Verfahren zur Ermittlung des längenbezogenen Bandgewichts eines Faserbandes sowie Spinnereivorbereitungsmaschine

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des längenbezogenen Bandgewichts eines Faserbandes (FB) an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere einer Strecke (1), wobei das Faserband (FB) nach Verlassen der Spinnereivorbereitungsmaschine abgelegt wird. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Gewicht und die Länge des abgelegten Faserbandes (FB) bestimmt und daraus das längenbezogene Bandgewicht des Faserbandes (FB) ermittelt wird. Zudem wird eine Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere Strecke (1), mit wenigstens einem Ausgang (26) für ein Faserband (FB) und einer Steuereinrichtung (19) zum Steuern der Spinnereivorbereitungsmaschine vorgeschlagen, wobei der Spinnereivorbereitungsmaschine wenigstens eine erste Wägeeinrichtung (27), insbesondere im Bereich des Ausgangs (26) der Spinnereivorbereitungsmaschine, zum Wiegen einer Aufnahmevorrichtung für das die Spinnereivorbereitungsmaschine verlassende Faserband (FB) zugeordnet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des längenbezogenen Bandgewichts eines Faserbandes an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere einer Strecke, wobei das Faserband nach Verlassen der Spinnereivorbereitungsmaschine abgelegt wird, sowie eine entsprechende Spinnereivorbereitungsmaschine mit wenigstens einem Ausgang für ein Faserband und einer Steuereinrichtung zum Steuern der Spinnereivorbereitungsmaschine.

[0002] Spinnereivorbereitungsmaschinen, insbesondere Strecken, werden unter anderem eingesetzt, um aus einem vorgelegten Textilmaterial ein möglichst gleichmäßiges Faserband zu erzeugen. Zu diesem Zweck weisen diese in der Regel ein, meist regulierendes, Streckwerk auf, das dem Verzug des vorgelegten Textilmaterials dient. Das Streckwerk selbst besitzt hierzu eine Reihe von Verzugsorganen, beispielsweise in Form von mehreren hintereinander angeordneten Walzenpaaren, zwischen denen das Textilmaterial entlang der jeweiligen so genannten Klemmlinien in Bandquerrichtung geklemmt wird. Da die Walzenpaare unterschiedliche, in Bandlaufrichtung zunehmende Umfangsgeschwindigkeiten aufweisen, wird das aus einem oder mehreren Faserbändern bestehende Textilmaterial verstreckt und dabei gleichzeitig vergleichmäßigt.

[0003] Zur Kontrolle und Einstellung dieser Verstreckung bzw. Regulierung ist es notwendig, das längenbezogene Bandgewicht des die Spinnereivorbereitungsmaschine verlassenden Faserbandes möglichst genau zu ermitteln, da diese Messgröße grundlegende Aussagen über die Verstreckungs- bzw. Regulierintensität erlaubt. Hierfür haben sich beispielsweise Sensoren am Einund Ausgang der Spinnereivorbereitungsmaschine bewährt, die jedoch ausschließlich auf relativen Messprinzipien arbeiten und somit nur indirekt einen Rückschluss auf das längenbezogene Bandgewicht zulassen. Zur Kalibrierung der ermittelten Sensorsignale muss daher eine Grundanpassung durchgeführt werden. Zudem müssen die Signale ständig überwacht und die Sensoren gegebenenfalls neu kalibriert werden. Die Ermittlung des tatsächlichen längenbezogenen Bandgewichts erfolgt daher meist durch gravimetrische Methoden an zuvor entnommenen Bandproben in einem Labor. Hierbei wird die erforderliche Messgenauigkeit neben der Verwendung hochgenauer Waagen und entsprechender Messvorrichtungen zur Bestimmung der exakten Faserbandlänge auch durch die Anwendung statistischer Methoden erreicht, so dass eine Vielzahl von Bandproben entnommen und untersucht werden müssen. Zudem müssen entsprechende Laboreinrichtungen verfügbar sein. Auch ist eine Unterbrechung des Produktionsprozesses zur Probenentnahme unumgänglich, wobei sich die Ergebnisse der Probenanalysen außerdem auf einen zeitlich und mengenmäßig begrenzten Ausschnitt der Produktion begrenzen.

[0004] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Spinnereivorbereitungsmaschine vorzuschlagen, mit denen das längenbezogene Bandgewicht eines Faserbandes an einer Spinnereivorbereitungsmaschine mit möglichst geringem Zeit- und Kostenaufwand zuverlässig ermöglicht wird.

[0005] Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.

[0006] Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Gewicht und die Länge des abgelegten Faserbandes bestimmt und daraus das längenbezogene Bandgewicht des Faserbandes ermittelt wird. Auf diese Weise lässt sich das längenbezogene Bandgewicht direkt aus den beiden genannten Werten berechnen, ohne dabei weitere Parameter berücksichtigen zu müssen. Die Ermittlung der Länge des abgelegten Faserbandes lässt sich dabei beispielsweise durch bereits an der Spinnereivorbereitungsmaschine vorhandene Vorrichtungen zur Längenmessung bestimmen. Hierbei können sowohl direkte als auch indirekte Messmethoden zum Einsatz kommen. Beispielsweise ist es bei Spinnereivorbereitungsmaschinen, die an ihrem Faserbandausgang über Abzugswalzen oder Abzugsscheiben verfügen, möglich, die Länge des Faserbandes über die Anzahl Inkremente bei der Drehung der Abzugswalzen oder -scheiben zu ermitteln. Auch berührungslose Sensoren, wie beispielsweise Mikrowellen- oder Ultraschallsensoren, können in diesem Zusammenhang zum Einsatz kommen.

[0007] Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn zur Aufnahme des abgelegten Faserbandes wenigstens eine Ablagevorrichtung verwendet wird. Derartig Vorrichtungen dienen dem Auffangen des die Spinnereivorbereitungsmaschine verlassenden Faserbandes. Diese werden üblicherweise eingesetzt, wenn das Faserband einer weiteren Spinnereimaschine, beispielsweise einer Rotorspinnmaschine, zugeführt wird, und dabei von der Spinnereivorbereitungsmaschine zu dieser Spinnereimaschine transportiert werden muss.

[0008] In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn als Ablagevorrichtung ein Behältnis, insbesondere eine Spinnkanne, verwendet wird. Zwar ist es auch möglich, das Faserband auf einer plattenförmigen Ablagevorrichtung abzulegen. In der Praxis haben sich jedoch Behältnisse, wie beispielsweise rechteckige oder im Wesentlichen runde Spinnkannen bewährt, in die das Faserband in der Regel translatorisch oder rotatorisch abgelegt wird.

[0009] Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gewicht des Faserbandes aus der Differenz des Leergewichts der Ablagevorrichtung und des Gesamtgewichts der Ablagevorrichtung inklusive des darin abgelegten Faserbandes ermittelt wird. Hierdurch ergibt sich ohne weitere Berechnungen und ohne Hinzuziehen weiterer Parameter auf direkte Weise das Gesamtgewicht des abgelegten Faserbandes.

[0010] Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn das Leergewicht der Ablagevorrichtung und/oder das Gesamtgewicht der Ablagevorrichtung inklusive des abgelegten Faserbandes durch Wiegen ermittelt wird. Der Spinnereivorbereitungsmaschine ist hierfür, vorteilhafterweise im Bereich ihres Faserbandausgangs, eine Waage zugeordnet, deren Messwerte direkt oder indirekt an eine entsprechende Steuer- und/oder Speichereinrichtung übermittelt werden können.

[0011] Vorteile bringt es auch mit sich, wenn das Leergewicht der Ablagevorrichtung ermittelt wird, bevor das Faserband abgelegt wird. Auf diese Weise lässt sich die Genauigkeit der Methode signifikant erhöhen, da hierdurch Gewichtsunterschiede zwischen den einzelnen Ablagevorrichtungen kompensiert werden können. Diese Unterschiede entstehen beispielsweise durch geringfügige herstellungsbedingte Gewichtsdifferenzen zwischen den einzelnen Ablagevorrichtungen selbst, aber auch durch Faser- und/oder Schmutzstoffe, die sich bereits vor dem eigentlichen Ablagevorgang in oder auf den Ablagevorrichtungen befinden und damit deren Gewicht beeinflussen. Durch die Bestimmung des Gewichts der Ablagevorrichtung unmittelbar vor dem Ablegen des Faserbandes werden diese Unterschiede berücksichtigt, so dass die Bestimmung des Faserbandgewichts mit besonders hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.

[0012] Vorteilhafterweise wird das Leergewicht der Ablagevorrichtung und/oder das Gesamtgewicht der Ablagevorrichtung inklusive des abgelegten Faserbandes im Bereich der Spinnereivorbereitungsmaschine ermittelt, an dem das Faserband abgelegt wird. Hierdurch entfällt der Transport der Ablagevorrichtung zu einer separaten Stelle. Die Gewichtsbestimmung kann somit unmittelbar nach dem Ablegen des Faserbandes erfolgen, so dass die Messwerte möglichst rasch zur Verfügung stehen und beispielsweise für die Steuerung der Spinnereimaschine herangezogen werden können.

[0013] Auch bringt es Vorteile mit sich, wenn das Gesamtgewicht der Ablagevorrichtung inklusive des darin abgelegten Faserbandes chargenweise ermittelt wird. In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise denkbar, das Gewicht und selbstverständlich auch die zugehörige Länge des Faserbandes in zeitlich vorbestimmten Abständen während des Ablagevorgangs zu ermitteln. Ebenso ist es möglich, das Faserband vollständig in oder auf der Ablagevorrichtung abzulegen und das Gewicht und die Länge des vollständig abgelegten Faserbandes nach dem jeweiligen Ablegevorgang zu ermitteln. Letztere Vorgehensweise liefert für jede Ablagevorrichtung, die in der Praxis nach dem Befüllen durch eine neue, leere Ablagevorrichtung ersetzt wird, ein entsprechendes längenbezogenes Bandgewicht des abgelegten Faserbandes. Die erreichbare prozentuale Genauigkeit wird gegenüber den stichprobenartigen Verfahren gemäß dem Stand der Technik durch die große Menge des gewogenen Materials wesentlich erhöht. Hierbei können selbstverständlich auch die Mittelwerte der Faserbandgewichte mehrerer Ablagevorrichtungen ermittelt werden, so dass das durchschnittliche längenbezogene Bandgewicht durch eine nur kurzzeitige Schwankung desselben kaum beeinflusst wird.

[0014] Ebenso kann es jedoch auch von Vorteil sein, wenn das Gesamtgewicht der Ablagevorrichtung inklusive des darin abgelegten Faserbandes kontinuierlich ermittelt wird. Hierdurch ergeben sich zwar eventuell höhere Schwankungen des ermittelten längenbezogenen Bandgewichts. Jedoch werden auf diese Weise kontinuierlich Messwerte erhalten, so dass Änderungen des längenbezogenen Bandgewichts des produzierten Faserbandes schneller erkannt und unmittelbar zur Steuerung der Spinnereimaschine verwendet werden können.

[0015] Von besonderem Vorteil ist es, wenn das längenbezogene Bandgewicht zur Überwachung und/oder Einstellung der Spinnereivorbereitungsmaschine verwendet wird, da diese Größe direkte Aussagen über die Qualität, insbesondere die Gleichmäßigkeit, des produzierten Faserbandes liefert. Werden zeitlich bezogene Änderungen dieses Wertes detektiert, so ist dies ein Indiz dafür, dass Eingriffe in die Maschinenparameter notwendig sind, wobei die ermittelten Werte des längenbezogenen Bandgewichts als Basis für die Angleichung der entsprechenden Parameter herangezogen werden können.

[0016] Vorteilhafterweise wird das längenbezogene Bandgewicht mit wenigstens einem Sollwert verglichen und die Differenz zur Überwachung und/oder Einstellung der Spinnereivorbereitungsmaschine verwendet. Dieser Sollwert ergibt sich insbesondere aus dem längenbezogenen Bandgewicht, den das produzierte Faserband aufweisen soll, eventuell unter Berücksichtigung entsprechender Unter- oder Obergrenzen.

[0017] Von Vorteil ist auch, wenn durch die Spinnereivorbereitungsmaschine eine Verstreckung und/oder Regulierung des Faserbandes vorgesehen ist. Durch beide Verfahren kann das längenbezogene Bandgewicht eines die Spinnereivorbereitungsmaschine durchlaufenden Faserbandes von einem Anfangswert am Eingang auf einen gewünschten Wert am Ende der Spinnereimaschine verändert werden. Während bei der Verstreckung ein vorgegebener und in der Regel kontinuierlicher Längenverzug des Faserbandes erfolgt, wird dieser Verzug bei der Regulierung ständig der Beschaffenheit des Faserbandes am Einlauf bzw. Auslauf der Spinnereivorbereitungsmaschine angepasst. Hierfür weist diese in der Regel zahlreiche Sensoren auf, deren Messwerte dem ständigen Angleich des Verzugs dienen.

[0018] In diesem Zusammenhang bringt es Vorteile mit sich, wenn die Differenz aus längenbezogenem Bandgewicht und entsprechendem Sollwert zur Überwachung und/oder Einstellung der Verstreckung und/oder Regulierung verwendet wird. Wie bereits oben erwähnt, stellt das längenbezogene Bandgewicht die für den Streck- bzw. Regulierungsprozess grundlegende Bezugsgröße dar, so dass Abweichungen dieser Größe von einem Sollwert direkte Rückschlüsse auf die korrekte Arbeitsweise der Spinnereivorbereitungsmaschine zulassen. Werden Abweichungen detektiert, so gewährleistet ein schneller Eingriff in die Steuerung bzw. Regelung der Spinnereimaschine eine zuverlässige Korrektur der entsprechenden Prozessparameter der Spinnereimaschine, wie beispielsweise die Drehgeschwindigkeit der Verzugszylinder oder die Liefergeschwindigkeit des Faserbandes. Übersteigt die Differenz zwischen längenbezogenem Bandgewicht und dem vorgegebenen Sollwert einen bestimmten Betrag, so ist es auch möglich, die Spinnereimaschine komplett abzuschalten, um eine Fehlproduktion oder Beschädigung bestimmter Bauteile zu vermeiden.

[0019] Ebenso bringt es Vorteile mit sich, wenn die Differenz zur Überwachung und/oder Einstellung der Sensorik verwendet wird, die der Kontrolle der Verstreckung und/oder Regulierung dient. Herkömmliche Spinnereivorbereitungsmaschinen weisen in der Regel eine Vielzahl entsprechender Sensoren auf, die die einzelnen Verfahrensschritte überwachen. Beispiele hierfür sind Sensoren zur Drehzahlmessung der Liefer-, Verzugs-, Umlenk- und/oder Kalanderwalzen oder Sensoren zur Ermittlung der Faserbandmasse, -dicke und/oder -länge. Weicht das längenbezogene Bandgewicht des produzierten Faserbandes vom Sollwert ab, so kann dies ein Hinweis auf eine Fehlfunktion des entsprechenden Sensors sein. Dieser kann auf Basis des ermittelten längenbezogenen Bandgewichts schließlich neu kalibriert oder aber bei Beschädigung ausgetauscht werden.

[0020] Die erfindungsgemäße Spinnereivorbereitungsmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass ihr wenigstens eine erste Wägeeinrichtung zum Wiegen einer Aufnahmevorrichtung für das die Spinnereivorbereitungsmaschine verlassende Faserband zugeordnet ist. Hierbei können prinzipiell eine Vielzahl von bekannten Wägeeinrichtungen, wie beispielsweise Standwaagen oder aber auch Waagen, an denen die Aufnahmevorrichtung für das Faserband hängend gelagert wird, zum Einsatz kommen.

[0021] Hierbei ist es von Vorteil, wenn die wenigstens eine Wägeeinrichtung im Bereich des Ausgangs der Spinnereivorbereitungsmaschine angeordnet ist.

[0022] Hierdurch ist eine besonders rasche Ermittlung des Faserbandgewichts möglich, so dass bei Abweichungen von einem Sollwert schnell auf die entsprechenden Parameter der Spinnereivorbereitungsmaschine eingewirkt werden kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Aufnahmevorrichtung inklusive des darin abgelegten Faserbandes an einer davon entfernten Stelle zu wiegen. Dies ist beispielsweise von Vorteil, wenn eine Wägeeinrichtung mehreren Spinnereimaschinen zugeordnet ist, wobei die Wägeeinrichtung in einem derartigen Fall an einer zentralen Stelle angeordnet ist, zu der die Ablagevorrichtungen nach dem Befüllen transportiert werden.

[0023] Auch ist es vorteilhaft, wenn der Spinnereivorbereitungsmaschine im Bereich ihres Ausgangs eine automatische Wechselvorrichtung zum Wechseln der Aufnahmevorrichtungen zugeordnet ist. Diese ermöglicht einen gesteuerten Austausch der Aufnahmevorrichtungen jeweils nach der Ablage einer vordefinierten Faserbandmenge bzw. nach Erreichen eines bestimmten Füllgrades.

[0024] Vorteilhafterweise weist die Wechselvorrichtung einen Zuführbereich und einen Entnahmebereich für die Aufnahmevorrichtung auf. Der Zuführbereich dient dabei vornehmlich der Zwischenlagerung von leeren Aufnahmevorrichtungen, so dass nach dem Befüllen einer Aufnahmevorrichtung jederzeit eine neue, leere Aufnahmevorrichtung zur Verfügung steht. Die befüllte Aufnahmevorrichtung wird hierbei von der Wechselvorrichtung in den Entnahmebereich überführt und kann schließlich von einer entsprechenden Transportvorrichtung in den Wirkbereich einer weiteren Spinnmaschine, beispielsweise einer Rotorspinnmaschine, transportiert werden.

[0025] Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, wenn dem Zuführbereich eine erste Wägeeinrichtung und dem Entnahmebereich eine zweite Wägeeinrichtung zugeordnet ist. Hierdurch wird eine annähernd kontinuierliche Faserbandablage ermöglicht. Während nämlich bei der Verwendung nur einer Wägeeinrichtung die Bandablage erst dann fortgesetzt werden kann, wenn die befüllte Ablagevorrichtung aus dem Bereich des Faserbandausgangs entfernt wurde und das Leergewicht der nächsten Ablagevorrichtung bestimmt ist, kann die Ermittlung des Leergewichts bereits im Bereich des Zuführbereichs erfolgen. Wird die befüllte Ablagevorrichtung durch die automatische Wechselvorrichtung in den Bereich des Faserbandausgangs überführt, ist das Leergewicht der Ablagevorrichtung bereits ermittelt, so dass die Ablage des Faserbandes unmittelbar nach dem Wechselvorgang fortgesetzt werden kann. Bei Ablagevorrichtungen werden in der Regel Federn verwendet, die das abgelegte Fasermaterial gegen die Ablageplatte drücken, um ein geordnetes Ablagebild der abgelegten Faserbänder zu erzeugen, das für eine qualitativ hochwertiges Faserband erforderlich ist. Die eingesetzten Federn weisen große Toleranzen auf, die das Ergebnis des Wägeprozesses negativ beeinflussen würden. Deshalb ist der Einsatz von je einer Wägeeinrichtung vor und einer Wägeeinrichtung nach der Stelle, an der das Faserband abgelegt wird, von besonderem Vorteil, weil dadurch die Toleranzen der Federkräfte vollständig eliminiert werden können und die erforderliche Messgenauigkeit erreicht werden kann.

[0026] In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung steht die Wägeeinrichtung mit der Steuereinrichtung der Spinnereivorbereitungsmaschine in Verbindung. Hierdurch wird eine schnelle Erfassung und Verarbeitung der ermittelten Messwerte ermöglicht. Diese können schließlich für die Überprüfung bzw. Einstellung einzelner Parameter der Spinnereivorbereitungsmaschine verwendet und/oder auch gespeichert werden. Die Wägeeinrichtung kann dabei direkt, beispielsweise über Kabel- und/oder Funkverbindungen mit der Spinnereimaschine in Verbindung stehen. Denkbar sind jedoch auch indirekte Verfahren, beispielsweise die Ausstattung der Ablagevorrichtungen mit RFID-Chips, auf denen das entsprechende Leergewicht der Ablagevorrichtung hinterlegt sein kann.

[0027] Auch ist es von Vorteil, wenn die Spinnereivorbereitungsmaschine mindestens ein Verzugsfeld zum Verziehen des Faserbandes aufweist. Besonders bei derartig ausgestatteten Spinnereivorbereitungsmaschinen stellt das längenbezogene Bandgewicht des produzierten Faserbandes den entscheidenden Parameter für die Beurteilung der korrekten Funktionsweise der Spinnereivorbereitungsmaschine dar. Somit ist die Überwachung dieses Parameters besonders bei diesen Spinnereimaschinen von extremer Bedeutung, so dass dessen erfindungsgemäße Ermittlung erhebliche Vereinfachungen sowohl in Bezug auf deren Überwachung als auch deren Regelung bzw. Steuerung mit sich bringt.

[0028] Auch bringt es Vorteile mit sich, wenn das Verzugsfeld ein regulierendes Verzugsfeld ist. Hierbei wird das Faserband nicht nur um einen konstanten Faktor verstreckt. Zusätzlich werden verschiedenste physikalische Größen des Faserbandes, insbesondere dessen längenbezogenes Bandgewicht, für die ständige Überwachung und Einstellung des Verstreckungsfaktors berücksichtigt, so dass ein besonders gleichmäßiges Faserband produziert werden kann.

[0029] Vorteilhafterweise steht die Steuereinrichtung mit wenigstens einem Bauteil der Spinnereivorbereitungsmaschine in Verbindung. Dies können beispielsweise die Verzugswalzen des Streckwerks, die Eingangs- und/oder Ausgangswalzenpaare der Spinnereimaschine oder besonders vorteilhaft deren entsprechende Antriebsvorrichtungen sein. Hierdurch wird es möglich, auf Basis des ermittelten längenbezogenen Bandgewichts des abgelegten Faserbandes direkt auf die Komponenten der Spinnereimaschine einzuwirken, welche diesen Parameter direkt beeinflussen. Somit wird eine einfache Möglichkeit eröffnet, die Spinnereivorbereitungsmaschine derart zu steuern bzw. zu regeln, dass das am Ausgang ermittelte längenbezogene Bandgewicht dem jeweiligen vorbestimmten Sollwert entspricht.

[0030] Zudem hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Steuereinrichtung mit wenigstens einem Sensor der Spinnereivorbereitungsmaschine in Verbindung steht. Neben der oben genannten Steuerung und/oder Regelung der einzelnen Bauteile der Spinnereivorbereitungsmaschine wird hierdurch auch eine Überwachung bzw. Kalibrierung der jeweiligen Sensoren der Spinnereimaschine ermöglicht, wobei des längenbezogene Bandgewicht als Basisgröße herangezogen wird.

[0031] Der Sensor dient dabei vorteilhafterweise zur Ermittlung der Faserbanddicke, der Faserbandmasse, der Faserbandlänge, der Verzugsintensität des Verzugsfeldes, der Regulierintensität des Verzugsfeldes, und/oder der Liefergeschwindigkeit der Spinnereivorbereitungsmaschine. Da sich all diese Parameter im längenbezogenen Bandgewicht des produzierten Faserbandes widerspiegeln, kann diese Größe herangezogen werden, um die genannten Sensoren zu überprüfen oder zu kalibrieren.

[0032] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:

Figur 1

eine Seitenansicht einer Strecke gemäß dem Stand der Technik,

Figur 2

eine Draufsicht einer Strecke mit zugeordneter Wägeeinrichtung,

Figur 3

eine Draufsicht einer Strecke mit einer automatischen Wechselvorrichtung sowie zwei Wägeeinrichtungen.

[0033] Figur 1 zeigt eine Strecke 1 als ein Beispiel für eine Spinnereivorbereitungsmaschine gemäß dem Stand der Technik.

[0034] Der schematisch dargestellten Strecke 1 werden sechs individuelle Faserstränge FS nebeneinander vorgelegt. Die Faserstränge FS sind von oben gesehen dargestellt, während die Strecke 1 als solches in einer Seitenansicht gezeigt ist.

[0035] Am Eingang der Strecke 1 ist ein Trichter 2 angeordnet, welcher die Faserstränge FS zu einem einzigen Faserband FB verdichtet. Nach Durchlaufen einer ersten Messeinrichtung 3, welche ein erstes Messsignal S1 erzeugt, welches beispielsweise die längenspezifische Masse des hindurchgeführten Faserbandes FB repräsentiert, wird das nunmehr komprimierte Faserband FB in ein Streckwerk 4 geführt, welches das Kernstück der Strecke 1 bildet.

[0036] Das Streckwerk 4 weist ein Eingangswalzenpaar 5a, 5b, ein mittleres Walzenpaar 6a, 6b und ein Ausgangs- oder auch Lieferwalzenpaar 7a, 7b auf, welche sich mit in dieser Reihenfolge jeweils gesteigerten Umfangsgeschwindigkeiten drehen. Durch diese unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten der Walzenpaare wird das Faserband FB, welches im Streckwerk 4 vliesartig ausgebreitet wird, entsprechend dem Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten verzogen.

[0037] Das Eingangswalzenpaar 5a, 5b und das mittlere Walzepaar 6a, 6b bilden das so genannte Vorverzugsfeld, das mittlere Walzenpaar 6a, 6b und das Lieferwalzenpaar 7a, 7b das so genannte Hauptverzugsfeld. Bei nicht regulierenden Strecken 1 ist während des Verzugsvorgangs sowohl der Vorverzug als auch der Hauptverzug konstant. Bei regulierenden Strecken 1 erfolgt hingegen eine Ausregulierung von Masseschwankungen des Faserbandes FB durch Veränderung der Verzugshöhe. Üblicherweise ist dabei der Hauptverzug veränderbar, da der Hauptverzug im Regelfall größer ist als der Vorverzug, so dass eine genauere Ausregulierung von Dickeschwankungen des Faserbandes FB erfolgen kann.

[0038] Der im Hauptverzugsfeld zusätzlich angeordnete Druckstab 8 lenkt das Faserband FB schließlich um und sorgt somit für eine bessere Führung der Fasern. Das verzogene Faserband FB wird dann mit Hilfe einer Umlenkoberwalze 9 umgelenkt und einer Bandformungseinrichtung 10 zugeführt. Die Bandformungseinrichtung 10 ist als Trichter ausgebildet und dient der Komprimierung des Faserbandes FB. Am Ausgang des Trichters ist eine weitere Messeinrichtung 11 angeordnet, welche einen Messraum 12 aufweist, in welchem die Masse des hindurchgeführten Faserbandes FB erfasst wird. Diese Masse bzw. Dicke wird durch eine nicht gezeigte Sensorelektronik in ein Messsignal S2 umgesetzt.

[0039] Das vermessene Faserband FB wird anschließend mittels eines Kalanderwalzenpaares 13a, 13b abgezogen und einer Kannenablage 14 zugeführt. Die Kannenablage 14 weist einen um seine Hochachse rotierenden Drehteller 15 mit einem Bandkanal 16 zur Ablage des Faserbandes FB in eine Spinnkanne 17 auf. Die Spinnkanne 17 selbst wird durch nicht gezeigte Mittel im Falle einer Rechteck-Spinnkanne translatorisch und im Falle einer Rund-Spinnkanne rotatorisch in Bezug auf den feststehenden Drehteller 15 bewegt. Hierdurch kann der gesamte Innenraum der Spinnkanne 17 mit abgelegtem Faserband FB gefüllt werden. Ist eine Spinnkanne 17 komplett gefüllt, so kann sie manuell durch einen Bediener oder mittels einer nur schematisch dargestellten Wechselvorrichtung 18 gegen eine leere Spinnkanne 17 ersetzt werden.

[0040] Die Strecke 1 weist des Weiteren eine Steuereinrichtung 19 auf, welche insbesondere die Drehzahl der Walzenpaare des Streckwerkes 4 steuert. Dazu wirkt sie auf die nicht dargestellten Antriebe der Walzenpaare ein. Weiterhin kann die Steuereinrichtung 19 zur Steuerung der Wechselvorrichtung 18 ausgebildet sein. Wie üblich, ist die Steuereinrichtung 19 mit einer Bedieneinrichtung 20, beispielsweise mit einer Tastatur, sowie mit einer Ausgabeeinheit 21, beispielsweise einem Bildschirm, verbunden.

[0041] Daneben weist die Strecke 1 ein Qualitätsüberwachungssystem 22 auf, welches zur Überwachung der Qualität des produzierten Faserbandes FB ausgebildet ist.

[0042] Die erste Messeinrichtung 3 umfasst einen Messraum 23 und zwei Abtastscheiben 24, 25, von denen die Abtastscheibe 24 ortsfest ausgebildet und die Abtastscheibe 25 mit Druck gegen die Abtastscheibe 24 gepresst wird und senkrecht zur ihrer Drehachse auslenkbar ist. Die Auslenkungen der Abtastscheibe 25 sind hierbei ein Maß für die Masse des Faserbandes FB. Die Auslenkung wird beispielsweise mit einem nicht dargestellten induktiven Sensor erfasst, der das Messsignal S1 erzeugt. Das Messsignal S1 wird dann von der Steuereinrichtung 19 zur Veränderung des Vor- und/oder Hauptverzugs des Streckwerks 4 herangezogen. Hierdurch können Schwankungen der Masse des Faserbandes FB ausreguliert werden. Ein derartiges Verfahren wird auch als Open-Loop-Steuerung des Streckwerkes 4 bezeichnet.

[0043] Die Messeinrichtung 11 am Auslauf des Streckwerks 4 umfasst einen Messraum 12, durch den das Faserband FB hindurchgeführt und berührungslos vermessen wird. Die Verwendung eines berührungslosen Sensors ist hier besonders vorteilhaft, da die Geschwindigkeit des laufenden Faserbandes FB am Auslauf des Streckwerkes 4 naturgemäß deutlich höher ist als auf dessen Einlaufseite. Das Messsignal S2, welches durch die Messeinrichtung 11 mittels einer nicht gezeigten Sensorelektronik erzeugt wird, wird mit Hilfe des Qualitätsüberwachungssystems 22 ausgewertet. Insbesondere werden die durchschnittliche Stärke des Faserbandes FB und die im Faserband FB verbliebenen Ungleichmäßigkeiten erfasst. Genügt die Qualität des auslaufenden Faserbandes FB nicht den Anforderungen, so kann beispielsweise ein Signal vom Qualitätsüberwachungssystem 22 zur Steuereinrichtung 19 übertragen und die Maschine angehalten werden. Auch kann - beispielsweise über die Ausgabeeinheit 21 - eine Meldung an den Bediener erfolgen.

[0044] Das Messsignal S2 der Messeinrichtung 11 am Auslauf des Streckwerkes 4 wird häufig auch an die Steuereinrichtung 19 direkt übermittelt. So kann beispielsweise eine Abschaltung der Spinnereivorbereitungsmaschine wegen mangelnder Qualität autonom durch die Steuereinrichtung 19 erfolgen. Auch ist es denkbar, dass Messsignal S2 zur Steuerung des Verzuges des Streckwerkes 4 heranzuziehen. Die so realisierte Closed-Loop-Steuerung eignet sich insbesondere zur Ausregulierung von langfristigen Abweichungen in eine Richtung vom Sollwert.

[0045] Insgesamt ist eine optimale Ausregulierung von Schwankungen des laufenden Faserverbandes nur möglich, wenn das hierzu herangezogenen Messsignal S1, S2 der Messeinrichtungen 3 und 11 hinreichend genau sind. Auch ist eine aussagekräftige Qualitätserfassung nur mit einem entsprechend genauen Messsignal S2 der Messeinrichtung 11 möglich.

[0046] Messeinrichtungen von Spinnereivorbereitungsmaschinen werden daher in aufwendigen manuellen Verfahren abgeglichen bzw. justiert. Hierzu werden bei mechanisch abtastenden Messeinrichtungen Prüfmaße mit bekannter Dicke manuell vorgelegt und die entsprechenden Messsignale der Messeinrichtungen mit einem Sollwert entsprechend einer Sollkennlinie verglichen. Dies erfolgt üblicherweise mit einer Vielzahl von Prüfmaßen unterschiedlicher Dicke, welche den gesamten Messbereich der jeweiligen Messeinrichtung abdecken. Nach dem manuellen Durchführen derartiger Messreihen wird die jeweilige Messeinrichtung abgeglichen bzw. neu justiert. Bei berührungslosen Meßsystemen werden Messergebnisse der Messeinrichtung nachträglich im Labor überprüft. Bei Abweichungen wird die Sensorcharakteristik in iterativen Schritten solange verändert, bis eine entsprechende Übereinstimmung der Messergebnisse des Sensors und der Labormessergebnisse eintritt.

[0047] Derartige Abgleichverfahren können wegen des verhältnismäßig hohen Aufwandes nur in relativ großen zeitlichen Abständen durchgeführt werden. Zeitlich rasch veränderliche Einflussgrößen auf entsprechende Messsignale können so jedoch nicht erfasst und dadurch bedingte Verfälschungen nicht korrigiert werden. Zu nennen sind hierbei insbesondere Verfälschungen der Messsignale, welche durch eine Veränderung der Temperatur der Messeinrichtung hervorgerufen werden. Auch können Verfälschungen der Messergebnisse durch in der Messeinrichtung anhaftende Verschmutzungen erfolgen. Verfälschungen der Messergebnisse durch Temperatureinflüsse oder Verschmutzungen treten mehr oder weniger ausgeprägt bei sämtlichen bekannten Messverfahren auf.

[0048] Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Strecke 1, an deren Faserbandausgang 26 eine Wägeeinrichtung 27 angeordnet ist. Diese dient der Ermittlung des Gewichts des Faserbandes FB, welches, wie oben beschrieben, nach Verlassen der Strecke 1 mit Hilfe eines Drehtellers 15 in einer Ablagevorrichtung, beispielsweise in Form einer Spinnkanne 17, abgelegt wird (siehe Figur 1).

[0049] Hierbei wird eine leere Spinnkanne 17 von einem Zuführbereich 30 auf die Wägeeinrichtung 27 überführt, die der Ermittlung des Leergewichts der Spinnkanne 17 dient. Ist die Spinnkanne 17 bis zu einem vorbestimmten Füllgrad mit Faserband FB befüllt, wird die Ablagevorrichtung erneut gewogen. Aus der Differenz zwischen Leergewicht und dem Gesamtgewicht von Spinnkanne 17 und darin abgelegtem Faserband FB ergibt sich schließlich des Gewicht des abgelegten Faserbandes FB.

[0050] Zudem weist die Strecke 1 im Bereich ihres Faserbandausgangs 26 eine nicht gezeigte Vorrichtung zur Ermittlung der Länge des in die Spinnkanne 17 abgelegten Faserbandes FB auf. Während hierfür eigene Sensoren Verwendung finden können, ist es auch möglich, die Länge des Faserbandes FB durch Registrierung der Anzahl Inkremente bei der Drehung der im Inneren der Strecke 1 befindlichen Kalanderwalzen 13a, 13b (siehe Figur 1) zu ermitteln.

[0051] Schließlich erhält man aus der ermittelten Länge und dem zugehörigen Gewicht des in die Spinnkanne 17 abgelegten Faserbandes FB das längenbezogene Bandgewicht. Dieser Wert wird beispielsweise direkt von der Steuereinrichtung 19 der Strecke 1 berechnet und dient, wie im Weiteren beschrieben, zur Überprüfung und/oder Einstellung der Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere dem in Figur 1 beschriebenen Streckwerk 4. Hierfür steht die Wägeeinrichtung 27 beispielsweise über eine entsprechende Verkabelung 28 mit der Steuereinrichtung 19 in Verbindung.

[0052] Während die Länge und das Gewicht des Faserbandes FB jeweils nach vollständiger Befüllung einer Spinnkanne 17 ermittelt werden kann, ist es selbstverständlich auch möglich, beide Werte während des Ablegevorgangs kontinuierlich oder nur zu bestimmten Zeitpunkten zu ermitteln.

[0053] Figur 3 zeigt ebenfalls eine Draufsicht einer Strecke 1 mit einer schematisch dargestellten automatischen Wechselvorrichtung 18, die beispielsweise ein Drehkreuz 29 aufweisen kann, mit der die Spinnkannen 17 bewegt werden können. Die Wechselvorrichtung 18 weist zudem einen Zuführbereich 30 zur Bevorratung von leeren Spinnkannen 17 und einen Entnahmebereich 31 für die mit Faserband FB gefüllten Spinnkannen 17 auf.

[0054] Sowohl dem Zuführbereich 30 als auch dem Entnahmebereich 31 ist hierbei jeweils eine Wägeeinrichtung 27 zugeordnet. Dies hat den Vorteil, dass das Leergewicht der Spinnkannen 17 bereits ermittelt werden kann, bevor die Spinnkanne 17 in den Bereich des Faserbandausgangs 26 der Strecke 1 gelangt. Sobald eine leere Spinnkanne 17 mit Hilfe der Wechselvorrichtung 18 zum Befüllen in diesen Bereich verschoben wird, ist das Leergewicht bereits bekannt und der Ablegevorgang des Faserbandes FB kann unmittelbar nach dem Wechselvorgang der Spinnkannen 17 fortgeführt werden. Die mit Faserband FB gefüllte Spinnkanne 17 wird schließlich im Entnahmebereich 31 der Wechselvorrichtung 18 durch die zweite Wägeeinrichtung 27 erneut gewogen, so dass aus der Differenz des Leergewichts und des Gewichtes der Spinnkanne 17 inklusive des darin abgelegten Faserbandes FB das tatsächliche Gewicht des abgelegten Faserbandes FB bestimmt werden kann.

[0055] Beide Wägeeinrichtungen 27 stehen hierfür vorteilhafterweise mit der Steuereinrichtung 19 der Strecke 1 in Verbindung, so dass die ermittelten Werte direkt ausgewertet werden können. Nach Abgleich dieser Werte mit einem vorgegebenen Sollwert können schließlich mit Hilfe der Steuereinrichtung 19 relevante Maschinenparameter der Strecke 1 bzw. des entsprechenden Streckwerks 4 vorgenommen werden.

[0056] Auf diese Weise lassen sich beispielsweise die Drehzahlen des Eingangswalzenpaares 5a, 5b, des mittleren Walzenpaares 6a, 6b, des Lieferwalzenpaares 7a, 7b und/oder des Kalanderwalzenpaares 13a, 13b regeln, so dass der Verzug bzw. die Regulierung des Streckwerks 4 derart angepasst werden kann, dass das ermittelte längenbezogene Bandgewicht letztendlich dem entsprechenden Sollwert entspricht.
Auch liefert das längenbezogene Bandgewicht Rückschlüsse auf die Funktionstüchtigkeit der in Figur 1 gezeigten Sensoren, wie z.B. der Abtastscheiben 24, 25 am Eingang der Strecke 1 oder auch der Messeinrichtung 11 an deren Ausgang. Zudem ist auch eine Kalibrierung dieser Sensoren auf Basis des längenbezogenen Bandgewichts möglich, so dass diese Größe als universelle Bezugsgröße für sämtliche durch die einzelnen Sensoren ermittelten Parameter dienen kann.

[0057] Insgesamt ergibt sich aus dem erfindungsgemäß ermittelten längenbezogenen Bandgewicht des Faserbandes FB also eine Bezugsgröße, die nicht nur zur Regelung bzw. Steuerung, sondern auch zur Überwachung und Kalibrierung der jeweiligen in Figur 1 gezeigten Sensoren, Messeinrichtungen 3, 11 und/oder angetriebenen Bauteile der Spinnereivorbereitungsmaschine herangezogen werden kann.

[0058] Die vorliegende Erfindung wurde anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Abwandlungen der Erfindung sind im Rahmen der Patentansprüche ohne weiteres möglich, wobei ausdrücklich sämtliche in der Beschreibung und den Figurenbeschreibungen aufgeführten Merkmale in beliebiger Kombination miteinander verwirklicht werden können, soweit dies sinnvoll und möglich erscheint. So werden durch den Begriff Spinnereivorbereitungsmaschine nicht nur Strecken erfasst, sondern sämtliche Spinnereivorbereitungsmaschinen, bei denen das längenbezogene Bandgewicht eines Faserbandes einen wichtigen Parameter zur Steuerung und/oder Überwachung der Spinnereivorbereitungsmaschine darstellt.

Ansprüche

1. Verfahren zur Ermittlung des längenbezogenen Bandgewichts eines Faserbandes (FB) an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere einer Strecke (1), wobei das Faserband (FB) nach Verlassen der Spinnereivorbereitungsmaschine abgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht und die Länge des abgelegten Faserbandes (FB) bestimmt und daraus das längenbezogene Bandgewicht des Faserbandes (FB) ermittelt wird.

2. Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme des abgelegten Faserbandes (FB) wenigstens eine Ablagevorrichtung, beispielsweise ein Behältnis, insbesondere in Form einer Spinnkanne (17), verwendet wird.

3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht des Faserbandes (FB) aus der Differenz des Leergewichts der Ablagevorrichtung und des Gesamtgewichts der Ablagevorrichtung inklusive des abgelegten Faserbandes (FB) ermittelt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leergewicht der Ablagevorrichtung ermittelt wird, bevor das Faserband (FB) abgelegt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leergewicht der Ablagevorrichtung und/oder das Gesamtgewicht der Ablagevorrichtung inklusive des abgelegten Faserbandes (FB) in dem Bereich der Spinnereivorbereitungsmaschine ermittelt wird, an dem das Faserband (FB) abgelegt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtgewicht der Ablagevorrichtung inklusive des darin abgelegten Faserbandes (FB) chargenweise oder kontinuierlich ermittelt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das längenbezogene Bandgewicht zur Überwachung und/oder Einstellung der Spinnereivorbereitungsmaschine verwendet wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das längenbezogene Bandgewicht mit wenigstens einem Sollwert verglichen wird und die Differenz zur Überwachung und/oder Einstellung der Spinnereivorbereitungsmaschine verwendet wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Spinnereivorbereitungsmaschine eine Verstreckung und/oder Regulierung des Faserbandes (FB) vorgesehen ist und dass die Differenz zur Überwachung und/oder Einstellung der Verstreckung und/oder der Regulierung und/oder zur Überwachung und/oder Einstellung der Sensorik zur Kontrolle der Verstreckung und/oder Regulierung verwendet wird.

10. Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere Strecke (1), mit wenigstens einem Ausgang (26) für ein Faserband (FB) und einer Steuereinrichtung (19) zum Steuern der Spinnereivorbereitungsmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass der Spinnereivorbereitungsmaschine wenigstens eine erste Wägeeinrichtung (27), insbesondere im Bereich des Ausgangs (26) der Spinnereivorbereitungsmaschine, zum Wiegen einer Aufnahmevorrichtung für das die Spinnereivorbereitungsmaschine verlassende Faserband (FB) zugeordnet ist.

11. Spinnereivorbereitungsmaschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spinnereivorbereitungsmaschine im Bereich ihres Ausgangs (26) eine automatische Wechselvorrichtung (18), insbesondere mit einem Zuführbereich (30) und einen Entnahmebereich (31) für die Aufnahmevorrichtung, zum Wechseln der Aufnahmevorrichtung zugeordnet ist.

12. Spinnereivorbereitungsmaschine nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zuführbereich (30) eine erste Wägeeinrichtung (27) und dem Entnahmebereich (31) eine zweite Wägeeinrichtung (27) zugeordnet ist.

13. Spinnereivorbereitungsmaschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wägeeinrichtung (27) mit der Steuereinrichtung (19) der Spinnereivorbereitungsmaschine in Verbindung steht.

14. Spinnereivorbereitungsmaschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinnereivorbereitungsmaschine mindestens ein, insbesondere regulierendes, Verzugsfeld zum Verziehen des Faserbandes (FB) aufweist.

15. Spinnereivorbereitungsmaschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (19) mit wenigstens einem Bauteil der Spinnereivorbereitungsmaschine in Verbindung steht, wie beispielsweise einem Sensor, insbesondere einem Sensor zur Ermittlung der Faserbanddicke, der Faserbandmasse, der Faserbandlänge, der Verzugsintensität des Verzugsfeldes, der Regulierintensität des Verzugsfeldes und/oder der Liefergeschwindigkeit der Spinnereivorbereitungsmaschine.

Zeichnung