WO2006097008A1 - Luftspinnmaschine mit überwachung des spinnprozesses mit sensoren - Google Patents

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WO2006097008A1
WO2006097008A1 PCT/CH2006/000154 CH2006000154W WO2006097008A1 WO 2006097008 A1 WO2006097008 A1 WO 2006097008A1 CH 2006000154 W CH2006000154 W CH 2006000154W WO 2006097008 A1 WO2006097008 A1 WO 2006097008A1
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WO
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air
spinning
sensor
fiber
machine according
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Application number
PCT/CH2006/000154
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English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Jehle
Philipp Gautschi
Gerd Stahlecker
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter Ag
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Publication date
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Priority to JP2008501131A priority patent/JP2008533318A/ja
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00—Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/14—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions ; Monitoring the entanglement of slivers in drafting arrangements
    • D01H13/20—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions ; Monitoring the entanglement of slivers in drafting arrangements responsive to excessive tension or irregular operation of apparatus
    • 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
    • D01H1/11—Spinning by false-twisting
    • D01H1/115—Spinning by false-twisting using pneumatic means

Definitions

  • the present invention relates to an air-spinning machine having a plurality of spinning stations according to the preamble of patent claim 1.
  • Air-jet spinning machines have a multiplicity of spinning stations. In each spinning station, a yarn is spun from a fed longitudinal fiber structure. The fiber longitudinal structure is first refined, that is, the amount of fiber per unit length is reduced by delay. Then the refined fiber strand is spun by twisting into a yarn. The twist distribution is done with an air vortex.
  • FIG. 1 A parallel oriented fiber structure 27 is sucked in via a fiber guiding element 20 through a negative pressure generated by an air vortex in the vortex chamber 29.
  • the spinning of the yarn 25 is carried out by the air vortex.
  • the free fiber ends 26 of the fiber structure 27 are detected by the incoming air and wrapped around the core of said fiber structure 27.
  • a small part of the fibers, which are predominantly short fibers, are not incorporated, but are sucked off via an air duct 19 (not shown in FIG. 1).
  • both the suction of the fibers by the fiber guiding element 20 and the degree of wrapping are of particular importance.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying an air spinning machine with spinning stations, in which a disturbance of the spinning process is detected in order to detect the further spinning of unusable yarn very early and to terminate a supposedly "orderly" spinning process.
  • the inventive air-jet spinning machine according to the type mentioned in the preamble of claim 1, which is assigned to the spinning stations at least one associated with a monitoring unit sensor, the physical size of the air vortex and / or yarn to be spun detected, and that in the Monitoring unit means are provided to monitor the timing of the detected large and / or analyze and / or represent and / or perform a comparison of the detected sizes with a definable setpoint or setpoint, is an individual spinning stations individual monitoring of the spinning process create, which detects a deterioration of the spinning process due to an impairment of the air vortex or no longer sufficient Umwindeparameter in time to prevent the production of rejects.
  • the sensed parameters may also be used by employing suitable means to control or control the spinning process, for example by changing the delivery speed or the pressure of the air supplied via the air nozzles 23.
  • the Umwindungsparameter to be detected of the yarn to be spun are in particular:
  • Fiber speed Speed of the fiber sun, hereinafter referred to as "fiber speed"
  • the pressure to be detected refers to the air vortex and the suction and includes in particular the following measurements: - Measurement of the air pressure in the vortex chamber;
  • the above-mentioned detected quantities are fed to a monitoring unit and monitored with regard to the temporal behavior or compared with respect to predetermined desired values.
  • a deviation outside of a certain tolerance range around the stated nominal value allows the statement that the spinning process is no longer running properly.
  • monitoring temporal behavior both a slow change and a sudden change can be detected.
  • Particularly advantageous is the recognition of a slow change. This allows the corrective intervention in the spinning process, so that the production of yarn with certain quality requirements can be continued.
  • FIG. 1 Perspective view of a spinning station with fiber guide element and spindle
  • Figure 2 is a sectional view of a vortex chamber with the arrangement of sensors;
  • Figure 3 a representation of a stationary course of the detected physical
  • FIG. 3b shows the representation of a non-stationary course of the detected physical quantity.
  • FIG 4 Schematic representation of the spinning station with upstream and downstream elements of a spinning unit to which a further sensor is attached
  • Figure 1 shows to explain the following facts a perspective view of a known spinning box 10 - hereinafter referred to as spinning station 10 - with a fiber guide element 20 and a spindle 22.
  • a fiber strand 27 is guided by the fiber guide member 20 in the swirl chamber 29 to the spindle mouth 24.
  • FIG. 2 shows from the context of FIG. 1 the specific arrangement of sensors at a spinning station in one embodiment of the spinning machine according to the invention. It should be noted that the type and number of sensors shown can be freely combined.
  • a so-called fiber sun 26 is formed, the individual fibers of which are wound around the core of the yarn 25 to be spun.
  • the number of convolutions of the fibers around the (actually untwisted) fiber core is a measure of the fiber strength and determines among other things the quality of the spun yarn.
  • the number of turns is directly proportional to the so-called "fiber speed", ie the higher the fiber sun speed is, the higher the number of fiber turns around the core of the yarn, especially at a lower fiber speed compared to a nominal value In extreme cases, this leads to so-called "corkscrews". For an optimal spinning process, it is therefore important to keep the fiber speed at a desired set point constant.
  • the presence of the fiber sun is detected with a light barrier 2.
  • a signal can be tapped, which includes a temporal image of the sequence of the individual fibers of the fiber sun.
  • This signal is fed to a monitoring unit (not included in the figures), in which this temporal image is processed by signal technology in order to determine the current fiber-sonic speed and, if necessary, to compare this with a desired value.
  • the desired value is preferably adjustable.
  • Means may be provided, from the result of the comparison, the delivery speed and / or the pressure Adjust the air supplied to the swirl chamber 29 accordingly. Depending on the result of the comparison, it may also be provided to interrupt the spinning process at the relevant spinning station 10 by the monitoring unit and to signal this, so that this spinning station can be inspected by operating personnel and, if necessary, brought back into order.
  • the fiber speed can also be detected by other measuring methods, e.g. by the detection of structure-borne noise or the measurement of the torque M. occurring at the spindle 22.
  • the rotating fibers generate vibrations which manifest themselves as so-called structure-borne noise and which correlate with the actual fiber-sonic speed.
  • sensors 4 e.g. piezoelectric sensors 4
  • these vibrations are recorded and fed to the monitoring unit.
  • these oscillations are analyzed with regard to their frequency or their time course. A gradual or even abrupt change in the vibration has as its cause a corresponding speed change. From the analysis of the aforementioned change can therefore be concluded that a disturbance of the spinning process. In the case of a gradual or slow change, it is thus possible to intervene in good time so that unusable yarn 25 is not produced before a yarn breakage.
  • Change in the fiber sun speed correlates directly with the torque exerted on the spindle 22.
  • a detected in the monitoring unit change of the torque over the time course and / or against a predetermined and preferably adjustable setpoint triggers over the Monitoring unit to intervene in the spinning process either correcting or terminating.
  • the number of fibers or fiber mass in the fiber sun 26 also forms an important factor for the quality of the yarn 25 to be spun. If the number of fibers in the fiber sun 26 increases, the proportion of binder fiber likewise increases and has a higher strength of the yarn to be spun 25 result. However, it should be noted that the consistency of the yarn quality is of particular importance.
  • the number of fibers - not to be confused with the fiber speed of the sun - can now also be detected with the above sensors 2, 4 and 3, namely: with a light barrier 2, with a vibration sensor 4 or a torque transducer 3.
  • a decrease in the fiber mass of the fiber sun 26 has e.g. a lower torque result and can thus also be detected due to the time course and / or due to a comparison with a predetermined setpoint.
  • spinning tension F s Another Umwindungsparameter the spun yarn and thus indicator for the spinning process is the so-called spinning tension F s (see Figure 2).
  • the fiber sun exerts due to the fiber friction occurring at the cone of the spindle 22 not only the torque M, but also causes the withdrawal of the spun yarn 25 from the thread withdrawal channel 30, a resistance - the so-called.
  • Spinning tension Fs - is opposed.
  • the term spinning tension Fs is thus understood to mean the force or withdrawal force to be specified in the units [N] or [cN] which has to be expended in order to remove the spun yarn 25.
  • the amount of the spinning tension Fs depends essentially on the fiber sun speed as well as the number of fibers, ie the fiber mass in the fiber sun 26, from.
  • the spinning tension F s is therefore also an indicator of the quality of the yarn 25 being spun.
  • the constancy of the spinning tension Fs is the measure for a uniformly spun yarn. Therefore, in a further preferred variant, the invention provides that a sensor for the yarn tension measurement is also provided.
  • the signal measured at the sensor for the thread tension measurement is preferably also supplied to the or a monitoring unit and there in terms of its analyzed over time.
  • a change in the spinning tension Fs correlates directly with a change in the spinning process, ie with a change in the fiber sun speed or the fiber mass in the fiber sun 26 (so-called fiber number).
  • a change in the spinning tension F s detected in the monitoring unit with respect to the time course and / or with respect to a predetermined and preferably adjustable set value triggers a reaction via the monitoring unit in order to also intervene in the spinning process either in a corrective or terminating manner.
  • the spinning tension F s is thus also used to monitor the spinning process.
  • a sensor 32 which is preferably designed as a force sensor (see FIG. 2) can be provided for the measurement of the spinning tension F s .
  • FIG. 4 shows a conceivable embodiment of the spin tension measurement according to the invention. The figure shows schematically a spinning unit with a drafting, the spinning unit 10, and a take-off roller pair 31.
  • the sensor 32 is provided on the take-off rollers 31 and at its (not shown) drive.
  • the take-off rollers 31 pull the spun yarn 25 from the yarn withdrawal channel 30 (not shown) of the spinning station 10. For this they must overcome the above-described, caused by the fiber sun, spinning tension Fs.
  • a measurement of the spinning tension F s on the take-off rollers 31 is therefore particularly advantageous (eg, by detecting the torque applied to these rollers, the spinning tension is easily calculable therefrom).
  • the signal measured at the sensor 32 for the thread tension measurement is then fed as described, preferably to a monitoring unit (not shown in the figure) and analyzed there with respect to its time course.
  • the monitoring unit can then trigger a reaction in the event of deviations of the detected signal from a desired value or from a desired time profile.
  • the spinning process can be monitored further by means of air pressure sensors 1a and 1b as follows:
  • a measurement of this (under) pressure and a temporal monitoring of the course of this pressure by means of a monitoring unit allows to detect occurring inhomogeneities of the spinning process.
  • FIG. 3 a shows a curve of a detected physical variable, which indicates a stationary state of the relevant spin process. Only when a certain number of values are within a fixed period of time and outside the tolerance range shown, is it to be concluded that the spinning process is no longer stationary.
  • FIG. 3b shows an example of a spinning process that is no longer stationary, wherein the variability of the detected quantities is measured in the evaluation unit. If this temporal variability is missing, it is to be concluded that the spinning process is no longer stationary and the control unit of the monitoring unit is to control the relevant spinning station in such a way that it is switched off and signaling is given to the operating personnel.
  • the teaching according to the invention can be further developed by a free combination of the sensors explained above since the detection of a detected physical quantity does not fundamentally affect the detection of another quantity to be detected.
  • the detection of the fiber sun with a light barrier affects the detection of structure-borne noise with a piezoelectric sensor 4 in any way.
  • vibration sensor sensor for measuring the vibrations, e.g. resulting from structure-borne noise

Abstract

Bei den Luftspinnmaschine bestimmt der Luftwirbel und die Umwindung durch die Fasern die Qualität des zu spinnenden Garns (25) sehr entscheidend. Um Qualitätseinbussen in einem frühen Stadium erkennen zu können, wird eine Luftspinnmaschine vorgeschlagen, bei der pro Spinnstelle wenigstens ein Sensor (1a, 1b, 2, 3, 4) angeordnet ist, der eine physikalische Grösse des Luftwirbels und/oder Umwindungsparameter erfasst. Die erfassten Grössen werden in einer Überwachungseinheit ausgewertet und erlauben dadurch eine Steuerung des Spinnprozesses.

Description

Luftspinnmaschine mit Überwachung des Spinnprozesses mit Sensoren
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftspinnmaschine mit mehreren Spinnstellen ge- mäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Luftspinnmaschinen weisen eine Vielzahl von Spinnstellen auf. In jeder Spinnstelle wird ein Garn aus einem zugeführten Faserlängsgebilde gesponnen. Dabei wird das Faserlängsgebilde zuerst verfeinert, das heisst, die Fasermenge pro Längeneinheit wird durch Verzug verkleinert. Dann wird der verfeinerte Faserverband durch Drallerteilung zu einem Garn versponnen. Die Drallerteilung erfolgt mit einem Luftwirbel.
Die wesentlichen Elemente einer Spinnstelle gemäss dem Stand der Technik zeigt in einer perspektivischen Ansicht die Figur 1. Durch einen durch einen Luftwirbel in der Wirbelkammer 29 erzeugten Unterdruck wird ein parallel orientierte Faserverband 27 über ein Faserführungselement 20 eingesaugt. Die Verfestigung, d.h. das Spinnen des Garns 25 erfolgt durch den Luftwirbel. Die freien Faserenden 26 des Faserverbandes 27 werden von der einströmenden Luft erfasst und um den Kern des genannten Faserverbandes 27 geschlungen. Ein geringer Teil der Fasern, das sind überwiegend kurze Fasern, werden dabei nicht eingebunden, sondern über einen Luftkanal 19 abgesaugt (in Figur 1 nicht dargestellt). Für die Qualität das gesponnenen Garns 25 sind sowohl das Einsaugen der Fasern durch das Faserführungselement 20 wie auch der Grad der Umschlingung von besonderer Bedeutung. Es kommt dabei vor, dass nicht eingebundene Fasern nicht abgesaugt werden und die Wirbelkammer 29 verstopfen, was zu einer Störung des Luftwirbels führt oder dass der Luftwirbel durch andere Einflüsse ge- stört wird. Dies hat unmittelbar eine nicht mehr optimale Umwindung der Fasern zur Folge. Diese Beeinträchtigung des Spinnprozesses macht sich leider nicht immer bemerkbar - d.h. in Form eines Fadenbruchs - , sondern der Spinnprozess läuft anscheinend in «ordnungsgemässer» Weise weiter und führt dabei zu einem Garn mit schlechter Garnqualität, d.h. insbesondere zu einem Garn mit reduzierter Festigkeit. Aufgrund hoher Spinngeschwindigkeiten von bis zu 600m/min werden also - zunächst - unbemerkt grosse Mengen an unbrauchbarem Garn hergestellt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Luftspinnmaschine mit Spinnstellen anzugeben, bei denen eine Störung des Spinnprozesses detektiert wird um damit ein Weiterspinnen von unbrauchbarem Garn sehr frühzeitig zu erkennen und um einen vermeintlich «ordnungsgemässen» Spinnprozess zu terminieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Anspruch 1 angegebene Luft- Spinnmaschine gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Durch die erfindungsgemässe Luftspinnmaschine gemäss der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art, die derart ausgebildet ist, dass den Spinnstellen wenigstens je ein mit einer Überwachungseinheit verbundener Sensor zugeordnet ist, der physikalische Grossen des Luftwirbels und/oder zu spinnenden Garns detektiert, und dass in der Überwachungseinheit Mittel vorgesehen sind, den zeitlichen Verlauf der detektierten Grossen zu überwachen und/ oder zu analysieren und/oder darzustellen und/oder einen Vergleich der detektierten Grossen mit einem festlegbaren Sollwert oder festlegbaren Sollwert durchzuführen, ist eine für einzelne Spinnstellen individuelle Überwachung des Spinnprozesses ge- schaffen, die eine Beeinträchtigung des Spinnprozess durch eine Beeinträchtigung des Luftwirbels oder nicht mehr genügender Umwindeparameter rechtzeitig detektiert, um die Produktion von Ausschuss zu verhindern. Die erfassten Parameter können auch durch Anwendung geeigneter Mittel zur Steuerung oder Regelung des Spinnprozesses benutzt werden, beispielsweise durch eine Veränderung der Liefergeschwindigkeit oder des Druckes der über die Luftdüsen 23 zugeführten Luft.
Unter dem Begriff «physikalische Grosse» werden in diesem Text subsummiert:
- Umwindungsparameter des zu spinnenden Garns,
- (Unter-)Druck an ausgezeichneten Ort einer Spinnstelle.
Die zu erfassenden Umwindungsparameter des zu spinnenden Garns sind insbesondere:
Drehzahl der Fasersonne, im folgenden «Fasersonnendrehzahl» genannt;
Faseranzahl der Fasersonne. Spinnspannung des gesponnenen Garnes
Der zu erfassende Druck bezieht sich auf den Luftwirbel und die Absaugung und beinhaltet insbesondere folgende Messungen: - Messung des Luftdruckes in der Wirbelkammer;
Messung des Luftdruckes an verschiedenen Stellen der Absaugung;
Messung des Luftdrucks an der Einsaugöffnung des Faserführungselementes.
Die vorgenannten erfassten Grossen werden einer Überwachungseinheit zugeführt und hinsichtlich des zeitlichen Verhaltens überwacht oder hinsichtlich vorgegebener Sollwerte verglichen. Eine Abweichung ausserhalb eines bestimmten Toleranzbereiches um den genannten Sollwert lässt die Aussage zu, dass der Spinnprozess nicht mehr ord- nungsgemäss läuft. Bei der Überwachung des zeitlichen Verhaltens lassen sich sowohl eine langsame Veränderung wie auch ein plötzliche Veränderung feststellen. Beson- ders vorteilhaft ist das Erkennen einer langsamen Veränderung. Dies erlaubt nämlich das korrigierende Eingreifen in den Spinnprozess, so dass dadurch die Produktion von Garn mit bestimmten Qualitätsanforderungen weitergeführt werden kann.
Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 Perspektivische Darstellung einer Spinnstelle mit Faserführungselement und Spindel;
Figur 2 Schnittdarstellung einer Wirbelkammer mit der Anordnung von Sensoren; Figur 3a Darstellung des eines stationären Verlaufs der erfassten physikalischen
Grosse; Figur 3b Darstellung des eines nichtstationären Verlaufs der erfassten physikalischen Grosse.
Figur 4 Schematische Darstellung der Spinnstelle mit vor- und nachgelagerten Elementen einer Spinneinheit an der ein weiterer Sensor angebracht ist Figur 1 zeigt zur Erläuterung des nachfolgenden Sachverhaltes eine perspektivische Darstellung einer an sich bekannten Spinnbox 10 - im folgenden Spinnstelle 10 genannt - mit einem Faserführungselement 20 und einer Spindel 22. Ein Faserverband 27 wird durch das Faserführungselement 20 in die Wirbelkammer 29 zur Spindelmündung 24 geführt. Mit durch Luftdüsen 23 zugeführter Druckluft wird ein Wirbel erzeugt, der den Faserband 27 zu einem Garn 25 verspinnt, das durch den Fadenabzugskanal der Spindel 22 zu einer Spulvorrichtung (nicht dargestellt) gezogen wird. Nicht exakt dargestellt sind in Figur 1 die Luftkanäle 19, die dem Abzug von Luft wie auch von freien Fasern dienen.
Figur 2 zeigt aus dem Kontext der Figur 1 die gezielte Anordnung von Sensoren an einer Spinnstelle in einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Spinnmaschine. Dabei ist zu beachten, dass die Art und Anzahl dargestellten Sensoren frei kombinierbar ist.
Bekanntlich bildet sich beim Luftspinnprozess um die Spindelmündung 24 eine sogenannte Fasersonne 26, deren einzelne Fasern um den Kern des zu spinnenden Garns 25 gewunden werden. Die Anzahl Umwindungen der Fasern um den (eigentlich ungedrehten) Faserkern ist ein Mass für die Faserfestigkeit und bestimmt unter anderem die Qualität des gesponnenen Garns. Die Anzahl Umwindungen ist direkt proportional zur sog. „Fasersonnendrehzahl". D.h. je höher der Betrag der Fasersonnendrehzahl ist, desto höher ist auch die Zahl der Faserumwindungen um den Kern des Fadens. Insbesondere bei einer gegenüber einem Sollwert niedrigeren Fasersonnendrehzahl ergibt sich ein Festigkeitsverlust, im Extremfall führt dies zu sogenannten „Korkenziehern". Für einen optimalen Spinnprozess ist es daher wichtig, die Fasersonnendrehzahl auf einem gewünschten Sollwert konstant zu halten. Gemäss einer ersten möglichen Ausführungsform der Erfindung wird mit einer Lichtschranke 2 das Vorhandensein der Fasersonne detektiert. An der Lichtschranke 2 ist somit ein Signal abgreifbar, das ein zeitliches Abbild der Abfolge der einzelnen Fasern der Fasersonne beinhaltet. Dieses Signal wird einer Überwachungseinheit (nicht in den Figuren enthalten) zugeführt, in der dieses zeitliche Abbild signaltechnisch aufbereitet wird um daraus die aktuelle Fasersonnendrehzahl zu ermitteln und um diese gegebenenfalls mit einem Sollwert zu vergleichen. Der Sollwert ist dabei vorzugsweise einstellbar. Es können Mittel vorgesehen sein, aus dem Ergebnis des Vergleichs die Liefergeschwindigkeit und/oder der Druck der in die Wirbelkammer 29 zugeführten Luft entsprechend einzustellen. Je nach dem Ergebnis des Vergleichs kann auch vorgesehen sein, den Spinnprozess an der betreffenden Spinnstelle 10 durch die Überwachungseinheit zu unterbrechen und dies zu signalisieren, damit diese Spinnstelle durch Bedienpersonal inspiziert und ggf. wieder in Ordnung gebracht werden kann.
Alternativ oder kumulativ kann die Fasersonnendrehzahl auch durch andere Messverfahren erfasst werden, z.B. durch die Detektion von Körperschall oder die Messung des an der Spindel 22 auftretenden Drehmomentes M.
A) Die rotierenden Fasern erzeugen Schwingungen, die sich als sogenannter Körperschall manifestieren und welche mit der eigentlichen Fasersonnendrehzahl korrelieren. Mittels einem oder mehreren Sensoren 4, z.B. piezoelektrische Sensoren 4, werden diese Schwingungen aufgenommen und der Überwachungseinheit zu- geführt. In der Überwachungseinheit werden diese Schwingungen hinsichtlich ihrer Frequenz beziehungsweise ihres zeitlichen Verlaufs analysiert. Eine allmähliche oder gar abrupte Veränderung der Schwingung hat als Ursache eine entsprechende Drehzahländerung. Aus der Analyse der vorgenannten Veränderung kann daher auf eine Störung des Spinnprozesses geschlossen werden. Bei einer all- mählichen bzw. langsamen Veränderung kann damit rechtzeitig eingegriffen werden, so dass vor einem Fadenbruch nicht noch unbrauchbares Garn 25 produziert wird.
B) Die Fasersonne übt aufgrund der auftretenden Reibung am Konus des Spindel 22 ein Drehmoment M aus, welches Rückschlüsse auf die eigentliche Fasersonnendrehzahl bzw. auf den Spinnprozess erlaubt. Mit einem Drehmoment-Sensor 3 (in der Figur 2 nur prinzipiell dargestellt) kann pro Spinnstelle das an der betreffenden Spindel 22 auftretende Drehmoment M gemessen werden. Das am Drehmomentsensor 3 entstammende Signal wird ebenfalls der Überwachungs- einheit zugeführt und dort hinsichtlich seines zeitlichen Verlaufs analysiert. Eine
Änderung der Fasersonnendrehzahl korreliert direkt mit dem auf die Spindel 22 ausgeübten Drehmoment. Eine in der Überwachungseinheit detektierte Veränderung des Drehmomentes gegenüber dem zeitlichen Verlauf und/oder gegenüber einem vorgegebenen und vorzugsweise einstellbaren Sollwert löst über die Überwachungseinheit eine Reaktion aus, um in den Spinnprozess entweder korrigierend oder terminierend einzugreifen.
Neben der Fasersonnendrehzahl wie vorstehend erläutert bildet auch die Faseranzahl bzw. die Fasermasse in der Fasersonne 26 eine wichtige Grosse für die Qualität des zu spinnenden Garns 25. Nimmt die Faseranzahl in der Fasersonne 26 zu, so nimmt der Umwindefaser-Anteil ebenfalls zu und dies hat eine höhere Festigkeit des zu spinnenden Garns 25 zur Folge. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Konstanz der Garnqualität von besonderer Bedeutung ist. Die Faseranzahl - nicht zu verwechseln mit der Fa- sersonnendrehzahl - kann nun ebenfalls mit den vorstehenden Sensoren 2, 4 und 3 detektiert werden, nämlich: mit einer Lichtschranke 2, mit einem Schwingungsaufnehmer 4 oder einem Drehmomentaufnehmer 3.
Eine Abnahme der Fasermasse der Fasersonne 26 hat z.B. ein geringeres Drehmoment zur Folge und kann aufgrund des zeitlichen Verlaufes und/oder aufgrund eines Vergleiches mit einem vorgegebenen Sollwert somit ebenfalls detektiert werden.
Ein weiterer Umwindungsparameter des gesponnenen Garns und damit Indikator für den Spinnprozess ist die sogenannte Spinnspannung Fs (siehe Figur 2). Die Fasersonne übt aufgrund der auftretenden Faserreibung am Konus des Spindel 22 nicht nur das Drehmoment M aus, sondern verursacht auch dass dem Abziehen des gesponnenen Garnes 25 aus dem Fadenabzugskanal 30 ein Widerstand - die sog. Spinnspannung Fs - entgegengesetzt wird. Unter dem Begriff Spinnspannung Fs wird somit die in den Einheiten [N] oder [cN] anzugebende Kraft bzw. Abzugskraft verstanden, die aufgewendet werden muss um das gesponnene Garn 25 abzuziehen. Der Betrag der Spinnspannung Fs hängt im wesentlichen von der Fasersonnendrehzahl wie auch von der Faseranzahl, d.h. die Fasermasse in der Fasersonne 26, ab. Die Spinnspannung Fs ist somit ebenfalls ein Indikator für die Qualität des gerade gesponnenen Garnes 25. Auch hier gilt es zu beachten, dass die Konstanz der Spinnspannung Fs als Mass für ein gleich- massig gesponnenes Garn gilt. Die Erfindung sieht daher in einer weiteren bevorzugten Variante vor, dass auch ein Sensor für die Fadenspannungsmessung vorgesehen ist. Das am Sensor für die Fadenspannungsmessung gemessene Signal wird vorzugsweise ebenfalls der oder einer Überwachungseinheit zugeführt und dort hinsichtlich seines zeitlichen Verlaufs analysiert. Eine Änderung der Spinnspannung Fs korreliert direkt mit einer Änderung des Spinnprozess, d.h. mit einer Änderung der Fasersonnendrehzahl oder der Fasermasse in der Fasersonne 26 (sog. Faseranzahl). Eine in der Überwachungseinheit detektierte Veränderung der Spinnspannung Fs gegenüber dem zeitli- chen Verlauf und/oder gegenüber einem vorgegebenen und vorzugsweise einstellbaren Sollwert, löst über die Überwachungseinheit eine Reaktion aus, um in den Spinnprozess ebenfalls entweder korrigierend oder terminierend einzugreifen. Erfindungsgemäss wird damit auch die Spinnspannung Fs verwendet um den Spinnprozess zu überwachen. Für die Messung der Spinnspannung Fs kann erfindungsgemäss ein Sensor 32 vorgesehen sein der vorzugsweise als Kraftsensor ausgestaltet ist (siehe Figur 2). Die Figur 4 zeigt eine denkbare Ausführungsform der erfindungsgemässen Spinnspan- nungsmessung. Die Figur zeigt schematisch eine Spinneinheit mit einem Streckwerk, der Spinneinheit 10, und einem Abzugswalzenpaar 31. Hierbei wird der Sensor 32 an den Abzugswalzen 31 bzw. an dessen (nicht dargestellten) Antrieb vorgesehen. Die Abzugswalzen 31 ziehen das gesponnene Garn 25 aus dem (nicht dargestellten) Fadenabzugskanal 30 der Spinnstelle 10 ab. Hierzu müssen sie die oben beschriebene, durch die Fasersonne verursachte, Spinnspannung Fs überwinden. Eine Messung der Spinnspannung Fs an den Abzugswalzen 31 ist daher besonders vorteilhaft (z.B. über eine Erfassung des an diesen Walzen anliegenden Drehmomentes, die Spinnspannung ist daraus leicht berechenbar). Das am Sensor 32 für die Fadenspannungsmessung gemessene Signal wird dann wie beschrieben, vorzugsweise einer (in der Figur nicht dargestellten) Überwachungseinheit zugeführt und dort hinsichtlich seines zeitlichen Verlaufs analysiert. Die Überwachungseinheit kann dann bei Abweichungen des detek- tierten Signals von einem Sollwert oder von einem gewünschten zeitlichen Verlaufs eine Reaktion auslösen.
Der Spinnprozess kann im Weiteren mittels Luftdrucksensoren 1a und 1b wie folgt überwacht werden:
A) In der Absaugkammer 11 werden die sogenannt freien Fasern über einen Absaugkanal 8 abgesaugt. Dazu ist in der Absaugkammer 7 ein Unterdruck erforderlich. Dieser Unterdruck wird mit einem Drucksensor 1a gemäss der Anordnung in Figur 2 gemessen. Die Platzierung ist jedoch rein beispielhaft. B) Die Fasern, d.h. der Faserverband 27 wird durch das Faserführungselement 20 in die Wirbelkammer 29 eingesaugt. Der Sog wird dabei durch den Luftwirbel in der Wirbelkammer 29 erzeugt. Im Innenraum 6 des Faserführungselementes liegt somit ein Unterdruck an. Eine Messung dieses (Unter-)Druckes und eine zeitliche Überwachung des Verlaufes dieses Druckes mittels einer Überwachungseinheit erlaubt, auftretende Inhomogenitäten des Spinnprozesses zu detektieren.
C) Ist eine Spinndüse bzw. Wirbelkammer 29 verstopft, so ändert sich der Unterdruck und der Volumenstrom derWirbelkammerabsaugung. Durch eine Überwachung des Unterdruckes kann somit auch auf eine Überwachung des Volumenstromes geschlossen werden.
In der Figur 3a ist ein Verlauf einer detektierten physikalischen Grösse dargestellt, der auf einen stationären Zustand des betreffenden Spinprozesses schliessen lässt. Erst wenn eine bestimmte Anzahl von Werten innerhalb eines fest zulegenden Zeitabschnittes und ausserhalb des dargestellten Toleranzbereiches liegen, ist auf einen nicht mehr stationären Spinnprozess zu schliessen.
In der Figur 3b ist ein Beispiel eines nicht mehr stationären Spinnprozesses zu schliessen, wobei in der Auswerteeinheit die Variabilität der erfassten Grössen gemessen wird. Fehlt diese zeitliche Variabilität, so ist auf einen nicht mehr stationären Spinnprozess zu schliessen und von der Überwachungseinheit ist die Steuerung der betreffenden Spinnstelle so anzusteuern, dass diese abgeschaltet wird und zuhanden des Bedienpersonals eine Signalisierung erfolgt.
Die erfindungsgemässe Lehre kann durch eine freie Kombination der vorstehend erläu- teilen Sensoren weiter ausgestaltet werden, da die Erfassung einer detektierten physikalischen Grosse die Erfassung einer anderen zu detektierenden Grosse grundsätzlich nicht beeinflusst. Die Erfassung der Fasersonne mit einer Lichtschranke beeinflusst die Erfassung des Körperschalls mit einem piezoelektrischen Sensor 4 in keiner Art und Weise.
Dem gegenüber sind die physikalischen Grossen und ihre detektierten Werte sehr wohl vom Zustand der betreffenden Spinnstelle abhängig. Eine Erfassung von mehreren solchen physikalischen Grosse erlaubt daher auch, einen einzelnen erfassten Wert hinsichtlich seiner Plausibilität gegenüber den anderen erfassten Werten zu prüfen. Liste der verwendeten Bezugszeichen
1 a Sensor zur Erfassung des Luftdruckes in der Absaugkammer 7
1 b Sensor zur Erfassung des Luftdruckes im Innern 6 des Faserführungselementes 20
2 Lichtschranke zur Detektion der Fasersonne 26 3 Drehmomentaufnehmer, Sensor zur Messung des Drehmomentes;
4 Schwingungsaufnehmer, Sensor zur Messung der Schwingungen, z.B. resultierend aus Körperschall
6 Innenraum des Faserführungselementes 20
7 Absaugkammer 8 Absaugung, Absaugkanal
9 Auslaufwalzen
10 Spinnstelle
11 Absaugkammer 19 Luftkanal 20 Faserführungselement, FFE
21 Eingang des Faserführungselement in Spinnrichtung gesehen
22 Spindel, Hohlspindel
23 Luftdüse, Druckluftbohrung
24 Spindelmündung; Spindeleingang; Eintrittsöffnung des Fadenabzugskanals 25 Garn
26 Fasersonne, Teil des Faserverbandes 27
27 Faserverband
28 Wirbelkammergehäuse
29 Wirbelkammer im Innern des Drallkörpers 30 Fadenabzugskanal
31 Abzugswalzenpaar
32 Sensor für die Messung der Spinnspannung Fs
M Von der Fasersonne 26 auf die Spindel 22 ausgeübtes Drehmoment
P Luftdruck, detektierter Luftdruck

Claims

Patentansprüche
1. Luftspinnmaschine umfassend mehrere Spinnstellen (10), wobei jede Spinnstelle (10) gebildet wird durch: - eine Wirbelkammer (29), in die mehrere Luftdüsen (23) zur Erzeugung eines Luftwirbels münden, ein Faserführungselement (20), eine Hohlspindel (22) mit einer Spindelmündung (24), wobei ein Faserverband (27) durch das Faserführungselement (20) in die Wirbel- kammer (29) geführt wird, in der durch den Luftwirbel der Faserverband (27) durch
Umwindung von Fasern (26) zu einem Garn (25) gesponnen und durch die Spindelmündung der Hohispindel (22) wegführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass den Spinnstellen (10) wenigstens je ein mit einer Überwachungseinheit verbunde- ner Sensor (1a, 1b, 2, 3, 4, 32) zugeordnet ist, der physikalische Grossen des
Luftwirbels und/oder zu spinnenden Garns (25) detektiert, und dass in der Überwachungseinheit Mittel vorgesehen sind, den zeitlichen Verlauf der detektierten Grossen (M, p) zu überwachen und/oder zu analysieren und/oder darzustellen und/oder einen Vergleich der detektierten Grossen (M, p) mit einem festlegbaren Sollwert oder festlegbaren Sollwerten durchzuführen.
2. Luftspinnmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor (1b) ein Drucksensor vorgesehen ist, der den Druck im Innenraum (6) des Faserführungselementes detektiert.
3. Luftspinnmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor (1a) ein Drucksensor vorgesehen ist, der den Druck in einer Absaug- kammer (7) detektiert, wobei die Absaugkammer (7) mit der Wirbelkammer (29) verbunden ist.
4. Luftspinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor eine Lichtschranke (2) vorgesehen ist, die die an der Spindelmündung (24)auftretende Fasersonne (26) detektiert.
5. Luftspinnmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Überwachungseinheit aus den von der Lichtschranke (2) detektierten Signalen die Fasersonnendrehzahl detektierbar ist.
6. Luftspinnmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Überwachungseinheit aus den von der Lichtschranke (2) detektierten Signalen die Faserdrehzahl detektierbar ist.
7. Luftspinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor ein Drehmomentaufnehmer (3) vorgesehen ist, der das von der rotierenden Fasersonne (26) auf die Spindel (22) ausgeübte Drehmoment detektiert.
8. Luftspinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor ein piezoelektrischer Sensor (4) vorgesehen ist, der auf der Spindel (22) vorhandene Schwingungen detektiert.
9. Luftspinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit mit einer spinnstellenindividuellen Steuerung verbunden ist, die den Spinnprozess abhängig vom zeitlichen Verlauf der detektierten Grös- sen (M, p) und/oder abhängig vom Vergleich der detektierten Grossen (M, p) mit einem festlegbaren Sollwert oder festgelegten Sollwerten steuert.
10. Luftspinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor (32) ein Kraftsensor vorgesehen ist, der die Spinnspannung Fs am gesponnenen Garn (25) misst, dass vorzugsweise die Spinnspannung Fs am Ausgang der Spinnstellen (10) erfasst wird, und dass besonders bevorzugt der Sensor (32) als Drehmomentaufnehmer an den Abzugswalzen (31) vorgesehen ist.
11. Luftspinnmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Steuerung oder Regelung des Spinnprozesses aufgrund des Vergleichs vorhanden sind, mit welchen die Liefergeschwindigkeit und/oder der Druck der in die Wirbelkammer (29) zugeführten Luft einstellbar sind.
12. Luftspinnmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit derart gestaltet ist dass je nach dem Ergebnis des Vergleichs der Spinnprozess an der betreffenden Spinnstelle (10) unterbrechbar ist, und vorzugsweise, dass dies signalisierbar ist, damit diese Spinnstelle durch Bedienpersonal inspiziert und ggf. wieder in Ord- nung gebracht werden kann.
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