Verfahren und Vorrichtung für die Überwachung der Arbeitsweise von Spulmaschinen und anderen Garnverarbeitungsmaschinen
Bei der Verarbeitung von Garnen in der Spulerei und anderen garnverarbeitenden Prozessen ist es erforderlich, dass im Falle eines Bruches des Cannes die betreffende Arbeitsstelle so rasch als möglich stillgesetzt wird. Infolge der hohen Arbeitsgeschwin- digkeiten solcher Prozesse ist eine sehr rasche Stillsetzung erwünscht, weil sonst die Gefahr besteht, dass de betreffende Arbeitsstelle ohne Garn weiterbetrieben wird, was zu Störungen aller Art Anlass bieten kann.
Bekannte Vorrichtungen für die Erfüllung dieser Funktion arbeiten grundsätzlich mit mechanischen oder mit mechanisoh-elektrischen Abstellvorrichtun- gen. Das Garn bewegt sich dabei über einen tuber- wachungsbügel, welcher durch eine Feder auf das Garn eine Spannung ausübt. Solange das Garn nicht unterbrochen ist, wird durch die Gegenspannung ein entsprechender Gegendruck auf den Bügel ausgeübt und dieser in einer bestimmten Arbeitsstellung ge- halten. Sobald infolge einer schwachen Stelle oder auch als Folge eines gewollten Abschneidens durch einen Garnreiniger das Garn unterbrochen wird, entfällt die Gegenspannung, wodurch der Bügel freigegeben wird und sich durch Einwirkung der Federkraft in eine Ruhelage bewegt.
In der Folge wird durch eine mechanische oder durch eine mechanischelektrische Einrichtung die entsprechende Arbeits- stelle, beispielsweise die Spulspindel, abgestellt oder der Unterbruch auf eine andere Weise angezeigt.
Solche bekannte Vorrichtungen arbeiten an und für sich sehr zuverlässig, weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. Der wesentlichste Nachteil ist die Zeitverzögerung zwischen dem Auftreten des Bruches im Garn und dem Abstellen der Spulspindel.
Ein weiterer Nachteil besteht in der mechanischen Reibungsbeanspruchung des Garns durch den tuber- wachungsbügel. Da die Garne allgemein auf Rei bungsbeanspruchung sehr empfindlich sind, muss. der Druck des Uberwachungsbügels auf das Garn mög- lichst klein gehalten werden. Dies bedeutet, dass nur eine schwache Federkraft auf. den Bügel einwirken darf. Da solche Bügel auch bei sorgfältiger Konstruk- tion immer eine bestimmte Masse aufweisen, ergibt sich infolge, der geringen Federkraft eine stark ver zögerte Bewegung des Bügels in seine Ruhelage, und die Totzeit der Abstellvorrichtung wird entsprechend lang.
Wird zwecks Beschleunigung des Abstelifvorgangs der Druck des Abstellbügels auf das Garn verstärkt, so lassen sich wohl kürzere Abstellzeiten erreichen, das Garn wird jedoch einer stärkeren Beanspruchung unterworfen und damit die Möglichkeit von Beschädigungen erhöht.
Es sind auch Vorrichtungen ohne mechanische Bügel vorgeschlagen worden, Idenen Ider Nachteil der Trägheit nicht mehr anhaftet. Hierfür werden bei spielsw, eise photoelektrische Anordnungen eingesetzt, wobei das zu überwachende Garn einen Lichtpfad teilweise abdeckt. Sobald kein Garn vorhanden ist, steigt die durchtretende Lichtmenge an und löst in einer entsprechenden Vorrichtung einen Abstellimpuls aus.
Solche Vorrichtungen sind jedoch nicht in der Lage, auch in, den Fällen Abstellimpulse aus- zulösen, in welchen das Garn infolge, denkb, arer Um stände wohl gabrochen ist, sich jedoch ein nun ruhendes Garnende immer noch innerhalb des Licht pfades beSndet und denselben wie im Falle des normal durchlaufenden Garnes abdeckt. Ferner sind solche Vorrichtungen in. deren Einstellung sehr empfindlich, da das Garn nur ein sehr kleines Signal ergibt, so dass Störeinflüsse, wie Streulicht, die Si cherheit des Funktionierens stark beeinträchtigen können.
Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile und betrifft ein Verfahren für die Überwachung der Arbeitsweise von Spulmaschinen und anderen Garnverarbeitungsmaschinen, wobei das laufende Garn ein Messorgan berührungsfrei, durchläuft un, d dabei vermittels der dem Garn eigentümlichen Durch messer-oder Querschnittsschwankungen ein äquivalentes elektrisches Wechselstromsignal erzeugt wird, so lange das Garn sich in Bewegung befindet, welches Verfahren sich dadurch auszeichnet, dass das elektrische Wechselstromsignal augenblicklich unterbrochen wird, sobald di-Durchmesser-oder Quer- schnittsschwankungen des Garn im Messorgan nicht mehr wirksam sind,
und dass bei aussetzendem Wech selstromsignal über einen elektrisch-mechanischen Wächter ein Betätigungsbefehl an ein Abstellorgan für die betreffende Arbeitsstelle abgegeben wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und umfasst ein Mess- organ zur fortwährenden Bildung eines elektrischen Signals während des Durchlaufs des Garns auf Grund seiner eigentümlichen Durchmesser-oder Quer schmttsschwankungsn, einen elektrisch-mechanischen Wächter zur Aussendung eines Betätigungsbefehls bei aussetzendem Signal sowie ein Abstellorgan zur Ausführung solcher Betätigungsbefehle.
Ausführungsbeispiele hierzu werden nachfolgend anhand der Figuren beispielsweise erläutert. Es zeigt :
Fig. 1 schematisch ein Prinzipschema,
Fig. 2 ein mögliches konstruktives Detail,
Fig. 3 ein weiteres schematisches Prinzipschema.
In Fig. 1 bedeutet 1 ein Oberwachungsorgan, welches an den Ausgangsklemmen 2, 3 ein Wechselspannungssignal Ul erzeugt, das den Durchmesseroder Querschnittsschwankungen des durch das Messfeld 6 laufenden Garns 7 äquivalent ist. Dieses Signal wird an die Basis und an den Emitter eines Transistors 4 gelegt. Dieser Transistor ist von einer Gleichspannungsquelle 9 über die Wicklung eines Relais oder Schaltmagneten 5 gespeist. Beim Auftreten von Halbwellen wird der Transistor vollständig ausgesteuert, und die Wicklung des Relais 5 ist stromfüh- rend. Dadurch wird der Anker angezogen und zwischen den Klemmen 10 und 11 der Kontakt eines weiteren Betätigungsstromkreises geschlossen.
Sobald durch einen Bruch des Garns oder auch infolge des Herausspringens des Garns aus dem Bereich des Messorgans die Signalspannung Ut un terbrochen wird, wird das Relais 5 augenblicklich stromlos, der Anker fällt ab, und zwischen den Klemmen 10, 11 besteht Unterbruch. In der Folge wird die betreffende Arbeitsstelle stillgelegt, bei- spielsweise die Spulspindel abgestellt oder auf eine andere Weise der Unterbruch im Arbeitsprozess sichtbar gemacht.
Beim Anfahren einer mit der erläuterten Ein- richtung versehenen Arbeitsstelle der Garnverarbei- tung ergibt sich folgende Schwierigkeit : Da zwischen den Klemmen 10, 11 beim Stillstand bereits Un terbruch besteht, da noch kein Wechselspannungs- signal U, erzeugt wird, muss vorübergehend zwischen diesen Klemmen ein Kontakt hergestellt werden, damit der Prozess anlaufen kann. Dies geschieht beispielsweise durch eine Drucktaste 8, die kurz von Hand gedrückt wird und damit den Anlauf ermöglicht.
Diese Drucktaste soll selbsttätig wieder in, die ungedrückte Lage zurückspringen, damit nicht Gefahr besteht, dass diese in gedrücktem Zustand verbleibt und damit die erfindungsgemässe Einrich- tung funktionsuntüchtig macht. Diese Drucktaste kann auch mit dem für das Anfahren der betreffenden Arbeitsstelle bereits vorgesehenen Schalthebel usw. vereinigt werden.
Die erläuterte Einrichtung sieht ferner vor, dass bei rein mechanisch betätigten Verarbeitungsprozes- sen durch das Relais 5 eine Antriebskupplung direkt betätigt wird. Dies geschieht beispielsweise über einen Kuppl, ungsstift 13 (Fig 2), welcher mit dem Anker 12 des Relais 5 oder eines geeigneten Schaltmagneten verbunden ist. Auch in diesem Falle muss durch eine vorübergehende mechanische Betätigung des Kupplungsstiftes 13 dafür gesorgt werden, dass der Anlauf des Arbeitsprozesses möglich wird.
In Fig. 3 ist ein Anwendungsbeispiel gezeigt, bei dem nicht nur eine Halbwelle der Signalwechselspannung Ul verwendet wird, um einen verstärkten Signalstrom zu erzeugen, sondern deren beide Halbwellen. Dies geschieht, indem an die Klemmen 2 und 3 des Überwachungsorgans 1 ein Vollweg Gleichrichter 14 angeschaltet wird. Die Ausgangsspannung des Gleichrichters 14 wird an eine Ver stärkerschaltung gelegt, wodurch erreicht wird, dass ohne jede Verzögerung beim ersten Wechselspan nungsimpuls ein verstärkter Strom durch das Relais s 5 fliesst.
Von grösster Bedeutung ist das vorliegende Verfahren im Zusammenhang mit der elektronischen Garnreinigung. Obwohl die Technik sich bemüht, die elektronischen Garnreiniger möglichst betriebssicher zu bauen, muss immer damit gerechnet werden, dass solche Garnreiniger gelegentlich ausfallen. Damit besteht die Gefahr, dass Garn bis zur nächsten Überprüfung der Garnreinigungsanlage ungereinigt verarbeitet wird, was zu erheblichen Schäden führen kann. Die erfindungsgemässe Vorrichtung lässt sich auf einfachste Weise mit elekronischen Garnreinigern kombinieren, womit erreicht wird, dass eine fast 100prozentige Gewähr dafür besteht, dass kein ungereinigtes Garn verarbeitet wird.
Die mit dem leffindungsgemässen Verfahren er reichbaren Stulsetzungszeiten liegen in der Grössen- ordnung von nur etwa 10 bis 50 Millisekunden.
Mechanische Vorrichtungen weisen zum Teil Totzeiten von bis 1 Sekunde und mehr auf. Ausser dem Vorbeil einer vernachlässigbaren Stillsetzungszeit haben, die erfindungsgemässen Vormchtungen noch den Vorteil, dass das Garn durch keinerlei mechanische überwachungsbügel beschädigt wird.
Method and device for monitoring the operation of winding machines and other yarn processing machines
When processing yarns in the winding mill and other yarn processing processes, it is necessary that, in the event of a break in the Cannes, the work site concerned is shut down as quickly as possible. As a result of the high working speeds of such processes, a very rapid shutdown is desirable, because otherwise there is the risk that the work station in question will continue to be operated without yarn, which can give rise to all kinds of malfunctions.
Known devices for fulfilling this function basically work with mechanical or mechanical-electrical shut-off devices. The yarn moves over a monitoring bracket, which exerts tension on the yarn through a spring. As long as the yarn is not interrupted, the counter-tension exerts a corresponding counter-pressure on the bracket and holds it in a certain working position. As soon as the yarn is interrupted as a result of a weak point or as a result of a deliberate cutting by a yarn clearer, the counter-tension is eliminated, which releases the bracket and moves into a rest position due to the action of the spring force.
As a result, the corresponding work location, for example the winding spindle, is switched off by a mechanical or by a mechanical-electrical device, or the interruption is indicated in some other way.
Such known devices operate very reliably in and of themselves, but have a number of disadvantages. The main disadvantage is the time delay between the occurrence of the break in the yarn and the shutdown of the winding spindle.
Another disadvantage is the mechanical frictional stress on the yarn from the monitoring bracket. Since the yarns are generally very sensitive to frictional stress, must. the pressure of the monitoring bracket on the yarn must be kept as small as possible. This means that only a weak spring force is on. the bracket may act. Since such brackets always have a certain mass, even with careful construction, the low spring force results in a greatly delayed movement of the bracket into its rest position, and the dead time of the parking device is correspondingly long.
If the pressure of the parking bracket on the yarn is increased in order to accelerate the stripping process, shorter parking times can probably be achieved, but the yarn is subjected to greater stress and thus the possibility of damage is increased.
Devices without mechanical brackets have also been proposed, which no longer suffer from the disadvantage of inertia. For this purpose, photoelectric arrangements are used, for example, with the yarn to be monitored partially covering a light path. As soon as there is no yarn, the amount of light passing through increases and triggers a shut-off pulse in a corresponding device.
However, such devices are not able to trigger shut-off pulses in cases in which the yarn has broken due to conceivable circumstances, but a now resting end of the yarn is still within the light path and is the same as in the case of the normal running yarn. Furthermore, such devices are very sensitive in their setting, since the yarn only gives a very small signal, so that interference, such as scattered light, can severely impair the safety of functioning.
The present invention avoids these disadvantages and relates to a method for monitoring the operation of winding machines and other yarn processing machines, whereby the running yarn passes through a measuring element without contact, and an equivalent electrical alternating current signal is generated by means of the diameter or cross-section fluctuations peculiar to the yarn as long as the yarn is in motion, which method is characterized by the fact that the electrical alternating current signal is immediately interrupted as soon as the diameter or cross-section fluctuations of the yarn in the measuring element are no longer effective,
and that in the event of an intermittent alternating current signal, an actuation command is issued to a shut-off device for the job in question via an electrical-mechanical monitor.
The invention also relates to a device for carrying out the method and comprises a measuring element for the continuous formation of an electrical signal during the passage of the yarn due to its peculiar diameter or transverse fluctuations, an electrical-mechanical monitor for sending an actuation command when the signal is interrupted and a shut-off device for executing such actuation commands.
Exemplary embodiments for this are explained below with reference to the figures. It shows :
1 schematically shows a basic scheme,
2 shows a possible structural detail,
3 shows a further schematic principle scheme.
In FIG. 1, 1 denotes a monitoring element which generates an alternating voltage signal U1 at the output terminals 2, 3, which signal is equivalent to the diameter or cross-sectional fluctuations of the yarn 7 running through the measuring field 6. This signal is applied to the base and to the emitter of a transistor 4. This transistor is fed from a DC voltage source 9 via the winding of a relay or switching magnet 5. When half-waves occur, the transistor is fully controlled and the winding of the relay 5 is live. As a result, the armature is attracted and the contact of another actuating circuit is closed between terminals 10 and 11.
As soon as the signal voltage Ut is interrupted by a break in the yarn or as a result of the yarn jumping out of the area of the measuring element, the relay 5 is instantaneously de-energized, the armature drops out, and there is an interruption between the terminals 10, 11. As a result, the relevant work station is shut down, for example the winding spindle is switched off or the interruption in the work process is made visible in some other way.
The following difficulty arises when approaching a yarn processing work station provided with the device explained: Since there is already an interruption between the terminals 10, 11 at standstill, since no alternating voltage signal U 1 is generated, there must be a temporary between these terminals contact can be established so that the process can start. This is done, for example, by a push button 8, which is briefly pressed by hand and thus enables start-up.
This push button should automatically jump back into the unpressed position so that there is no risk of it remaining in the pressed state and thus rendering the device according to the invention inoperable. This pushbutton can also be combined with the shift lever, etc., which are already provided for approaching the relevant job.
The device explained further provides that, in the case of purely mechanically operated processing processes, a drive clutch is operated directly by the relay 5. This is done, for example, via a coupling pin 13 (FIG. 2) which is connected to the armature 12 of the relay 5 or a suitable switching magnet. In this case, too, a temporary mechanical actuation of the coupling pin 13 must ensure that the start of the working process is possible.
In Fig. 3 an application example is shown in which not only a half-wave of the signal alternating voltage U1 is used to generate an amplified signal current, but both half-waves. This is done by connecting a full wave rectifier 14 to terminals 2 and 3 of the monitoring device 1. The output voltage of the rectifier 14 is applied to an amplifier circuit, which means that an amplified current flows through the relay s 5 without any delay in the case of the first alternating voltage pulse.
The present method is of the greatest importance in connection with electronic yarn clearing. Although technology tries to build the electronic yarn clearers as reliably as possible, it must always be expected that such yarn clearers will occasionally fail. This means that there is a risk that yarn will be processed without cleaning until the next inspection of the yarn clearing system, which can lead to considerable damage. The device according to the invention can be combined in the simplest way with electronic yarn clearers, which means that there is an almost 100 percent guarantee that no uncleaned yarn is processed.
The stopping times that can be achieved with the inventive method are in the order of magnitude of only about 10 to 50 milliseconds.
Mechanical devices sometimes have dead times of up to 1 second and more. In addition to the fact that a negligible shutdown time is passed, the devices according to the invention have the advantage that the yarn is not damaged by any mechanical monitoring bracket.