderkanal 10, in dem ein Faden F gefördert wird und eine Stauchkammer 2, in der sich ein Pfropfen P bildet. Die Stauchkammer 2 ist in der dargestellten beispielhaften Ausführungsform begrenzt durch radial zum Pfropfen angeordnete Lamellen 63. Im Bereiche der Austrittsöffnung 11 entspannt sich das Fördermedium zwischen die Lamellen. Messungen zeigen, dass sich zwischen Pfropfen P und Austrittsöffnung 11 Wirbel (Pfeile 60) bilden, derart, dass nahe an der Austrittsöffnung eine Strömung gegen den Faden, nahe am Pfropfen eine Strömung aus der Stauchkammer entsteht. Die Form dieser Wirbel ist stark von der geometrischen Ausgestaltung von Austrittsöffnung und Stauchkammer abhängig.
Wird nun im Bereiche zwischen Austrittsöffnung und Pfropfenanfang mittels einer fluidischen Düse der Druck an der Staukammerwand in Abhängigkeit der Distanz von der Austrittsöffnung gemessen, so ergibt sich, wie neben dem Vor¬ richtungsschema der Fig. 6 dargestellt, unmittelbar ausserhalb der Austrittsöffnung ein Unterdruck (Sog), der über eine neutrale Zone zu einem Druckmaximum beim Pfropfenanfang ansteigt. Wird nun beispielsweise in dem Abstand von der Austrittsöffnung, in dem bei optimaler Produktion der Pfropfen beginnt, eine derartige fluidische Düse 61 installiert, kann aus dem in der Düse gemessenen Druck eine Aussage gemacht werden über die Position des Pfropfens. Ein derartiges Messsignal kann in analoger Weise zum Messsignal des Sensors für den Staudruck im Förderkanal ausgewertet werden.
Unter fluidischer Düse wird eine Messdüse verstanden, durch die mit konstanter Leistung Messluft strömt und in der der Staudruck gemessen wird. Eine derartige fluidische Düse erweist sich im Bereiche der Stauchkammer als besonders vor¬ teilhaft, da sie dank dem Messluftstrom in hohem Grade selbstreinigend ist.
Vorteilhafterweise ist der Messhohlraum bzw. die Mittel zur Überwachung der Stauchkammer, beispielsweise die Lichtschranke, so nahe wie möglich an der Austrittsöffnung vorgesehen.
Fig. 7 zeigt eine erste Erweiterung nach der nun vorliegenden Erfindung, wobei die Bezugszeichen nach Fig. 1 nochmals verwendet wurden, um die gleichen Teile anzudeuten. Die Ergänzungen nach Fig. 7 umfassen eine Quelle Q von Druckluft, ein steuerbares Ventil VL um den Druck von Luft aus der Quelle Q zu beeinflussen, ein Heizer H für die vom Ventil VL gelieferte Luft und ein Steuergerät HS für den Heizer H. Der Zustand der Luft stromabwärts vom Heizer H wird bezüglich Druck über den schon bezüglich Fig. 1 genannten ersten PI-Regler und bezüglich Temperatur über einen weiteren, zweiten PI-Regler gesteuert und diese Luft wird als Speiseluft, das heisst als Förder- bzw. Texturiermedium an die Vorrichtung 1 geliefert.
Der erste PI-Regler ist mit dem Ventil VL über die Leitung DL, und der zweite PI- Regler mit dem Steuergerät HS über die Leitung HL verbunden. Über die Leitung DL kann der Luftdruck stromabwärts vom Ventil VL als Stellgrösse verwendet werden, um den vorerwähnten Staudruck "P" als Regelgrösse innerhalb vorgegebenen Toleranzen zu halten.
Es können sowohl ein handelsübliches Druckmessgerät DM als auch ein handelsübliches Temperaturmessgerät TM zwischen dem Heizer H und dem Einlass der Speiseluft in die Vorrichtung 1 vorgesehen werden. Das Aus¬ gangssignal vom Gerät DM wird über eine Leitung ML an den ersten PI-Regler wei¬ tergeleitet, so dass dieser Druck innerhalb vorgegebener Grenzen gehalten werden kann, während das Ausgangssignal des Gerätes TM über eine Leitung TL an den zweiten PI-Regler geleitet wird, welcher sein Signal über eine Leitung HL an das Steuergerät HS abgibt.
Dabei wird entweder der Staudruck P oder das Drucksignal der Leitung ML an den ersten PI-Regler eingegeben, was mittels eines handelsüblichen Umschaltventiles UV ausgeführt wird. Hingegen wird der Staudruck P permanent der Vergleichereinheit V zugeführt. Die Ausgangssignale des ersten PI-Regler sind entweder das Signal r1 zur Regulierung des Staumediums S oder das Signal für das steuerbare Ventil VL. Das Staumedium S kann jedoch auch eine unabhängige Regelung aufweisen (siehe Fig. 13).
Fig. 8 zeigt eine Kopie der Fig. 1 ergänzt durch die folgenden neuen Elemente:
- eine rotierbare Kühltrommel T, welche den Pfropfen P übernimmt,
- einen Sensor FSS, welcher die Fadenzugkraft, auch Faden¬ spannung genannt, nach dem Abzug von der Kühltrommel misst. Der Sensor FSS liefert sein Ausgangssignal über eine Leitung FL an den PI-Regler und beeinflusst dadurch die Betriebsparameter, die anhand der Fig. 1 erklärt wurden, um die vom Sensor FSS gemessene Fadenzugkraft in vorgegebenen Grenzen zu halten.
Die Kühltrommel T der Fig. 8 wird nach EP 0 488 939 gebildet. Der Pfropfen P, der aus der Stauchkammer austritt, wird im Punkte C auf die mit konstanter Oberflächengeschwindigkeit V.- rotierende Kühltrommel T, welche als Siebtrommel oder perforierte Walze gebaut ist, aufgebracht. In die Kühltrommel T wird Luft gesaugt, die gleichzeitig den Pfropfen P auf der Trommeloberfläche festhält und kühlt. Der Pfropfen P bewegt sich mit der Oberfläche der Trommel und wird, wenn er den Punkt D1 erreicht hat, durch eine entsprechende Schikane (nicht gezeigt) oder durch Schliessung der Perforation der Kühltrommel T von dieser abgehoben, so dass er durch den Unterdruck in der Trommel nicht mehr gehalten wird, d.h. von der Trommeloberfläche gelöst wird. Das Garn 1.2 wird von der Abzugsspule SP mit der Geschwindigkeit V abgezogen.
Fig. 9 zeigt teilweise das Schema der Fig. 7 mit Ergänzungen entsprechend den vorerwähnten Ergänzungen in der Fig. 8. Diese Ausführung dient dem gleichen Zweck, wie die Ausführung nach Fig. 8, wobei in diesem Fall der Druck bzw. die Temperatur der Förder- bzw. Texturierluft beeinflusst werden, um die Fadenspannung konstant zu halten, indem das Signal des Druckmessgerätes DM über die Leitung ML dem PI-Regler und das Signal des Temperaturgerätes TM über die Leitung TL an das Steuergerät HS abgegeben wird.
Die Überwachung der Pfropfenbildung eröffnet aber weitere Möglichkeiten, die nach Weiterentwicklung des nun vorgeschlagenen Prinzipes erschlossen werden sollen. Die Pfropfenbildung wird durch drei Arten von Betriebsparametern beeinflusst:
1. Parameter, die einen Einfluss auf den Faden ausüben, der an die Vorrichtung 1 geliefert wird,
2. Die Betriebsparameter der Vorrichtung selbst, und 3. Die Betriebsparameter der anschliessenden Einrichtungen zum Beispiel der Kühltrommel.
Wenn es sich als möglich erweist, Fehler der einen Art auszuschliessen bzw. zu erkennen, dann können durch die Überwachung der Pfropfenbildung Fehler anderer Arten erkannt werden. Dazu kann sich es allenfalls als nützlich erweisen, Fehlererkennungssysteme anzuwenden, die in der Patentliteratur erwähnt worden sind zum Beispiel in DE-A-44 14 517.
Wie schon durch die Ausführungen nach Fig. 8 und 9 angedeutet wurde, beeinflusst die Texturiervorrichtung (die Pfropfenbildung) aber auch Betriebsparameter, die nach der Vorrichtung erscheinen zum Beispiel die Fadenzugkraft bzw. Fadenspannung, aber auch den Titer. Durch die Überwachung solcher Parameter ist es möglich, auf den Zustand der Texturiervorrichtung zu schliessen.
Bekannte Qualitätsüberwachungen, die auf der Messung der Fadenzugkraft beruhen, sind in den folgenden Patentschriften zu finden:
DE-A-41 19 780 DE-A-44 13 549 US-C-4 685629 EP-C-207471
Bekannte Qualitätsüberwachunαen. die auf der Messung des Garntiters beruhen, sind in den folgenden Patentschriften zu finden:
US-C-3 731 069 US-C-4 045 659 US-C-3 885 232 US-C-4 030082 CH-C-551 923
Ergänzend sei noch erwähnt, dass das mit Bezug auf Fig. 1 auf Seite 9 oder mit Bezug auf Fig. 8 auf Seite 17 erwähnte Pfropfenfördermittel τ entweder die mit den Figuren 5a und 5b gezeigte und auf Seite 14 erwähnte Pfropfenförderwalze 42, im Zusammenhang mit dem in der europäischen Patentschrift Nr. 310890 gezeigten und beschriebenen Verfahren ist, oder eine hier nicht gezeigte Pfropfenförderwalze, welche an der Oberfläche beispielsweise mit Nadeln beschickt ist, um den Pfropfen aufzunehmen und beispielsweise einer mit den Figuren 8 und 9 gezeigten Kühltrommel T weiterzugeben, wobei die Pfropfengeschwindigkeit VP mittels der genannten Walze 42 oder nicht gezeigten Walze, durch Variieren der Drehzahl mittels des Pl-Reglers beeinflusst wird.
Die Figur 10 zeigt teilweise das Schema der Figur 7, dementsprechend sind die gleichen Elemente in Fig. 10 wie in Fig. 7 mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden in der Regel nicht nochmals beschrieben.
Die Fig. 10 zeigt einen ersten Regelkreis zur Regelung der Erwärmung und einen zweiten Regelkreis zur Regelung des Druckes des Fördermediums M.
Im ersten Regelkreis wird das Ausgangssignal eines ersten, mit einer Sollwerteingabe WT versehenen Pl-Reglers an das Steuergerät HS mittels der Leitung HL zugeführt.
Im weiteren erhält der erste PI-Regler ein Temperatursignal mittels einer Leitung TL, vom Temperaturmessgerät TM.
Der Sollwert WT des ersten Pl-Reglers wird von einem dritten, mit einer eigenen Sollwerteingabe PS versehenen PI-Regler dann geändert, wenn das Drucksignal p vom Druckmessgerät 3 nicht dem Sollwert PS entspricht, d.h., dass der Pfropfen in der Stauchkammer nicht die gewünschte Durchlässigkeit hat, sodass entsprechend die Temperatur des Fadens solange geändert wird, bis der Druck p dem Sollwert PS entspricht.
Der zweite Regelkreis weist einen zweiten, mit einer Sollwerteingabe PS versehenen PI-Regler auf, welcher den Druck im steuerbaren Ventil VL unter Eiηbezug des Signals des Druckmessgerätes DM, welches über die Leitung DL.1 dem zweiten PI-Regler zugeführt wird, regelt. Die Signale des zweiten Pl-Reglers an das steuerbare Ventil VL werden in der Verbindungsleitung DL übermittelt.
Für das Staumedium S ist ein eigener Regelkreis vorgesehen, in dem das Signal eines am Einblasrohr für das Staumedium in die Staukammer vorgesehenes Druckmessgerätes DM.1, an einen mit einer Sollwerteingabe PS versehenen Druckregler DR abgegeben wird und der Druckregler DR den Druck des Staumediums S regelt.
Die Fig. 11 zeigt teilweise das Schema der Fig. 9, weshalb dieselben Elemente die gleichen Bezugszeichen aufweisen und nicht nochmals beschrieben werden.
Im weiteren weist die Fig. 11 einen ersten Regelkreis auf, um den Druck des Fördermediums in Abhängigkeit der im Fadenspannungsmessgerät FSS gemessenen Fadenspannung zu regeln.
Ein zweiter und ein dritter, von der Fadenspannung unabhängiger Regelkreis regelt die Temperatur des Fördermediums, bzw. den Druck des Staumediums S.
Der erste Regelkreis weist einen ersten, mit einer Sollwerteingabe PS versehenen PI-Regler auf, welcher ein Ausgangssignal über eine Leitung DL an das steuerbare Ventil VL abgibt und ein Eingangssignal vom Druckmessgerät DM über eine Leitung DL.1 erhält.
Ein Signal des Fadenspannungsmessgerätes FSS wird über eine Leitung FL in einen dritten, mit einer Sollwerteingabe WF versehenen PI-Regler eingegeben, wobei falls das Fadenspannungssignal eine Differenz zum Sollwert WF aufweist, der dritte PI-Regler den Sollwert PS des ersten Pl-Reglers so lange ändert, bis das Fadenspannungssignal dem Sollwert WF entspricht. Der zweite Regelkreis beinhaltet einen zweiten, mit einer Sollwerteingabe WT versehenen PI-Regler, welcher einerseits ein Temperatursignal des Temperaturmessgerätes TM über eine Leitung TL erhält und ein Regelsignal über eine Leitung HL an das Steuergerät HS abgibt, welches den Heizer H steuert.
Ein vierter Regelkreis regelt die Anstauluft S, indem das Druckmessgerät DM.1 ein Drucksignal an einen mit einer Sollwerteingabe PS versehenen Druckregler DR abgibt und der Druckregler DR das Regelsignal r1 erzeugt, mittels welchem der Druck der Anstauluft S über ein hier nicht dargestelltes Ventil regelt.
Die Figuren 12, 13 und 14 zeigen eine Variante betreffend der Beurteilung des sich auf der Kühltrommel T befindlichen Pfropfens, indem in diesen drei Figuren nicht die Fadenspannung zur Beurteilung des Pfropfens gemessen wird, sondern die Stelle auf der Kühltrommel T, an welcher der Pfropfen wieder zum Faden aufgelöst wird, welcher anschliessend von einer Abzugswalze AW abgezogen und der Spuleinrichtung SP weitergegeben wird.
Dabei wird diese vorgenannte Stelle auf der Kühltrommel mittels eines Lichtsensors LS festgestellt, wobei dieser Lichtsensor ein Lichtsender und Empfänger sein kann oder irgendein geeignetes Mittel zur Überwachung dieser Pfropfenauflösestelle und welches in der Lage ist , ein entsprechendes Signal abzugeben.
Das Signal des Sensors LS wird über eine Leitung SL in einen, mit einer Sollwerteingabe WL versehenen vierten PI-Regler eingegeben, welcher einen Sollwert PS eines ersten Pl-Reglers ändert, wenn das Signal SL nicht dem Sollwert WL entspricht, und zwar bis eine Übereinstimmung zwischen Signal SL und Sollwert WL herrscht.
Der erste PI-Regler seinerseits erhält ein Eingangssignal von einem Druckmessgerät MD1, welches den Staudruck am Einblasrohr der Stauluft misst und das Staudrucksignal an den ersten PI-Regler abgibt. Andererseits gibt der erste PI-Regler das Drucksignal r1 ab, mittels welchem der Druck der Anstauluft S geregelt wird.
Ein zweiter Regelkreis mit einem zweiten, mit einer Sollwerteingabe WT versehenen PI-Regler regelt die Temperatur des Fördermediums M.
Dazu erhält der zweite PI-Regler ein Temperatursignal vom Temperaturmessgerät TM über eine Leitung TL und gibt ein Regelsignal über eine Leitung HL an das Steuergerät HS ab.
Ein dritter Regelkreis regelt den Druck des Fördermediums M, indem ein dritter, mit einer Sollwerteingabe PS versehener PI-Regler ein Drucksignal des Druckmessgerätes DM über eine Leitung DL.1 erhält und ein Regelsignal über eine Leitung DL an das steuerbare Ventil VL abgibt.
Im weiteren sei noch erwähnt, dass der Winkel ß, welcher von der Stelle C, in welcher der Pfropfen auf die Kühltrommel gegeben wird, und der Stelle, an welcher der Pfropfen aufgelöst wird, begrenzt wird, Kühlwinkel ß genannt wird.
Die Figur 13 zeigt teilweise das Schema der Fig. 12 auf, weshalb die gleichen Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind, und in der Regel nicht nochmals beschrieben werden.
Die Fig. 13 zeigt drei Regelkreise und zwar einen ersten Regelkreis mit einem ersten PI-Regler, mittels welchem die Temperatur des Fördermediums in Abhängigkeit von der Stelle auf der Kühltrommel T, in welcher der Pfropfen aufgelöst wird, geregelt wird, und einen zweiten Regelkreis mit einem zweiten PI- Regler, mittels welchem der Druck des Fördermediums M geregelt wird, wie auch einem dritten Regelkreis mit einem Druckregler DR, mittels welchem die Anstauluft geregelt wird. Im Zusammenhang mit dem ersten Regelkreis wird das Signal SL des Lichtsensors LS analog Fig. 12 einem vierten, mit einer Sollwerteingabe WL versehenen PI- Regler eingegeben, wobei der vierte PI-Regler die Sollwerteingabe WT des ersten Pl-Reglers so lange ändert, bis das Signal SL dem Sollwert PL des vierten Pl- Reglers entspricht.
Dabei erhält der erste PI-Regler ein Temperatursignal des Temperaturmessgerätes TM über die Leitung TL und gibt ein Regelsignal über die Leitung HL an das Steuergerät HS ab, um den Heizer H zu steuern, welcher das Fördermedium M erwärmt.
Der zweite Regelkreis entspricht dem dritten Regelkreis der Fig. 12, lediglich mit dem Unterschied, das der PI-Regler als zweiter PI-Regler gekennzeichnet ist, weshalb dieser Regelkreis nicht mehr beschrieben wird.
Der Regelkreis für die Anstauluft entspricht demjenigen der Fig. 10 bzw. 11.
Die Fig. 14 weist teilweise dieselben Elemente auf, wie die Fig. 11, 12 und 13, weshalb die gleichen Elemente mit demselben Bezugszeichen versehen sind und nicht nochmals beschrieben werden.
Die Fig. 14 weist ebenfalls drei Regelkreise auf, wie die Fig. 13, wobei der erste Regelkreis nicht die Temperatur des Fördermediums M sondern den Druck in Abhängigkeit der Stelle regelt, an welcher der Pfropfen auf der Kühltrommel T aufgelöst wird.
Dementsprechend gibt der erste PI-Regler ein Regelsignal über die Leitung DL an das steuerbare Ventil VL ab, und erhält ein Eingangsignal vom Druckmessgerät D über die Leitung DL.1. Der erste PI-Regler weist eine Sollwerteingabe PS auf, welche von einem dritten PI-Regler so lange verändert wird, bis das Signal vom Lichtsensor einer Sollwerteingabe WL des dritten Pl-Reglers entspricht.
Der zweite Regelkreis beinhaltet den zweiten, mit einer Sollwerteingabe PS versehenen PI-Regler, welcher ein Temperatursignal vom Temperaturmessgerät TM über die Leitung TL erhält und ein Regelsignal über die Leitung HL dem Steuergerät HS abgibt.
Die Regelung der Anstauluft, welche den dritten Regelkreis bildet, ist dieselbe wie in Fig. 10, 11 und 13 beschrieben.
Es sei erwähnt, dass die Erfindung nicht auf die dargestellten Figuren eingeschränkt ist, sondern im Rahmen des Erfindungsgedanken, welcher eine vorgegebene Anzahl Stellgrössen und eine vorgegebene Anzahl Messgrössen enthält, die miteinander kombinierbar sind, nämlich die Stellgrösse zur Veränderung des Druckes des Fördermediums, die Stellgrösse zur Veränderung der Temperatur des Fördermediums, um den Faden zu erwärmen und die Stellgrösse zur Veränderung der Anstauluft, um die Stauung in der Stauchkammer mindestens zu starten sowie die Messgrösse, welche den Staudruck im Förderrohr angibt, die Fadenspannung des gekräuselten Fadens als weitere Messgrösse, sowie der Kühlwinkel ß, bzw. die Stelle, an welcher der Pfropfen auf der Kühltrommel aufgelöst wird als dritte Messgrösse, wobei die Stellgrössen und die Messgrössen im Rahmen einer Matrix kombiniert werden, indem bspw. die Stellgrössen in der Abszisse und die Messgrössen in der Ordinate aufgeführt sind und die entsprechenden Kombinationen daraus entnommen werden. D.h., dass im Rahmen dieses Erfindungsgedankens auch andere Stellgrössen und andere Messgrössen gewählt und kombiniert werden können.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum kontinuierlichen Kräuseln eines Fadens, welcher aus einem thermoplastischen Material, mittels Erwärmung und Bilden eines Pfropfens und anschliessender Kühlung und Auflösung des Pfropfens zu einem gekräuselten Faden gebildet wird, wobei der Faden mit Hilfe eines mit vorgegebenem Druck strömenden und auf vorgegebene Temperatur erwärmten Fördermediums (M) zur Pfropfenbildung
- durch einen Förderkanal (10) und durch eine Austrittsöffnung (11) des Förderkanales (10)
- in eine Stauchkammer gefördert und darin durch Bremsung des Fadens, zu einem Pfropfen (P) gestaucht wird und in dieser Form mit einer Pfropfengeschwindigkeit (VP), die kleiner ist als die Fördergeschwindigkeit (VF) weiter
- zur Kühlung und Auflösung des Pfropfens, zu einem gekräuselten jedoch gespannten Faden gefördert wird, dadurch gekennzeichnet,
- dass mindestens für einen der folgenden Verfahrensschritte ein Regelkreis mit einem Sollwert für eine Stellgrösse vorgesehen wird, nämlich zur Erzeugung des vorgenannten vorgegebenen Druckes des Fördermediums als Stellgrösse, zur Erzeugung der vorgenannten vorgegebenen Temperatur des Fördermediums als Stellgrösse und zur Erzeugung der vorgenannten vorgegebenen Bremsung des Fadens zur Bildung des Pfropfens als Stellgrösse,
- und, dass mindestens einer dieser Regelkreise mit einer von der Pfropfenbildung beeinflussten messbaren Grosse kombiniert wird,
- wobei der Wert der messbaren Grosse mit dem Sollwert des Reglers mindestens eines der genannten Regelkreise verglichen und bei einer Differenz der Sollwert des entsprechenden Regelkreises verändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die messbare Grosse der statische Druck im Förderkanal ist und der genannte Sollwert entweder dem Regelkreis zur Regelung der Temperatur des Fördermediums oder den Regelkreis zur Regelung des genannten Druckes des Fördermediums oder den Regelkreis zur Regelung der genannten Bremsung betrifft.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die messbare Grosse die Fadenspannung im gekräuselten Faden ist und der genannte Sollwert entweder den Regelkreis zur Regelung der Temperatur des Fördermediums oder den Regelkreis zur Regelung des genannten Druckes des Fördermediums oder den Regelkreis zur Regelung der genannten Bremsung betrifft.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die messbare Grosse ein Kühlwinkel auf einer Kühltrommel ist und der genannte Sollwert entweder den Regelkreis zur Regelung der Temperatur des Fördermediums oder den Regelkreis zur Regelung des genannten Druckes des Fördermediums oder den Regelkreis zur Regelung der genannten Bremsung betrifft.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsung eine in die Stauchkammer eingeblasene Anstauluft betrifft.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsung eine Verringung des Querschnittes der Stauchkammer betrifft.
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsung die Drehzahl eines den Pfropfen aufnehmenden Nadelrades betrifft.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche
- die eine Texturierdüse mit einem Förderkanal für den Faden und einem Einlass für ein Fördermedium aufweist sowie mit
- einer Stauchkammer anschliessend an den Förderkanal zur Bildung eines Fadenpfropfens,
- ein Kühlmittel anschliessend an die Stauchkammer sowie
- ein Mittel zur Auflösung des Pfropfens zu einem gestreckten, jedoch texturierten Faden, wie auch mit
- Mittel zur Beeinflussung der Pfropfenbildung und
- Mittel zur Überwachung der Pfropfenbildung, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Mittel zur Beeinflussung der Pfropfenbildung mind. einen der folgenden Regelkreise beeinhalten:
- ein Regelkreis zur Erzeugung eines vorgegebenen Druckes im Fördermedium
- ein Regelkreis zur vorgegebenen Erwärmung des Fördermediums und
- ein Regelkreis für die Bremsung des Fadens in der Stauchkammer,
- und dass die Mittel zur Überwachung der Pfropfenbildung einen, mindestens einem der vorgenannten Regelkreise über lagerbaren Regelkreis aufweisen, welcher ein Mittel zur Beurteilung der Pfropfenbildung bzw. der Kräuselung des Fadens und zur Abgabe einer entsprechenden messbaren Grosse beeinhalten.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Beurteilung der Pfropfenbildung bzw. der Kräuselung des Fadens ein Druckmessgerät sind, welches den Staudruck im Förderkanal misst.
10. Vomchtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Beurteilung des Pfropfens bzw. des gekräuselten Fadens ein anschliessend an die Auflösung des Pfropfens vorgesehenes Fadenspannungsmessgerät sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Beurteilung des Fadens bzw. der Kräuselung des Fadens ein Überwachungsgerät sind, welches die Stelle der Auflösung des Pfropfens abtastet.
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