Verfahren und Vorrichtung zum Anlegen einer Fadenschar
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anlegen einer Fadenschar in einem Schmelzspinnprozess mit zumindest einer Aufwickelvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Anlegen einer Fadenschar in einem Schmelzspinnprozess mit zumindest einer Aufwickelvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Anlegen einer Fadenschar in einem Schmelzspinnprozess mit zumindest einer Aufwickelvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 10 2011 016 786 AI bekannt.
Bei der Herstellung oder Bearbeitung von Fäden in Schmelzspinnanlagen ist es üblich, dass bei einem Prozessbeginn eine Fadenschar zunächst von einer Absau- geinrichtung aufgenommen und kontinuierlich zu einem Abfallbehälter geführt wird. Die Absaugeinrichtung wird hierbei bevorzugt als eine manuell geführte Saugpistole ausgebildet, so dass durch eine überlagerte Bewegung der Absaugeinrichtung eine manuelle Führung der Fadenschar möglich ist. So lässt sich die Fadenschar entsprechend einer Prozessfolge an Galetten und Wickelstellen einer Aufwickelvorrichtung anlegen. Hierzu muss eine Bedienperson die im Prozess vorgesehene Fadenführung berücksichtigen, um einen störungsfreien Prozessanlauf zu erhalten. Insbesondere ist es erforderlich, dass zu jedem Zeitpunkt des Anlegevorgangs die Fadenschar kontinuierlich abgezogen und abgesaugt wird. Neben der Bedienung der Aufwickelvorrichtung sind daher auch Steuerungsmaß- nahmen zur Aufrechterhaltung einer gewünschten Fadenführung an der Absaugeinrichtung erforderlich.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, dass gattungsgemäße Verfahren sowie die gattungsgemäße Vorrichtung zum Anlegen einer Fadenschar in einem Schmelz- spinnprozess mit zumindest einer Aufwickelvorrichtung derart zu verbessern, dass
die Fadenschar in jeder Situation des Anlegevorgangs durch die Absaugeinrichtung sicher abgezogen und zu einem Abfallbehälter geführt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, dass gattungsgemäße Verfahren und die gattungsgemäße Vorrichtung zum Anlegen einer Fadenschar wiederholsicher und reproduzierbar zu gestalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 6 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass während eines Anlegevorgangs verschiedene Betriebszyklen durchlaufen werden, die insbesondere unterschiedliche Saugleistungen der Absaugeinrichtung erfordern. So benötigt eine Fadenschar, die beim Anlegen an eine rotierende Galette gelegt wird, eine höhere Saugleistung im Verhältnis zu einer Fadenschar, die stationär an Fadenführern umge- lenkt wird. Eine zu geringe Fadenspannung führt bei rotierenden Galetten zu einer unerwünschten Wicklerbildung. Um zu jedem Betriebszyklus die für die Fadenführung gewünschte Saugströmung bzw. Saugkraft zu erhalten, wird der Betriebsdruck der Druckluft in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebszyklus geändert. Hierzu wirkt eine Steuereinheit mit dem Steuerventil der Absaugeinrich- tung zusammen, so dass jeder Betriebszyklus beim Anlegen der Fadenschar mit einer gewünschten Saugkraft an der Fadenschar ausführbar ist.
Da das Anlegen einer Fadenschar in einer Aufwickelvorrichtung mit mehreren Galetten nach einem vorgegeben Ablauf erfolgt, ist die Weiterbildung des erfin- dungsgemäßen Verfahrens besonders vorteilhaft, bei welchem jedem der Be-
triebszyklen ein vorbestimmter Betriebsdruck der Druckluft zugeordnet ist und dass die Betriebsdrücke der Betriebszyklen durch ein Steuerprogramm eingestellt werden. Damit stellt sich in der Absaugeinrichtung zu jedem Zeitpunkt des Anlegevorgangs eine gewünschte Saugströmung und Saugkraft zum Abziehen und Abführen der Fadenschar ein.
Um nach jeder Prozessunterbrechung oder nach einem Prozessstart den Anlegevorgang zu starten, hat sich die Verfahrensvariante besonders bewährt, bei welcher das Steuerprogramm zur Änderung der Betriebsdrücke der Druckluft durch eine Steuereinheit in Abhängigkeit von einem Eingangssignal gestartet wird. So lässt sich automatisiert ein Druckluftprofil an der Absaugeinrichtung vorgeben, um die jeweils gewünschte Saugströmung zur Führung der Fadenschar zu erhalten. Um während eines Betriebszyklus möglichst gleiche Abzugsbedingungen an der Fadenschar einhalten zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher eine Fadenspannung an einem der Fäden der Fadenschar während zumindest einem der Betriebszyklen gemessen wird und bei welchem der Betriebsdruck der Druckluft in Abhängigkeit von einem Fadenspannungs- messwert geändert wird. So lässt sich beispielsweise die Fadenschar mit im Wesentlichen konstanter Fadenspannung führen.
Damit ist auch die Möglichkeit gegeben, den Anlegevorgang durch Hilfseinrichtungen auszuführen, die eine Auslenkung der Fadenschar erzeugen. Insoweit ist die Verfahrensvariante vorgesehen, bei welcher der Saugstutzen während zumindest eines der Betriebszyklen stationär gehalten wird.
Insoweit ist das erfindungsgemäße Verfahren für mobile oder stationäre Absaugeinrichtungen besonders geeignet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Anlegen einer Fadenschar besitzt den besonderen Vorteil, dass damit sowohl manuell gesteuerte oder automatisierte Anlegevorgänge sicher durchgeführt werden können. Durch die dem jeweiligen Betriebszyklus angepasste Saugkraft zur Aufnahme und Abtransport der Faden- schar sind unterschiedliche Fadenführungen während des Anlegevorgangs realisierbar.
Da das Anlegen der Fadenschar bei Prozessbeginn oder nach einer Prozessunterbrechung im Wesentlichen nach einem festen Ablauf an den Galetten und den Wickelstellen der Aufwickelvorrichtung erfolgt, ist die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt ausgeführt, bei welcher die Steuereinheit einen Prozessor zur Speicherung und Ausführung eines Steuerprogramms aufweist, durch welches jedem der Betriebszyklen einer von mehreren Betriebsdrücken der Druckluft zugeordnet ist. So lässt sich das Steuerventil gemäß dem Steu- erprogramm derart ansteuern, dass jeweils für den betreffenden Betriebszyklus eine gewünschte Saugkraft an der Absaugeinrichtung vorhanden ist.
Unabhängig ob der Anlegevorgang durch einen Operator oder automatisiert ausgeführt wird, lässt sich die Steuereinheit vorzugsweise über eine Steuertaste an- steuern, um einen Start des Steuerprogramms auszulösen.
Für den Fall, dass das Steuerventil der Absaugeinrichtung zugeordnet ist, wird die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher das Steuerventil drahtlos mit der Steuereinheit verbunden ist. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Steuerventil stationär der Druckluftleitung zuzuordnen. In diesem Fall könnte auch eine Verkabelung realisiert werden.
Um möglichst eine gewünschte Fadenspannung über die Saugleistung und Saugkraft der Absaugeinrichtung zu erhalten, ist die Weiterbildung der erfmdungsge- mäßen Vorrichtung besonders vorteilhaft, bei welcher eine Messeinrichtung zur
Messung einer Fadenspannung an einem der Fäden der Fadenschar vorgesehen ist, welche mit der Steuereinheit verbunden ist. Damit lässt sich eine Regelung der Saugkraft der Absaugeinrichtung realisieren, um eine möglichst konstante Fadenspannung an der Fadenschar zu erzeugen. Hierbei ist auch die Möglichkeit gege- ben, dass eine Messeinrichtung in der Absaugeinrichtung integriert ist, die die Fadenspannung der Fadenschar erfasst.
Eine flexible Einsatzmöglichkeit ist insbesondere durch die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegeben, bei welcher die Absaugeinrichtung als eine mobile Saugpistole ausgeführt ist, die manuell durch eine Bedienperson oder automatisiert durch einen Roboter geführt ist.
Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Absaugeinrichtung als eine stationäre Saugeinheit auszuführen, die der Aufwickeleinrichtung zugeordnet ist. Wesentlich hierbei ist, dass während der verschiedenen Anlegevorgänge an den Galetten und Wickelstellen die gewünschte Saugkräfte zum Abziehen und Aufnahme der Fadenschar eingestellt sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand eines Ausführungs- beispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anlegen einer Fadenschar in einem Schmelzspinnprozess unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anlegen einer Fadenschar in einem Schmelzspinnprozess,
Fig. 2 schematisch eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Absaugeinrichtung für die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung,
Fig. 3 schematisch ein zeitlicher Verlauf eines Betriebsdruckes der Absaugeinrichtung gemäß Figur 2 beim Anlegen.
In der Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrich- tung zum Anlegen einer Fadenschar in einem Schmelzspinnprozess schematisch gezeigt. Hierbei ist nur eine Aufwickelvorrichtung mit mehreren Galetten gezeigt, die üblicherweise unterhalb einer Spinnposition einer Spinneinrichtung zur Extru- sion einer Fadenschar angeordnet ist. Bei derartigen Spinneinrichtungen ist es üblich, dass die frisch gesponnenen Fäden durch Galetten abgezogen und nach dem Verstrecken in mehreren Wickelstellen parallel zu Spulen gewickelt werden. Insoweit ist in Figur 1 eine Aufwickelvorrichtung 2 mit mehreren Wickelstellen 3.1 bis 3.4 und mehreren oberhalb der Wickelstellen 3.1 bis 3.4 angeordneten Galetten 11.1 bis 11.3 schematisch ge- zeigt.
Die Galetten 11.1 bis 11.3 sind an einem Galettenträger 12 auskragend gehalten, wobei sich der Galettenträger 12 an einem Maschinengestell 13 der Aufwickelvorrichtung 2 abstützt. Die Galetten 11.1 bis 11.3 sind mit Antrieben gekoppelt, die hier nicht näher dargestellt sind.
Die Aufwickelvorrichtung 2 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Anzahl von vier Wickelstellen 3.1 bis 3.4 auf, um die aus vier Fäden gebildete Fadenschar 21 zu Spulen zu wickeln. Die Anzahl der Fäden und die Anzahl der Wickelstellen sind beispielhaft. So können innerhalb einer Fadenschar 10, 12 oder 16 Fäden parallel nebeneinander zu Spulen gewickelt werden. Hierzu sind zwei Spulspindeln 4.1 und 4.2 auskragend an einem Spulenrevolver 6 gehalten. Die Spulspindeln 4.1 und 4.2 werden über separate Spindelantriebe 5.1 und 5.1 angetrieben. Der Spulenrevolver 6 ist mit einem Revolverantrieb 6.1 gekoppelt, so dass die Spulspindeln 4.1 und 4.2 abwechselnd in einem Betriebsbereich und einem Wech-
selbereich führbar sind. In dem Betriebsbereich wirken die Spulspindeln 4.1 und 4.2 mit einer Andrückwalze 7 zusammen.
Zum Verlegen der Fäden ist eine Changiereinrichtung 8 vorgesehen, die zu jeder Wickelstelle 3.1 bis 3.4 eine Changiereinheit aufweist.
Der Changiereinrichtung 8 ist zu jeder Wickelstelle 3.1 bis 3.4 jeweils eine separate Umlenkrolle 9.1 bis 9.4 vorgeordnet. Die Umlenkrollen 9.1 bis 9.4 sind frei drehbar an einem verschiebbaren Rollenträger 10 gehalten. Die Umlenkrollen 9.1 bis 9.4 dienen zur Separierung der Fadenschar 21, die im Betrieb mit einfachen Umschlingungen an den Galetten 11.1 bis 11.3 geführt sind.
Zum Anlegen und Einfädeln der Fäden der Fadenschar 21 ist eine mobile Absaugeinrichtung 1 vorgesehen, durch welche eine hier nicht dargestellte Bedienperson die laufenden Fäden zum Anlegen und Einfädeln an die Galetten 11.1 bis 11.3 und den Wickelstellen 3.1 bis 3.4 führt. Zur weiteren Erläuterung der Absaugeinrichtung 1 wird zusätzlich zu der Darstellung in Figur 2 Bezug genommen. In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Absaugeinrichtung 1 dargestellt. Die Absaugeinrichtung 1 ist hierbei als eine Saugpistole 15 ausgeführt und weist einen Anschlusskörper 28 auf, an welchem ein Rohrstutzen 14 gehalten ist. Der Rohrstutzen 14 bildet an seinem freien Ende eine Saugöffnung 18. Innerhalb des Anschlussstückes 28 ist der Rohrstutzen 14 mit einer Abfallleitung 19 verbunden, so dass sich ein durchgängiger Saugkanal einstellt. Zur Erzeugung einer Saugst- römung an dem Rohrstutzen 14 ist eine Druckluftleitung 16 an dem Anschlusskörper 28 angeschlossen, wobei die Druckluftleitung 16 über hier nicht näher dargestellte Injektorbohrungen in den Saugkanal münden. In diesem Ausführungsbeispiel ist an dem Anschlusskörper 28 ein Steuerventil 17 integriert, das der Druckluftleitung 16 zugeordnet ist, um einen Betriebsdruck der zugeführten Druckluft zu verändern.
Wie aus der Darstellung in Figur 1 hervorgeht, ist das Steuerventil 17 drahtlos mit einer Steuereinheit 23 verbunden. Hierzu weist die Steuereinheit 23 ein Sender 24 und das Steuerventil 17 einen Empfänger 25 auf.
Die Absaugeinrichtung 1 ist über die Abfallleitung 19 mit einem Abfallbehälter 20 verbunden. Die Druckluftleitung 16 verbindet die Absaugeinrichtung 1 mit einer Druckluftquelle 22. Bei der in Figur 1 dargestellten Situation befindet sich die Absaugeinrichtung 1 in einem Betriebszyklus, um die Fadenschar 21 an die Umlenkrollen 9.1 bis 9.4 anzulegen. Hierzu ist die Absaugeinrichtung 1 als eine mobile Saugpistole 15 ausgeführt, die in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Bedienperson bedient wird. Dabei wird die Absaugeinrichtung 1 in verschiedenen Betriebszyklen genutzt, um die Fadenschar vor einem Prozessbeginn einer Schmelzspinnanlage anzulegen. Damit derartige Betriebszyklen während des Anlegens der Fadenschar mit der zum Abziehen und Abführen der Fadenschar erforderlichen Saugkraft ausführen zu können, wird über die Steuereinheit 23 ein Steuerprogramm gestartet. Die Steuereinheit 23 weist hierzu einen Prozessor auf, in welchem die den Betriebs- zyklen zugeordneten Betriebsdrücke der Absaugeinrichtung 1 gespeichert und entsprechend dem Steuerprogramm ausgeführt werden. Um das Steuerprogramm zur Ansteuerung der Absaugeinrichtung 1 zu starten, ist an einem Bedienfeld 29 eine Steuertaste 30 vorgesehen. Über die Steuertaste 30 kann die Bedienperson den Anlegeprozess starten. Dabei werden die durch das Steuerprogramm vorge- gebenen Betriebsdrücke pro Betriebszyklus der Absaugeinrichtung 1 aufgegeben.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Betriebszyklus dargestellt, bei welcher die Fäden der Fadenschar 21 bereits an den Galetten 11.1 bis 11.3 angelegt sind und bei welcher die Fäden auf die einzelnen Umlenkrollen 9.1 bis 9.4 separiert werden. Die Separierung erfolgt durch die Führung der Saugpis-
tole 15 im Zusammenwirken mit einem Verschieben des Rollenträgers 10. In Fig. 1 ist diese Situation gestrichelt dargestellt.
Nachdem die Separierung erfolgt ist, wird der Rollenträger 10 in einer Betriebs- position fixiert. Nun lässt sich die Saugpistole 15 in eine Übernahmeposition platzieren, in welcher hier nicht dargestellte Hilfseinrichtungen die Fäden in die Wickelstellen 3.1 bis 3.4 anlegen. Hierbei erfolgt eine Änderung der Druckeinstellung an der Absaugeinrichtung 1. In der Figur 3 ist hierzu ein Ausführungsbeispiel verschiedener Druckeinstellungen während des Anlegevorgangs schematisch dargestellt.
In Figur 3 ist ein Diagramm gezeigt, welches auf der Ordinate einen Betriebsdruck der Druckluft und auf der Abszisse eine Betriebszeit des Anlegens der Fadenschar darstellt. Der Anlegevorgang ist in diesem Ausführungsbeispiel in insge- samt vier Betriebszyklen aufgeteilt. In einem ersten Betriebszyklus, der mit I gekennzeichnet ist, findet eine Übernahme der Fadenschar durch die Absaugeinrichtung 1 statt. Hierzu muss die Fadenschar von der Saugöffnung des Rohrstutzens eingesogen werden. Die Saugkraft an der Saugöffnung des Rohrstutzens ist insbesondere im Bereich kleiner Betriebsdrücke besonders hoch. Daher wird der Be- triebsdruck der Druckluft auf den Wert pi eingestellt. Der Betriebszyklus I ist über das Steuerprogramm über ein Zeitintervall eingestellt, das in Figur 3 durch ti bis t2 gekennzeichnet ist.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 könnte ein zweiter Betriebszyklus dazu dienen, um die Fadenschar am Umfang der Galetten 11.1 bis 11.3 anzulegen. In dieser Phase wird ein möglichst hoher Betriebsdruck an der Absaugeinrichtung eingestellt, um über eine möglichst hohe Saugkraft eine entsprechend hohe Fadenspannung in der Fadenschar 21 zu erhalten. Somit können die Fäden mit ausreichender Fadenspannung am Umfang der Galetten 11.1 bis 11.3 geführt werden, so dass eine Wickelbildung vermieden wird. Hierzu wird der Betriebsdruck der
Druckluft in der Absaugeinrichtung 1 auf den Wert p2 eingestellt, wie in Fig. 3 gezeigt.
In einem nächsten Betriebszyklus, wird die Fadenschar an den Umlenkrollen 9.1 bis 9.4 angelegt. In dieser Betriebszeit wird ein etwas niedriger Betriebsdruck benötigt, der in dem Betriebszyklus III durch p3 gekennzeichnet ist. Die Zeitintervalle, die durch die Kennbuchstaben ti bis t5 gekennzeichnet sind, sind in Abhängigkeit von der jeweiligen Anlegesituation unterschiedlich lang ausgeprägt und werden durch das Steuerprogramm vorgegeben. Die Zeitintervalle eines der Be- triebszyklen können ebenfalls variieren, wenn die Bedienung durch manuelle Tätigkeiten bestimmt ist. So gibt es langsame und schnelle Operator.
In einem letzten Betriebszyklus des Anlegevorgangs wird die Fadenschar in den Wickelstellen 3.1 bis 3.4 angelegt. In dieser Betriebszeit wird eine maximale Ein- Stellung des Betriebsdrucks an der Absaugeinrichtung 1 erforderlich. Insoweit wird während des Betriebszyklus IV der Betriebsdruck p4 eingestellt.
Das in Figur 3 dargestellte Druckprofil zur Steuerung der Druckluft an der Absaugeinrichtung 1 ist beispielhaft. Wesentlich hierbei ist, dass eine für den jewei- ligen Anlegevorgang gewünschte Fadenspannung vorherrscht.
Zur Verbesserung der einzelnen Anlegephasen besteht auch die Möglichkeit, dass während eines Betriebszyklus eine Fadenspannung an einem der Fäden der Fadenschar gemessen wird. Hierzu ist in Figur 1 eine Messeinrichtung 27 gestrichelt dargestellt. Die Messeinrichtung 27 ist im Fadenlauf den Galetten 11.1 bis 11.3 vorgeordnet, wobei zumindest an einem der Fäden die Fadenspannung überwacht wird. Die Messeinrichtung 27 ist mit der Steuereinheit 23 verbunden. Somit können die über das Steuerventil 17 vorgegebenen Druckeinstellungen an der Absaugeinrichtung 1 entsprechend einer Fadenspannung geregelt werden.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Absaugeinrichtung 1 ist ebenfalls beispielhaft. So lassen sich derartige Saugpistolen 15 auch vorteilhaft automatisiert führen, beispielsweise durch einen Roboterarm. In diesem Fall ist das Steuerventil 17 über eine Steuerleitung 31 mit einer Steuereinheit verbunden. In Figur 2 ist hierzu die Steuerleitung 31 gestrichelt dargestellt.
Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass das Steuerventil 17 nicht der Absaugeinrichtung 1 zugeordnet ist, sondern stationär innerhalb der Druckluftleitung 16 ausgebildet ist. Hierzu ist in Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Steuerventils 17 gestrichelt dargestellt. Das Steuerventil 17 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar der Druckluftquelle 26 nachgeordnet, so dass die Druckluftleitung 16 unmittelbar in den Anschlusskörper 28 der Absaugeinrichtung 1 angeschlossen ist. Des Weiteren lässt sich die Absaugeinrichtung auch durch eine stationäre Absaugeinheit bilden. Derartige stationäre Absaugeinheiten können beispielsweise unmittelbar der Aufwickelvorrichtung zugeordnet sein. Wesentlich für die Erfindung ist, dass der Betriebsdruck zur Erzeugung einer Saugströmung und zum Abziehen der Fadenschar in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszyklus änderbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung sind sowohl bei einem Prozessbeginn eines Schmelzspinnprozesses als auch nach einer Prozessunterbrechung im Schmelzspinnprozess einsetzbar. So lässt sich eine Fadenschar unmittelbar nach dem Anspinnen durch die Absaugeinrichtung über- nehmen. Ebenso besteht die Möglichkeit, die Fadenschar nach einer Prozessunterbrechung von einer stationären Absaugvorrichtung zu übernehmen.