DE102008030804A1

DE102008030804A1 - Galette

Info

Publication number: DE102008030804A1
Application number: DE102008030804A
Authority: DE
Inventors: Michael SCHRÖTER; Helmut Weigend; Dirk Zenzen
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2007-07-21
Filing date: 2008-06-28
Publication date: 2009-01-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Galette zum Fördern und Beheizen eines Fadens. Außerhalb des Galettenmantels ist ein Temperaturmessmittel vorgesehen, das auf der Basis einer direkten Temperaturmessung einer Masse in der Nähe des Galettenmantels die Temperatur des Galettenmantels erfasst. Ein Verfahren zum Betreiben der beheizten Galette sieht Korrekturwerte vor, mit denen die gemessene Temperatur korrigiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Galette gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Galetten sind beispielsweise aus den Offenlegungsschriften DE 1 660 215 und DE 2 132 241 bekannt. Sie werden in Fäden verarbeitenden Anlagen eingesetzt, um Fäden zu führen und zu fördern. Hierzu weist die Galette einen drehbaren Mantel auf, über den der Faden in einer halben Umschlingung oder aber, in Verbindung mit einer zweiten Galette, in mehreren Umschlingungen geführt wird. Aufgrund der Eytelweinschen Beziehung ist es so möglich, auf den Faden Kräfte zu übertragen. Hierzu wird die Galette mittels eines Elektromotors angetrieben. Um dem Faden bestimmte physikalische Eigenschaften zu vermitteln, ist der Galettenmantel beheizt.
Bei der Beheizung, insbesondere bei der elektrischen Beheizung besteht die Notwendigkeit, die Temperatur des Galettenmantels zu messen und die Heizleistung, die dem Galettenmantel zugeführt wird, zu regeln. Neben Temperatursensoren, die direkt mit dem Galettenmantel verbunden sind und deren Messwerte durch ein Drehübertragersystem vom rotierenden Galettenmantel übertragen werden, bieten sich auch einfache Temperatursensoren an, die mit dem feststehenden Part der Galette verbunden sind und in in den Galettenmantel eingearbeitete Taschen eingreifen. Dazu ist in der DE 1 660 215 an der rückseitigen Stirnseite des Galettenmantels eine umlaufende Nut in den Galettenmantel eingearbeitet, in die der Temperatursensor hinein ragt. Die DE 2 132 241 offenbart eine Tasche, die auf der Innenseite des Galettenmantels ausgearbeitet ist, in der der Temperatursensor und vorgesehen ist, sowie einen Platzierungsort des Sensors direkt auf der Heizeinrichtung der Galette.
Abgesehen von der Tatsache, dass für den Prozess eher die Temperatur auf der Außenseite des Galettenmantels relevant ist, sieht eine in dem Galettenmantel angeordnete Tasche oder Nut eine Strukturschwächung des Galettenmantels mit sich. Somit sind hohe Drehzahlen, wie sie für hochproduktive Fadenprozesse verwendet werden, mit derart geschwächten Galetten ohne Bruchgefahr nicht möglich.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine beheizbare Galette bereitzustellen, deren feststehendes Temperaturmessmittel die Temperatur ohne Schwächung des Galettenmantels in der Weise misst, dass die gemessene Temperatur möglich der tatsächlichen Temperatur des für den Fadenprozesse relevanten Bereiches des Galettenmantels entspricht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Temperaturmessmittel außerhalb des Galettenmantels vorgesehen ist. Hierzu wird eine Masse, die im Verlauf des Prozesses in etwa die Temperatur des Galettenmantels annimmt, beispielsweise mit Hilfe eines Kragarmes in der Nähe des Galettenmantels, vorzugsweise dort, wo sich keine Fäden befinden, platziert.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass so eine sehr einfache und kostengünstige, aber dennoch zuverlässige Messung der Oberflächentemperatur des Galettenmantels erfolgen kann.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Temperaturmessmittel mit einem Abschirmmittel verbunden. Durch das Abschirmmittel wird einerseits die Bildung eines Wärmestaus begünstigt, der eine besonders genaue Temperaturmessung ermöglicht, andererseits werden so kühlende Luftströmungen von dem Temperaturmessmittel ferngehalten.
Es ist zwar aus den Patentanmeldungen WO 99/01598 A1 und DE 40 36 153 A1 bekannt, Messsysteme zur Messung einer Temperatur auf einem Kragarm über der Oberfläche des Galettenmantels zu positionieren. Diese Anmeldungen verwenden jedoch andere, indirekte Messverfahren. So wird in der WO 99/01598 A1 ein Messsystem gezeigt, dass mit einem in dem Galettenmantel eingebrachten zusätz lichen Permanentmagneten korrespondiert. Die DE 40 36 153 A1 basiert auf der Messung der und durch den Galettenmantel emittierten Wärmestrahlung. Eine direkte Temperaturmessung wird durch diese Schriften nicht nahe gelegt, da seitens eines Fachmanns Vorbehalte dahingehend existieren, dass die Wärme nicht zuverlässig auf einen außerhalb des Galettenmantels positionierten Temperatursensor übertragen wird. Gerade dies jedoch wird erfindungsgemäß durch die Abschirmung sichergestellt.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird als Abschirmmittel ein aus der Patentanmeldung DE 199 58 254 A1 bekanntes Windleitmittel verwendet, das beispielsweise zwischen zwei Galetten eines Galettenduos oder zwischen einer Galette und einer Überlaufrolle eingesetzt wird.
Eine vorteilhafte Weiterbildung verwendet zusätzlich ein Windableitmittel. Aufgabe dieses Windableitmittels ist es, die den drehenden Galettenmantel umgebende und aufgrund der Rotation des Galettenmantels in Form einer Mantelströmung strömende Luft teilweise abzustreifen und dem Temperaturmessmittel zuzuführen. Dadurch ist es möglich, das Temperaturmessmittel an einem geschützten Ort vorzusehen.
Das erfindungsgemäße Temperaturmessmittel basiert auf einer Masse, die erwärmt wird, sowie einen Temperatursensor, der direkt und in Kontakt zu der Masse dessen Temperatur misst. Dabei ist es auch möglich, dass der Temperatursensor selbst die Masse darstellt.
In einer Variante der Erfindung basiert der Temperatursensor auf einer Messung des temperaturabhängigen elektrischen Widerstandes eines elektrischen Leiters oder Halbleiters.
In einer anderen Variante der Erfindung basiert der Temperatursensor auf der Messung einer thermoelektrischen Spannung.
In einer weiteren Variante der Erfindung nutzt der Temperatursensor temperaturabhängige physikalische Eigenschaften eines Halbleiters aus. Dies sind elektronische Sensoren, die die lineare Temperaturabhängigkeit der Bandlücke von Halbleitern dazu nutzen, ein temperaturproportionales Signal zu erzeugen.
Bevorzugt wird das Ausgangssignal des Temperaturmessmittels von einem Regler genutzt, der die zugeführte Leistung der Heizung des Galettenmantels abhängig vom Messwert ansteuert und somit dessen Temperatur regelt.
Ebenfalls bevorzugt sind entlang der axialen Ausstreckung des Galettenmantels mehrere Temperaturmessmittel vorgesehen, die die Temperatur von mehreren axialen Abschnitten des Galettenmantels messen. Im Idealfall entsprechen diese Abschnitte den Zonen der Heizung, mit denen der Galettenmantel beheizt wird.
Ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Galette sieht vor, dass die durch das Temperaturmessmittel ermittelte Temperatur um einen Korrekturwert korrigiert wird, der die Wärmeübertragung zwischen Galettenmantel und Temperaturmessmittel berücksichtigt.
In einer bevorzugten Verfahrensvariante hängt dieser Korrekturwert ab von der Drehzahl der Galette. Hierdurch wird berücksichtigt, dass durch die drehende Galette Kühlluft zwischen Galettenmantel und Temperaturmessmittel hindurch gefördert wird und sich somit die Wärmeübertragung zwischen Galettenmantel und Temperaturmessmittel verschlechtert.
In einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante wird für den Korrekturwert zusätzlich die Umgebungstemperatur berücksichtigt, die in der unmittelbaren Umgebung der Galette gemessen wird und die ebenfalls einen Einfluss auf die Wärmeübertragung zwischen Galettenmantel und Temperaturmessmittel hat.
Die Korrekturwerte können entweder in Form einer Tabelle hinterlegt sein. Diese Tabelle kann einmalig durch eine Vergleichsmessung beispielsweise mit einem kalibrierten Temperatursensor im Galettenmantel erstellt werden.
Ebenfalls möglich ist es, die Korrekturwerte anhand eines mehrdimensionalen parametrischen Prozessmodells zu ermitteln, dessen Parameter ebenfalls wie bei der Tabelle durch Vergleichsmessung identifiziert und beispielsweise in dem Regler abgelegt werden. Idealerweise berücksichtigt das Prozessmodell auch dynamische Vorgänge, wie sie bei Aufheizvorgängen auftreten.
Ein Ausführungsbeispiel wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es stellen dar:
1a: Die erfindungsgemäße Galette in der Seitenansicht.
1b: Die erfindungsgemäße Galette in der Draufsicht.
2: Eine Anordnung von zwei erfindungsgemäßen Galetten.
3: Eine Variante der erfindungsgemäßen Galette in der Draufsicht.
In 1a und 1b ist einen erfindungsgemäße Galette 1 mit außerhalb des Galettenmantels 2 vorgesehenem Temperaturmessmittel 8 dargestellt.
Die Galette 1 weist einen drehbaren Galettenmantel 2 auf, der in einem Träger 5 gelagert ist und von einem Galettenantrieb 3 angetrieben wird. Innerhalb des Galettenmantels 2 ist eine feststehende Heizeinrichtung 4 vorgesehen. Diese Heizeinrichtung 4 erzeugt ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld, das Ströme in Galettenmantel 2 induziert, die die Erwärmung des Galettenmantels 2 bewirken. Zumeist ist die Heizeinrichtung in unterschiedliche Zonen unterteilt, die sich getrennt ansteuern lassen. Oberhalb des Galettenmantels 2 sind auf einem Kragarm 7 ein oder mehrere Temperaturmessmittel 8 angeordnet. Die Temperaturmessmittel 8 bestehen aus einer zu erwärmenden Masse sowie einen mit dieser Masse verbunden Temperatursensor, der die Temperatur der Masse sensiert. Als Temperatursensor kommen beispielsweise Sensoren in Frage, die eine thermoelektrischen Spannung oder die temperaturabhängige Änderung des Widerstandes messen. Dabei kann die zu erwärmende Masse zugleich die Masse des Temperatursensor aus selbst sein oder es kann in die Masse des Kragarmes 7 verwendet werden. Während des Betriebes der Galette 1 nimmt die Masse des Temperaturmessmittels 8 in etwa die Temperatur des beheizten Galettenmantels 2 an. Diese Funktion wird dadurch begünstigt, dass an der Kragarm, wie in 1b dargestellt, die Form einer Abschirmung hat. Dadurch wird einerseits ein Wärmestau im Temperaturmessmittel 8 begünstigt, andererseits wird das Einströmen von durch den drehenden Galettenmantel 2 geförderter Zugluft in den Spalt zwischen Galettenmantel 2 und Kragarm 7 behindert.
Die Galette 1 ist mit ihren Träger 5 in einem Gestell 6 befestigt. Ein Regler 9 erfasst die Temperatur des Temperaturmessmittels 8. Zusätzlich können die durch ein Umgebungstemperaturmessmittel 11 erfasste Temperatur in der Umgebung der Galette sowie die Drehzahl des Galettenmantels 2 über einen Drehzahlsignal 10 erfasst werden. Der Regler 9 korrigiert die von dem Temperaturmessmittel 8 ermittelte Temperatur anhand der Umgehungstemperatur und der Drehzahl der Galette. Dabei kommen Korrekturwerte zum Einsatz, die anhand einer vorherigen Kalibriermessung ermittelt und in einer Tabelle oder in den Parameter eines Prozessmodells abgelegt sind.
2 zeigt eine Anordnung von zwei erfindungsgemäßen Galetten 1 in einen Galettenduo. Ein Faden 13 oder eine Fadenschar umschlingt das Galettenduo mehrfach. Zwischen den beiden Galetten 1 ist ein Windleitmittel 12 angeordnet. Durch dieses Windleitmittel 12 werden Luftströmungen, die durch die drehenden Galettenmäntel 2 erzeugt werden, günstig beeinflusst. Das Windleitmittel 12 er streckt sich ähnlich wie der Kragarm 7 in 1a parallel zum Galettenmantel 2. Mit dem Windleitmittel 12 verbunden sind für jede Galette 1 ein Temperaturmessmittel 8, das die Temperatur des Galettenmantels 2 erfasst.
3 stellt eine Variante der erfindungsgemäßen Galette dar. Der Unterschied zur der in 1b dargestellten Ausführung besteht darin, dass das Temperaturmessmittel 8 in einer Ausnehmung des Kragarmes beziehungsweise des Abschirmmittels 7 vorgesehen ist. Ein Windableitmittel 14 bewirkt, dass die vom rotierenden Galettenmantel mitgeschleppte Luft dem Temperaturmessmittel 8 zugeführt wird. Dabei ist nicht notwendigerweise erforderlich, dass ein Kragarm oder Abschirmmittel vorgesehen ist. Vielmehr zielt diese Lösung darauf ab, ein Windableitmittel 14 einzusetzen, das die vom Galettenmantel erwärmte Luft dem Temperaturmessmittel 8 zuführt. Dadurch kann das Temperaturmessmittel 8 an einem Einbauort vorgesehen werden an dem es vor Beschädigungen geschützt ist oder den Fadenlauf, insbesondere beim Anlegen der Fäden an die Galette nicht einschränkt. Dies ist gerade deshalb von Bedeutung, da beim Anlegen eine Fadensaugpistole um den Galettenmantel herumgeführt wird.

1: Galette
2: Galettenmantel
3: Galettenantrieb
4: Heizeinrichtung
5: Träger
6: Gestell
7: Kragarm, Abschirmmittel
8: Temperaturmessmittel
9: Regler
10: Drehzahlsignal
11: Umgebungstemperaturmessmittel
12: Windleitmittel
13: Faden
14: Windableitmittel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 1660215 [0002, 0003]
- DE 2132241 [0002, 0003]
- WO 99/01598 A1 [0009, 0009]
- DE 4036153 A1 [0009, 0009]
- DE 19958254 A1 [0010]

Claims

Galette (1) zum Führen und Fördern von Fäden, mit einem drehbar gelagerten Galettenmantel (2), mit einer Heizeinrichtung (4) zum Beheizen des Galettenmantels (2) und mit einem Temperaturmessmittel (8) zum Messen der Temperatur des Galettenmantels (2), wobei das Temperaturmessmittel (2) feststehend und nicht mit dem drehenden Galettenmantel verbunden ist, und wobei das Temperaturmessmittel (2) auf einer kontaktbehafteten Temperaturmessung einer Masse basiert, die indirekt durch die Wärme des Galettenmantels (2) erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturmessmittel (8) außerhalb des Galettenmantels (2) angeordnet ist.
Galette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturmessmittel (8) mit einem Abschirmmittel (7) verbunden ist.
Galette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Abschirmmittel zugleich ein Windleitmittel (12) ist.
Galette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Windableitmittel (14) vorgesehen ist, das so ausgebildet ist, dass die den drehenden Galettenmantel umgebende Mantelströmung dem Temperaturmessmittel (8) zugeführt wird.
Galette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmessung durch Messung des temperaturabhängigen elektrischen Widerstandes von elektrischen Leitern oder Halbleitern erfolgt.
Galette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmessung durch Messung einer thermoelektrischen Spannung erfolgt.
Galette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmessung durch Messung einer temperaturabhängigen physikalischen Eigenschaft eines Halbleiters erfolgt.
Galette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regler (9) vorgesehen ist, der die Heizeinrichtung (4) abhängig vom Messwert der Temperaturmessmittels (8) ansteuert.
Galette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der axialen Ausstreckung des Galettenmantels (2) mehrere Temperaturmessmittel (8) vorgesehen sind.
Verfahren zum Betreiben einer Galette (1) zum Führen und Fördern von Fäden, mit einem drehbar gelagerten Galettenmantel (2), mit einem Heizmittel (4) zum Beheizen des Galettenmantels (2) und mit einem Temperaturmessmittel (8) zum Messen der Temperatur des Galettenmantels, wobei das Temperaturmessmittel (8) feststehend und nicht mit dem drehenden Galettenmantel (2) verbunden ist, wobei das Temperaturmessmittel (8) auf einer kontaktbehafteten Temperaturmessung einer Masse basiert, die indirekt durch die Wärme des Galettenmantels erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Temperatur des Galettenmantels (2) durch das Temperaturmessmittel (8) außerhalb des Galettenmantels (2) erfolgt.
Verfahren zum Betreiben einer Galette nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Temperaturmessmittel (8) ermittelte Temperatur um einen Korrekturwert korrigiert wird.
Verfahren zum Betreiben einer Galette nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert von der Drehzahl des Galettenmantels (2) abhängt.
Verfahren zum Betreiben einer Galette nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert von eine Umgebungstemperatur abhängt, die in der Umgebung der Galette gemessen wird.
Verfahren zum Betreiben einer Galette nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert in Form einer Tabelle abgelegt sind.
Verfahren zum Betreiben einer Galette nach einem der Ansprüche 10 bis 13, der Korrekturwert anhand eines parametrischen dynamischen Wärmeübertragungsmodells ermittelt wird, dessen Parameter abgelegt sind.