[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen und Einhalten einer vorgegebenen
Garnqualität eines mittels einer Düsen-Falschdrall-Spinnvorrichtung erzeugten Garnes
sowie eine Spinnvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
[0002] Beim Herstellen von Garn spielt die Gleichmäßigkeit der Garnqualität pro Spinnstelle
sowie im Vergleich der einzelnen Spinnstellen untereinander eine wesentliche Rolle.
[0003] Mit dem bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen ist es schwierig die erwünschte Garnqualität
innerhalb relativ eng bemessenen Grenzen zu halten, bzw. werden hierfür relativ aufwendige
Mittel erforderlich. Zudem ist eine rasche Anpassung des Herstellungsverfahrens an
Schwankungen der Garnqualität nicht ohne weiteres möglich, welche durch Variationen
in der Qualität, Länge, Festigkeit oder in anderen Eigenschaften der gesponnenen Fasern
bedingt sind.
[0004] Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung hier Abhilfe zu schaffen.
[0005] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Garnqualität durch Messen
der mechanischen Spannung des laufenden Garnes festgestellt und der Wert dieser Messung
mit einem vorgegebenen Spannungswert verglichen wird, sowie, daß bei Unterschreitung
oder Überschreitung einer vorgegebenen Spannungstoleranz entsprechend spannungserhöhend
oder spannungsvermindernd auf die Spinnvorrichtung eingewirkt wird.
[0006] Vorrichtungsmäßig ist die Lösung der Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnvorrichtung
eine Spinnstelle umfaßt, daß nach der Spinnstelle, in Fadenlaufrichtung gesehen, ein
ein Meßsignal abgebendes Fadenspannungs-Meßelement vorgesehen ist, daß im weiteren
die Spinnvorrichtung Mittel beinhaltet, um die Fadenspannung zu verändern.
[0007] Dabei können Anzeigemittel zur Anzeige der Fadenspannung oder Steuermittel vorgesehen
sein, um die Mittel zur Veränderung der Fadenspannung aufgrund des genannten Meßsignales
zu betätigen.
[0008] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung sind in
den weiteren abhängigen Ansprüchen definiert.
[0009] Die Erfindung wird im folgenden anhand von lediglich Ausführungswege darstellenden
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Düsen-Falschdrall-Spinnvorrichtung,
halbschematisch dargestellt,
Fig. 1a ein Querschnitt (ohne Schnittschraffierung) durch die Vorrichtung von Fig.
1, gemäß der Linie II (Fig. 1).
[0010] Die mit den Fig. 1 und 1a gezeigte Düsen-Falschdrall-Spinnvorrichtung umfaßt ein
Streckwerk 50, eine Falschdrall-Spinndüse 51, ein daran angeschlossenes Garnführungsrohr
52 und ein Abzugswalzenpaar 53.
[0011] Vom Streckwerk 50 sind lediglich das Ausgangswalzenpaar 54 und die Faserführungsriemchen
55 gezeigt.
[0012] Die Falschdrall-Spinndüse umfaßt einen Einführungsteil 56, eine Führungsblende 57
sowie einen drallerzeugenden Teil 58.
[0013] In dem der Führungsblende 57 nachfolgenden Einlauf, in Fadenlaufrichtung K gesehen,
des drallerzeugenden Teiles 58 mündet ein Druckluft-Einlaßkanal 59, durch welchen
Druckluft mittels einer in der Blasrichtung verstellbaren Einblasdüse 60 gefördert
wird. Das Verhältnis von Durchmesser zu Länge des Druckluft-Einlaßkanales muß derart
gewählt werden, daß die von der Einblasdüse 60 eingeblasene Druckluftströmung weder
durch die Wände noch durch die Mündung des Druckluft-Einlaßkanales 59 gestört wird.
[0014] Die Einblasdüse 60 ist in einem kugel- oder halbkugelförmigen (nur das erstere gezeigt)
Düsenkörper 61 vorgesehen, welcher in der Art einer Gelenkkugel in der Falschdrall-Spinndüse
51 drehbar gelagert ist.
[0015] Um den Düsenkörper 61 zu verstellen, weist dieser einen Stellhebel 62 auf, welcher
über ein Dreifachkugelgelenk 63 mit einem horizontal liegenden Stellmotor 64 (Fig.
1a) und mit einem vertikal stehenden Stellmotor 65 (Fig. 1) verbunden ist. Die Begriffe
horizontal liegend und vertikal stehend sind mit Blick auf Fig. 1 zu verstehen. Unter
Dreifachkugelgelenk soll eine Kugel mit einer darüber gestülpten Hohlkugel als Pfanne
und einer zweiten über die Hohlkugel gestülpten Pfanne verstanden werden, wobei beispielsweise
der Stellhebel 62 mit der Kugel und die Stellmotoren 64 resp. 65 je mit einer Pfanne
verbunden sind.
[0016] Jeder Stellmotor 65 resp. 64 ist für sich an seinem dem Dreifachkugelgelenk 63 gegenüberliegenden
Ende mittels eines Einfachkugelgelenkes 66 resp. 78 in einem fest angeordneten Gehäuseteil
67 resp. 79 gelagert.
[0017] Nach dem Garnzuführungsrohr 52 und vor dem Abzugswalzenpaar 53 ist ein Fadenspannungs-Meßgerät
68 vorgesehen, welches Meßsignale 69 in eine Steuerung 70, die nicht Gegenstand der
Erfindung ist, abgibt. Solche Geräte sind an sich bekannt und beispielsweise unter
dem Markennamen Electronic-Tensiometer R-1192 von der Firma Rothschild, Traubenstraße
3, CH-8002 Zürich auf dem Markt erhältlich.
[0018] Im weiteren ist die Einblasdüse 60 mit einem einstellbaren Drukregulierventil 71
verbunden, welches von einer Druckluftquelle 72 mit Druckluft beschickt wird.
[0019] Das Abzugswalzenpaar 53 wird von einem Antriebsmotor 73 angetrieben.
[0020] Die Steuerung 70 verarbeitet die Meßsignale 69 zu einem Ausgangssignal 74 zur Steuerung
des Stellmotores 64, einem Ausgangssignal 75 zur Steuerung des Stellmotores 65, einem
Ausgangssignal 76 zur Steuerung des Druckregulierventiles 71 und einem Ausgangssignal
77 zur Drehzahlsteuerung des Antriebsmotores 73.
[0021] Mit Hilfe der Stellmotoren 64 und 65 wird ein Einblaswinkel α (Fig. 1) und ein Einblaswinkel
β (Fig. 1a) eingestellt.
[0022] Dabei befindet sich der Einblaswinkel α in einer gedachten Ebene W, welche die Symmetrieachse
84 (Fig. 1 und 1a) der Einblasdüse 60 beinhaltet und welche entweder parallel zur
Symmetrieachse 83 (Fig. 1 und 1a) der Führungsblende 57 liegt oder diese beinhaltet.
[0023] In dieser Ebene wird der Winkel α durch die Symmetrieachse 84 und einer Geraden (nicht
gezeigt) gebildet, welche entweder parallel zur Symmetrieachse 83 liegt, wenn die
Ebene W parallel zur Symmetrieachse 83 liegt, oder koaxial mit der Symmetrieachse
83 liegt, wenn die Ebene W die Symmetrieachse 83 beinhaltet. Der Einblaswinkel β wird
durch die Ebene W und durch eine weitere gedachte Ebene T gebildet, welche die Symmetrieachse
83 beinhaltet. Dabei bildet der Winkel β dann einen rechten Winkel (90°-Winkel), wenn
die Ebene W ebenfalls die Symmetrieachse 83 beinhaltet. Der kleinste Winkel β wird
dann gebildet, wenn die Ebene W derart parallel zur Symmetrieachse 83 liegt, daß der
Luftstrahl der einblasdüse 60 im wesentlichen tangential in die drallerzeugende Düse
58 eintritt.
[0024] Durch das Einblasen von Druckluft in den Drallerzeugungsteil 58 mit den kleiner als
90 Grad vorgewählten Einblaswinkeln α und β entsteht, nebst einer spater erwähnten,
kurbelartigen Drehwirkung auf das Garn, eine Sogwirkung für den Einführungsteil 56,
so daß Luft durch diesen Teil von den Ausgangswalzen 54 her eingesaugt wird.
[0025] Diese über die Einblasdüse 60 eingeblasene Luft plus die durch den Einführungsteil
56 eingesaugte Luft durchströmt den Drallerzeugungsteil 58 und verläßt das Garnführungsrohr
52 an seiner Austrittsmündung 80.
[0026] Im Betrieb wird ein Faserband (nicht gezeigt) in das Streckwerk 50 eingespeist und
darin um ein gewünschtes Maß versteckt. Am Ausgang des Streckwerkes 50 geben die Ausgangswalzen
54 ein zu einer gewünschten Breite (nicht gezeigt) gefächertes Faserband in den Einführungsteil
56, welcher dieses Faserband mit Hilfe der eingesaugten Luft gegen die Führungsblende
57 führt. Mit Hilfe dieser Blende entsteht in an sich bekannter Weise ein Garnkern,
welcher beim Eintreten in den Drallerzeugungsteil vom Luftstrom der Einblasdüse 60
erfaßt und kurbelartig gedreht wird. Durch diese kurbelartige Drehung entsteht im
Garnkern eine Drehung, welche sich entgegen der Fadenlaufrichtung R zurück bis zur
Klemmlinie des Abgangswalzenpaares 54 fortsetzt.
[0027] An sich ist dieser Vorgang inklusive das Umwinden des gedrehten Garnkernes mit Randfasern
bekannter Stand der Technik und beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung
No. 0131170 veröffentlicht. Weitere Beispiele sind in einem von Prof. Hans W. Kraus
verfaßten und im "Mellisand Textilberichte 1/1987" veröffentlichten Artikel aufgeführt.
[0028] Eine gleichbleibende Einspeisegeschwindigkeit des Ausgangswalzenpaares 54 vorausgesetzt,
kann die Fadenspannung im Bereich des Fadenspannungs-Meßgerätes 68 entweder durch
Veränderung der Winkel α und β und/oder des Luftdurchsatzes (m³/min.) durch die Einblasdüse
60 und/oder der Drehzahl des Abzugswalzenpaares 53 verändert werden.
[0029] Durch die Veränderung der Winkel α und β sowie der Einblasintensität in der Einblasdüse
60 kann der Kurbeleffekt sowie der Fördereffekt auf das Garn 81 in Fadenlaufrichtung
R verändert werden, während mit der Drehzahl-Veränderung der Abzugswalzen 53 der sogenannte
Spinnverzug verändert wird, wobei unter Spinnverzug das Verhältnis der Geschwindigkeit
des Garnes 81 an den Abzugswalzen 53 zur Geschwindigkeit des Faserbandes 82 am Ausgangswalzenpaar
54 verstanden wird.
[0030] Wird nun beispielsweise im Betrieb vom Fadenspannungs-Meßgerät 68 ein Signal abgegeben,
welches durch die Steuerung 70 als über die Fadenspannungs-Toleranz hinaus zu hoch
beurteilt wird, so kann entweder:
a) die Einblasintensität an der Einblasdüse 60, bei gleichbleibendem Winkel α und
β und gleichbleibendem Spinnverzug, innerhalb einer dafür vorgesehen Toleranz reduziert
werden, oder
b) der Winkel α, bei gleichbleibender Einblasintensität und gleichbleibendem Winkel
β und Spinnverzug, innerhalb einer dafür vorgesehenen Toleranzbreite verkleinert werden,
oder
c) der Winkel β , bei gleichbleibender Einblasintensität und gleichbleibendem Winkel
α und Spinnverzug, innerhalb einer dafür vorgesehenen Toleranz vergrößert werden,
oder
d) die Drehzahl der Abzugswalzen 53, bei gleichbleibender Einblasintensität, gleichbleibenden
Winkeln α und β und gleichbleibender Geschwindigkeit des Faserbandes 82 am Ausgangswalzenpaar
54, innerhalb einer ebenfalls dafür vorgesehenen Toleranz verkleinert werden, oder
e) die Spinngeschwindigkeit bei gleichbleibenden vorgenannten Maßnahmen und gegebener
Garnnummer bis zum Einpendeln in die gegebene Fadenspannungs-Toleranz verkleinert
werden.
[0031] Ist hingegen die Fadenspannung zu klein, so werden die gegenteiligen Maßnahmen durchgeführt.
[0032] Dabei versteht es sich, daß auch eine Kombination vorgenannter Maßnahmen getroffen
werden kann, wenn eine einzelne Maßnahme allein nicht zum Ziele führt.
[0033] Besonders bevorzugt sind die Maßnahmen a), c) und d), da hierdurch eine besonders
kontrollierbare Einstellung der Garnqualität erreicht wird.
[0034] Eine vereinfachte Variante der mit den Fig. 1 und 1a gezeigten Vorrichtung besteht
darin, daß der Düsenkörper 61 lediglich in der Bewegungsrichtung des Winkels α bewegbar
ist. Dadurch entfällt der Stellmotor 64 mit allem, was für seine Funktion benötigt
wird. Außerdem darf der Stellmotor 65 nicht mehr auf dem Kugelgelenkt 66 abgestützt
sein, sondern muß derart schwenkbar gelagert sein (nicht gezeigt), daß die Einblasdüse
nur im Bereich des Winkels α bewegbar ist.
[0035] Die für die Düsen-Falschdrall-Spinnvorrichtung der Fig. 1 und 1a gezeigte Steuerung
70 ist als Einzelsteuerung pro sogenannte Spinnstelle gedacht (eine Mehrzahl von Spinnstellen
ergeben eine Spinnmaschine). Es versteht sich jedoch, daß eine solche Lösung teuer
und infolge der in der Regel langsamen Spannungsveränderungen nicht unbedingt notwendig
ist.
[0036] Es ist deshalb aus dem Rotor-Offenend-Spinnverfahren her bekannt, daß sogenannte
Wandervorrichtung Kontroll-und Operationsfunktionen an jeweiligen Spinneinheiten
durchführen, wodurch eine Optimalisierung in bezug auf Kosten und Häufigkeit der durchzuführenden
Operationen pro Spinnstelle erreicht werden kann.
[0037] Es versteht sich deshalb, dass eine ganze Reihe von Variationen im Zusammenhang
mit Wandervorrichtungen vorgesehen werden kann, beispielsweise, dass sämtliche für
das Verstellen der Elemente vorgesehenen Stellmotoren pro Spinnstelle vorgesehen werden
und dass lediglich die Fadenspannungs-Messung sowie die Steuerung der Wandervorrichtung
zugeordnet wird, was mechanisch die einfachste Lösung darstellt.
[0038] Eine andere Variante besteht darin, dass eine Wandervorrichtung lediglich die Fadenspannung
misst und durch Anzeigemittel (nicht gezeigt) anzeigt und dass die zu verstellenden
Elemente, um die Fadenspannung zu verändern, manuell betätigt werden, bis die Fadenspannung
wieder im gegebenen Toleranzbereich liegt.
[0039] Eine weitere Anwendung der Fadenspannungs-Messung besteht in der einfachen Ueberwachung
der Spinnstelle mittels der Fadenspannungs-Messung, d.h., dass keine der genannten
Massnahmen zur Veränderung der Fadenspannung durchgeführt werden und aufgrund der
gegebenen Fadenspannungstoleranzen entschieden wird, die Spinnstelle stillzulegen,
um entsprechende Mängel zu beheben.
[0040] Es versteht sich deshalb, dass der Erfindungsgedanke, die Fadenspannung zu verwenden,
um die entsprechende Spinnvorrichtung auf einem Garn-Qualitäts-Niveau zu halten, welches
der gewünschten Garnqualität entspricht, nicht auf die gezeigten und beschriebenen
Beispiele eingeschränkt ist.
1. Verfahren zum Ueberwachen und Einhalten einer vorgegebenen Garnqualität eines
mittels einer Düsen-Falschdrall-Spinnvorrichtung erzeugten Garnes (81),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Garnqualität durch Messen der mechanischen Spannung des laufenden Garnes
(81) festgestellt und der Wert dieser Messung mit einem vorgegebenen Spannungswert
verglichen wird,
sowie, dass bei Unterschreitung oder Ueberschreitung einer vorgegebenen Spannungstoleranz
entsprechend spannungserhöhend oder spannungsvermindernd auf die Spinnvorrichtung
eingewirkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Garnspannung laufend überwacht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Garnspannung intermittierend überwacht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass unmittelbar nach Unter- oder Ueberschreitung der vorgegebenen Spannungstoleranz
entsprechend auf die Spinnvorrichtung eingewirkt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach Unter- oder Ueberschreitung der vorgegebenen Spannungstoleranz die Spinnvorrichtung
bis zu einem Zeitpunkt, bei welchem entsprechend auf diese eingewirkt werden kann,
stillgelegt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach erfolglosem Einwirken auf die Spinnvorrichtung diese für Fehlerbehebungen
stillgesetzt wird.
7. Spinnvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den vorangehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Spinnvorrichtung eine Spinnstelle (4,24;51) umfasst,
- dass nach der Spinnstelle, in Fadenlaufrichtung (D;R) gesehen, ein ein Messignal
abgebendes Fadenspannungs-Messelement (39;68) vorgesehen ist,
- dass im weiteren die Spinnvorrichtung Mittel beinhaltet, um die Fadenspannung zu
verändern.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass Anzeigemittel (nicht gezeigt) zur Anzeige der Fadenspannung aufgrund des Messignales
vorhanden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel zur Veränderung der Fadenspannung manuell aufgrund der Anzeige am
Fadenspannungsanzeige-Mittel betätigbar sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
- dass Steuermittel (41;70) vorgesehen sind, um die Mittel zur Veränderung der Fadenspannung
auf Grund des genannten Messignales automatisch zu betätigen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Spinnstelle eine mit Druckluft beschickte Dralldüse (51) ist,
- dass ein Mittel (71) die Fadenspannung verändert, indem das Mittel die Energie der
genannten Druckluft verändert.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
- dass ein weiteres Mittel (64;65) die Fadenspannung verändert, indem das Mittel die
Einblasrichtung der Druckluft verändert.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein weiteres Mittel (73) die Fadenspannung verändert, indem das Mittel die Drehzahl
der Abzugswalzen für das Abziehen des gesponnenen Fadens verändert.
14. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Fadenspannungs-Messelement (39;68) pro Spinnstelle vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Fadenspannungs-Messelement (39;68) von Spinnstelle zu Spinnstelle verschiebbar
vorgesehen ist.