CH439034A

CH439034A - Verfahren zur Erzeugung eines Steuersignals beim Auftreten eines Fadenbruches an Textilmaschinen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: CH439034A
Application number: CH250066A
Authority: CH
Inventors: Dolder Alfred
Original assignee: Dolder Alfred
Priority date: 1966-02-21
Filing date: 1966-02-21
Publication date: 1967-06-30

Description

Verfahren zur Erzeugung eines Steuersignals beim Auftreten eines Fadenbruches an Textilmaschinen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung eines Steuersignals beim Auftreten eines Fadenbruches an Textilmaschinen und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei Textilmaschinen wird d bekanntlich an bestimm- ten Überwachungsstellen der Laufstrecken von Fäden und Faserbändern, z. B. zwischen einer Lieferstelle und einer Aufnahmestelle das Vorhandensein des Fadens bzw. Faserbandes mittels sogenannten Fadenwächtern überwacht, und zwar mit dem Zweck, bei einem Fadenbruch ein möglichst rasches Ausschalten der Maschine bzw. Spulstelle herbeizuführen.

Es sind bereits eine grosse Zahl solcher Fadenwächter bekannt, welche jedoch alle bestimmte Mängel aufweisen. So kennt man z. B. verschiedene rein me- chanisch arbeitende Fadenwächter, bei welchen ein ausschwenkbares Fühlerorgan gegen den Faden gedrückt wird. Bei Bruch des Fadens schwenkt dieses Fühlerorgan aus und betätigt einen Stoppmechanismus oder einen elektrischen Schalter. Gemäss einem anderen Prinzip wird eine drehbar gelagerte Rolle gegen den Faden gedrückt. Die Rolle wird induktiv oder photoelek- trisch abgetastet und erzeugt bei ihrer Drehung ein Wechselfeld, welches von einem Empfänger in eine Wechselspannung mit von der Rotationsgeschwindigkeit der Rolle abhängiger Frequenz und Amplitude umgewandelt wird. Bei Fadenbruch wird die Rolle durch Bremsmittel stillgesetzt.

Die Ausschaltung der Maschine erfolgt durch geeignete Schaltmittel, wenn die Frequenz bzw. Amplitude der Wechselspannung auf einen bestimmten kleinen Wert abgesunken ist.

Derartige Einrichtungen benötigen für ein einwandfreies Arbeiten eine hohe Fadenspannung, welche nicht immer vorhanden ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die relativ grossen bewegten Massen der Fühlerorgane bei den bei modernen Textilmaschinen üblichen grossen Arbeitsgeschwindigkeiten viel zu grosse Ansprechzeiten ergeben.

Es sind auch berührungsfreie Fadenwächter bekanntgeworden, bei welchen das Vorhandensein des Fadens auf photoelektrische oder kapazitive Art überwacht wird. Dabei kann z. B. eine Lichtschranke vorgesehen sein, welche einen Schalter betätigt. Gemäss einer anderen bekannten Art wird mittels Photozellen der Durchmesser des Fadens, welcher dauernd ändert, gemessen und eine diesem Durchmesser proportionale Spannung erzeugt. Die die Durchmesserschwankungen repräsentierende Wechselspannung wird gleichgerichtet und das gewonnene Gleichstromsignal als Anzeige für das Vorhandensein eines sich in der Laufstrecke bewegenden Fadens ausgewertet. Ein Nachteil dieser berührungsfreien Fadenwächter liegt darin, dass diese sehr empfindlich gegen Verunreinigungen sind.

Ausserdem ist der photoelektrische Fadenwächter empfindlich gegen Fremdlicht und die Lichtquelle hat eine relativ kurze Lebensdauer.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals beim Auftreten eines Fadenbruches an Textilmaschinen, mittels welchen eine sehr kurze Ansprechzeit erzielt und die Benötigung einer hohen Fadenspannung sowie auch die Empfindlichkeit gegen Schmutz und Fremdeinflüsse vermieden wird.

Die Erfindung benützt die Tatsache, dass das durchlaufende Gut wegen Unregelmässigkeiten bei Lieferstellen, Führungsorganen, Aufnahmestellen usw. dauernden mechanischen Spannungsschwankungen unterworfen ist, und dass ferner der Faden immer Oberflächenunebenheiten aufweist. Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein die mechanischen Spannungsschwankungen und Oberflächenunebenheiten des Fadens repräsentierendes, elektrisches Signal in der Überwachungsstelle gewonnen wird und das Ausfallen dieses Signals zur Erzeugung des Steuersignals ausgewertet wird.

Zur Durchführung dieses Verfahrens dient eine Einrichtung, welche aus einem elektrischen Signalgeber, einem Verstärker und einem Auswertorgan besteht und dadurch gekennzeichnet ist, dass der Signalgeber einen mechanischeiektrischen Wandler und ein mit diesem zusammen arbeitendes mechani sches Fühlerorgan aufweist, welches den ankommenden Faden in seiner Laufrichtung auslenkt, und dass das Auswertorgan ein Schwellwertdiskriminator mit Kurzzeitspeicherung ist.

Auf beiliegender Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert, welche im folgenden näher beschrieben sind. Es zeigen:
Fig. 1 ein Prinzipschema einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 ein Prinzipschema einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 3, 4 und 5 Prinzipschemas von weiteren Ausführungsformen des Signalgebers.

In der Fig. 1 ist mit 1 ein Signalgeber bezeichnet, welcher aus einem Fühlerorgan 1.1 und einem mechanischelektrischen Wandlerorgan 1.2 besteht. Das Wandlerorgan 1.2 ist ein piezoelektrisches Element 1.21, welches an den gegenüberliegenden Oberflächen Elektroden 1.22, zur Abführung der auf Grund des direkten Piezoeffektes bei auf das Piezoelement wirkendem mechanischem Druck entstehenden elektrischen Oberflä cheniadungen, aufweist. Das Fühlerorgan besteht aus einer auf der einen Elektrode 1.22 befestigten Nadel, welche am abstehenden Ende eine Einbuchtung 1.11 besitzt und zur Übertragung der mechanischen Span nungsschwankungen und Impulse des zu verarbeitenden Fadens 2 auf das Wandlerorgan 1.2 dient. Dler Faden 2 ist zu diesem Zweck durch die Einbuchtung 1.11 geführt.

Das Fühlerorgan 1.1 lenkt den ankommenden Faden 2 aus seiner Laufrichtung aus, wobei die Zugspannungsschwankungen und Impulse des Fadens 2 in Druckspannungsschwankungen umgeformt werden.

Die Oberflächenspannung des Piezoelementes 1.21 wird einem Verstärker 3 zugeführt, welcher einen Schwellwertdiskriminator 4 steuert. Der Schwellwertdiskriminator 4 besteht aus einem monostabilen Kippverstärker 4.1 und einem Eingangstransistor 4.2. Am Ausgang des Kippverstärkers 4.1 ist ein Relais 5 mit einem Arbeitskontakt 5.1 angeschlossen. Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt:
Die mechanischen Schwingungen des Fadens werden im Signalwandler 1 in elektrische Spannungsschwankungen umgewandelt, welche im Verstärker 2 auf einen zur Steuerung des Schwellwertdiskriminators 4 geeigneten Wert verstärkt werden. Sofern das Signal einen bestimmten, in diesem Falle positiven Wert überschreitet, wird der Kondensator 4.12 in der monostabilen Kippschaltung 4.1 durch den Transistor 4.2 entladen.

Der Transistor 4.13 des Kippverstänkers 4.1 bleibt somit stromlos, während der Transistor 4.14 leitet und das Relais 5 im Kollektorkreis des Transistors 4.14 erregt ist. Der Arbeitskontakt 5.1 ist gechlossen. Wenn nun der Faden 2 reisst, verschwinden die Spannungsschwankungen. Der Transistor 4.2 leitet nicht mehr und der Kondensator kann sich über den Widerstand 4.15 aufladen. Dadurch wird der Transistor 4.13 leitrend; während Transistor 4.14 sperrt, d. h. das Relais 5 wird stromlos. Der Arbeitskontakt 5.1 öffnet und zeigt damit das Vorhandensein des Fadenbruches an. Das Öffnen des Arbeitskontaktes 5.1 kann zur Stillsetzung der Spulstelle oder der Maschine benützt werden. Dank der Kurzzeitspeicherwirkung des Kondensators 4.12 wird erreicht, dass das Relais 5 bei kurzzeitigem Signal ausfall infolge Verminderung der Fadenspannung bei intaktem Faden nicht abfällt.

In Fig. 2 ist das mechanischelektrische Wandler gan des Signalgebers, welches hier mit 1.3 bezeichnet ist, gleichzeitig als Fühlerorgan ausgebildet. Dieses Wandlerorgan 1.3 besteht aus einem stabförmigen piezoelektrischen Element, über dessen einem Ende der Faden 2 in einer kleinen Einbuchtung läuft, und das am andern Ende eingeklemmt ist. Die Fadenspannungsschwankungen erzeugen im piezoelektrischen Element
1.3 Schwankungen des Biegemomentes, wodurch elektrische Spannungsschwankungen entstehen.

Nach erfolgter Verstärkung im Verstärker 3 wird das Signal einem Schwellwertdiskriminator 4 zugeführt, der hier ein Gleichrichter in Spannungsverdopplerschaltung ist, bestehend aus den Kondensatoren 4.3, 4.4, den Gleichrichtern 4.5, 4.6 und einem Transistor 4.7, in dessen Kollektorkreis sich ein Relais 5 mit einem Arbeitskontakt 5.1 befindet. Der Wechselspannungsanteil des verstärkten Signals bewirkt die Aufladung des Kondensators 4.4. Bei genügender Ladespannung an diesem Kondensator 4.4 ist der Transistor 4.7 ausgesteuert und das Relais 5 erregt. Bei Fadenbruch verschwindet das Signal und der Relaiskontakt 5.1 fällt ab.

Die Fig. 3 zeigt einen Signalgeber 1, bei welchem an einem mechanischen Fühlerorgan 1.4 Dehnungsmessstreifen 1.5 angebracht sind. Durch die Kräfte des Fadens 2 wird das Fühlerorgan 1.4 durchgebogen, was sich mittels der Dehnungsmessstreifen 1.5 in einer elektrischen Spannungsänderung äussert.

In der Fig. 4 ist ein Signalgeber 1 dargesbellt, welcher mit einem induktiven Aufnehmer in Form einer Spule 1.6 ausgerüstet ist. Die Spannungsschwankungen des Fadens 2 bewirken Lageänderungen eines Fühlerorgans 1.7, welches anderseits das Magnetfeld der Spule 1.6 beeinflusst, wodurch eine Spannung in dieser Spule 1.6 induziert wird.

Der in der Fig. 5 dargestellte Signalwandler 1 ist mit einem kapazitiven Aufnehmer 1.8 ausgerüstet. Die Spannungsschwankungen des Fadens 2 bewirken Lage änderungen eines Fühlerorgans 1.9 und damit elektrische Spannungsschwankungen am kapazitiven Aufnehmer 1.8.

Mit der vorsbehend an Hand verschiedener Ausführungsbeispiele beschriebenen Einrichtung wird ein sehr rasches Anzeigen bzw. Ausschalten bei Fadenbruch erzielt. Eine hohe Fadenspannung ist nicht erforderlich, da dank dem Verstärker mit sehr kleinen Kräften gearbeitet werden kann. Verunreinigungen haben keinen Einfluss auf die Empfindlichkeit der Einrichtung.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele, sondern umfasst auch noch folgende im Rahmen der Erfindung liegende Va rianten:
Es können z. B. ohne weiteres mehrere Uberwa- chungsstellen zusammen auf ein gemeinsames Relais einwirken. Ferner besteht die Möglichkeit, einen Signalgeber und einen Schwellwertdiskrininator mit ausgeprägter aufeinander abgestimmter Resonanzfrequenz vorzusehen. Dies ermöglicht die Reduktion der Zahl der notwendigen Verstärker, in dem für mehrere Signalgeber ein einziger Verstärker vorgesehen wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Erzeugung eines Steuersignals beim Auftreten des Fadenbruches an Textilmaschinen, bei welchem der Faden beim Durchlaufen einer Uberwa- chungsstelle ein elektrisches Signal erzeugt, das nach Verstärkung zur Erzeugung des Steuersignals ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein die mechanischen Spannungsschwankungen und Oberflächenunebenheiten des Fadens repräsentierendes Signal in der Überwachungsstelle gewonnen wird und das Ausfallen dieses Signals zur Erzeugung des Steuersignals ausgewertet wird.

II. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, bestehend aus einem elektrischen Signalgeber, einem Verstärker und einem Auswertorgan, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber einen mechanischelektrischen Wandler und ein mit diesem zusammen arbeitendes mechanisches Fühlerorgan aufweist, welches den ankommenden Faden in seiner Laufrichtung auslenkt, und dass das Auswertorgan ein Schwellwertdiskriminator mit Kurzzeitspeiche rung ist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Signal vor der Auswertung gleichgerichtet wird.

2. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanischelektrische Wandler aus einem piezoelektrischen Element besteht.

3. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanischelektrische Wand ler aus mindestens einem am Fühlerorgan befestigten Dehnungsmessstreifen besteht.

4. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Wandler ein induktiver Geber ist.

5. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanischelektrische Wandler ein kapazitiver Geber ist.

6. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanischelektrische Wand ler als Fühlerorgan ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Fühlerorgan als Fadenführung ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwertdiskriminator aus einer monostabilen Kippschaltung besteht, welche durch die Spannungsspitzen des Signals eingeschaltet bleibt, solange der zeitliche Abstand der Spannungsspitzen kleiner als die Rückstellzeit ist, wobei diese Rückstellzeit mindestens so lange ist, wie der maximale zeitliche Abstand der Spannungsspitzen bei normalem Fadenlauf.

9. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwertdiskriminator aus einem Relais mit vorgeschaltetem Kondensator besteht, welchem ein Gleichrichter vorgeschaltet ist.

10. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber eine ausgeprägte Eigenresonanz aufweist.

11. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Signalgeber als auch Schwellwertdiskriminator aufeinander abgestimmte ausgeprägte Eigenresonanzen aufweisen.