CH618744A5

CH618744A5 - Method and device for monitoring the twist during the crimping or twisting of thread structures

Info

Publication number: CH618744A5
Application number: CH622177A
Authority: CH
Inventors: Werner Hug
Original assignee: Electrotex Ag
Priority date: 1977-05-20
Filing date: 1977-05-20
Publication date: 1980-08-15
Also published as: DE2821488A1; JPS53143753A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen der Drehung beim Kräuseln oder Zwirnen von Fadengebilden. The present invention relates to a method and an apparatus for monitoring the rotation during crimping or twisting of thread structures.

Beim Falschdrahttexturieren beeinflusst die Drehungsdichte und deren Gleichmässigkeit die Qualität des Texturier-gutes entscheidend. Aus diesem Grunde ist es notwendig oder mindestens wünschenswert, die Drehungsdichte am laufenden Faden kontinuierlich oder stichprobenweise zu überwachen. Beim Texturieren mit Diabolo-Zwirnspindeln wird die Drehung formschlüssig, d.h. ohne Schlupf, auf das Texturiergut übertragen. Da die Drehzahl der Diabolo-Spindel mit bekannten Vorrichtungen gemessen werden kann und die Liefergeschwindigkeit bekannt ist, lässt sich die mittlere Drehungsdichte leicht berechnen. Es ist: In false-wire texturing, the density of twist and its uniformity have a decisive influence on the quality of the textured material. For this reason, it is necessary or at least desirable to monitor the twist density on the running thread continuously or on a random basis. When texturing with diabolo twisting spindles, the rotation becomes positive, i.e. transferred to the textured material without slippage. Since the speed of the diabolo spindle can be measured with known devices and the delivery speed is known, the mean rotation density can be easily calculated. It is:

T = T =

VL VL

mitT = Drehungsdichte nzw = Drehzahl der Zwirnspindel with T = twist density nzw = speed of the twisting spindle

VL = Längsgeschwindigkeit des Fadens VL = longitudinal speed of the thread

Um die Produktionsgeschwindigkeit über den durch die Diabolo-Spindel bei ca. 250 m/min limitierten Wert zu steigern, wurden die Friktionsaggregate entwickelt. Bei diesen wird der Faden durch an der Oberfläche tangential angreifende Reibkräfte in Drehung versetzt. Es ist ersichtlich, dass dabei die Drehimgserteilung von vielen, zeitlich nicht konstanten Faktoren, wie Reibungskoeffizient, Fadentemperatur, Fadenspannung usw. abhängig ist, so dass die Fadendrehung nicht genügend genau aus der Drehzahl der Friktionsscheiben abgeleitet werden kann. The friction units were developed to increase the production speed above the value limited by the diabolo spindle at approx. 250 m / min. In these, the thread is set in rotation by friction forces acting tangentially on the surface. It can be seen that the torque is dependent on many factors that are not constant over time, such as the coefficient of friction, thread temperature, thread tension, etc., so that the thread rotation cannot be derived with sufficient accuracy from the speed of the friction discs.

Es sind Vorrichtungen entwickelt worden, mit denen sich der Zwirnsteigungswinkel a am laufenden Faden mittels den Faden berührender, drehbarer Schneiden oder mittels Rollen, bestimmen lässt. Devices have been developed with which the twist pitch angle a on the running thread can be determined by means of rotating blades touching the thread or by means of rollers.

Aus dem Zwirnsteigungswinkel a lässt sich die Drehungsdichte T gemäss folgender Formel berechnen: The twist density T can be calculated from the twist pitch angle a according to the following formula:

tga tga

T = T =

ir ' d ir 'd

T = Drehungsdichte a = Zwirnsteigungswinkel d = Durchmesser des gedrehten Fadens T = twist density a = twist pitch angle d = diameter of the twisted thread

Solche Vorrichtungen, äusserst empfindliche Instrumente zum Bestimmen des Zwirnsteigungswinkels a, sind für wissenschaftliche Untersuchungen wohl sehr wertvoll, genügen aber den Anforderungen des rauhen Produktionsbetriebes bezüglich Robustheit und Bedienungsfreundlichkeit nicht. Such devices, extremely sensitive instruments for determining the twist pitch angle a, are probably very valuable for scientific studies, but they do not meet the requirements of rough production operations with regard to robustness and user-friendliness.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines Verfahrens zum Bestimmen der Drehung von Fadengebilden, welches einfach in der Messtechnik ist, sichere Resultate ergibt und die Möglichkeit bietet, einfache, praxisnahe und billige Messvorrichtungen zu schaffen. The present invention aims to provide a method for determining the rotation of thread structures, which is simple in measurement technology, gives reliable results and offers the possibility of creating simple, practical and inexpensive measuring devices.

Das erfindungsgemässe Verfahren, welches diese Bedingungen erfüllt, zeichnet sich durch den Wortlaut des Anspruches 1 aus. The method according to the invention, which fulfills these conditions, is characterized by the wording of claim 1.

Es stellt ein Verfahren zum quantitativen Bestimmen der Rotationsfrequenz des Fadens dar. It represents a method for the quantitative determination of the rotational frequency of the thread.

Die Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens ist gekennzeichnet durch den Wortlaut des Anspruches 10. Sie weist keine beweglichen Teile auf, so dass sie eine robuste und somit praxisgerechte Lösung darstellt. The device for carrying out this method is characterized by the wording of claim 10. It has no moving parts, so that it represents a robust and thus practical solution.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert. Es zeigen in rein schematischen Darstellungen: The invention is subsequently explained, for example, using figures. In purely schematic representations, they show:

Fig. 1 den Fadenlauf in einer Texturiermaschine vom Streckzwirncops bis zum Ausgangslieferwerk, 1 shows the thread path in a texturing machine from drawn twist cops to the initial delivery unit,

Fig. 2 eine Aufsicht auf einen Detektor zur Fadenüberwachung, 2 is a plan view of a detector for thread monitoring,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Detektor gemäss Schnittlinie A - A der Fig. 2, 3 shows a section through the detector along section line A - A of FIG. 2,

Fig. 4 eine Einrichtung zum Überwachen des Fadens, inklusive den Detektor nach Fig. 2, 4 shows a device for monitoring the thread, including the detector according to FIG. 2,

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

618 744 618 744

Fig. 5 und 6 zwei Varianten von Detektoren, welche mit durch den Faden gehenden bzw. an dessen Oberfläche reflektierenden Strahlen detektieren. 5 and 6 two variants of detectors which detect with rays passing through the thread or reflecting on the surface thereof.

Gemäss Fig. 1 wird ein Faden oder Garn 1 von einer Spinnspule 3 abgezogen. Es gelangt durch ein Einzugsliefer- 5 werk 4 und einen Heizer 6 zu einem Drallgeber 8 und verlässt anschliessend die Texturierzone durch ein Ausgangslieferwerk 1, a thread or yarn 1 is drawn off from a spinning bobbin 3. It passes through a feeder 5 and a heater 6 to a swirler 8 and then leaves the texturing zone through an exit feeder

10. Das durch den Drallgeber 8 auf den Faden 1 ausgeübte Drehmoment versetzt diesen in Drehung um die eigene Achse 10. The torque exerted by the twist encoder 8 on the thread 1 sets it in rotation about its own axis

11. Da das Gegendrehmoment, sofern keine Garnumlenkun- 10 gen vorhanden sind, praktisch nur zwischen dem Klemmpunkt des Einzugs-Lieferwerkes 4 und dem Heizer 6 erzeugt wird, weist das jeweilige Fadenstück zwischen dem Heizer 6 und dem Drallgeber 8 annähernd eine einheitliche Drehfre-quenz auf. Die Drehfrequenz des Fadens 1 kann daher an 15 beliebiger Stelle innerhalb dieser Zone, Heizer 6, Drallgeber 8 detektiert werden. Ein Detektor 13 erfüllt diese Aufgabe. 11. Since the counter torque, provided there are no yarn deflections, is practically only generated between the clamping point of the feeder 4 and the heater 6, the respective piece of thread between the heater 6 and the swirl device 8 has approximately a uniform rotational frequency on. The rotational frequency of the thread 1 can therefore be detected at any point within this zone, heater 6, swirl sensor 8. A detector 13 fulfills this task.

Eine erste Variante des erfindungsgemässen Verfahrens zum Bestimmen der Drehfrequenz des Fadens 1 besteht darin, diesen Faden 1 gemäss Fig. 2 zwischen zwei Elektroden 15,16, 20 die einen Messkondensator bilden, durchzuführen. Da sich in der Praxis der Dielektrikums-Schwerpunkt 18 des Fadenstücks 19, das sich momentan zwischen den Elektroden 15 und 16 des Messkondensators befindet, nie genau auf der Drehachse 11 des Fadens 1 liegt, beschreibt dieser Punkt 18 eine Kreisbahn 25 21 (Fig. 3) mit einer der Drehfrequenz entsprechenden Frequenz des Fadens. Dies bewirkt, dass sich die Kapazität des Kondensators 15,16 mit dieser Frequenz ändert. Diese gesuchte Frequenz lässt sich mit bekannten Mitteln, wie sie z.B. in Fig. 4 vermerkt sind, leicht quantitativ ermitteln. 30 A first variant of the method according to the invention for determining the rotational frequency of the thread 1 consists in carrying out this thread 1 according to FIG. 2 between two electrodes 15, 16, 20 which form a measuring capacitor. Since in practice the dielectric center of gravity 18 of the thread piece 19, which is currently located between the electrodes 15 and 16 of the measuring capacitor, is never exactly on the axis of rotation 11 of the thread 1, this point 18 describes a circular path 25 21 (FIG. 3 ) with a frequency of the thread corresponding to the rotational frequency. This causes the capacitance of the capacitor 15, 16 to change with this frequency. This frequency can be searched by known means, e.g. are noted in Fig. 4, easily determine quantitatively. 30th

Eine weitere Variante, dieses Verfahren auszuführen, besteht darin, bei einer Anordnung gemäss den F ig. 2 und 3 nicht die Kapazitätsschwankungen zwischen den Elektroden 15 und 16, sondern die Frequenz der Spannungsschwankungen zwischen diesen auszuwerten. Diese Spannungsschwan- 35 klingen haben ihre Ursache darin, dass jeder mehr oder weniger isolierende Faden elektrische Ladungen aufweist. Der resultierende Ladungsdipol, des sich zwischen den Elektroden Another variant of carrying out this method consists in an arrangement according to FIGS. 2 and 3 do not evaluate the capacitance fluctuations between the electrodes 15 and 16, but the frequency of the voltage fluctuations between them. The reason for these voltage fluctuating blades is that each more or less insulating thread has electrical charges. The resulting charge dipole located between the electrodes

15,16 befindenden Fadenstücks 19, weist eine Richtung auf, die zufällig von der Richtung der Faden-Drehachse 11 abweicht. Daher influenziert dieser rotierende Dipol leicht auswertbare Potentialschwankungen im Detektor 13. 15, 16 located thread piece 19 has a direction which randomly deviates from the direction of the thread axis of rotation 11. Therefore, this rotating dipole influences easily evaluable potential fluctuations in the detector 13.

Eine weitere Möglichkeit der Ausführung des Verfahrens besteht darin, den Faden 1 gemäss Fig. 5 oder Fig. 6 durch einen Strahlengang 25 bzw. 30 eines Strahlensenders 27, zJ5. einen Lichtstrahl, zu führen. Durch* Inhomogenitäten und da der betrachtete Fadenquerschnitt keine Kreisscheibe mit dem Zentrum auf der Drehachse 11 darstellt, entstehen periodische Schwankungen der gemäss den Fig. 5 und Fig. 6 durch den Empfanger 28 detektierten Strahlungsintensität. Die Frequenz dieser Schwankungen steht in einem konstanten Verhältnis zu der gesuchten Faden-Drehfrequenz, die sich mit bekannten Mitteln leicht bestimmen lässt. A further possibility of executing the method consists in passing the thread 1 according to FIG. 5 or 6 through a beam path 25 or 30 of a beam transmitter 27, zJ5. to carry a beam of light. * Inhomogeneities and since the thread cross section under consideration does not represent a circular disk with the center on the axis of rotation 11, periodic fluctuations in the radiation intensity detected by the receiver 28 according to FIGS. 5 and 6 arise. The frequency of these fluctuations is in constant proportion to the thread rotation frequency sought, which can be easily determined using known means.

Es wäre ferner möglich, einen Schall- resp. Ultraschall-empfanger möglichst nahe beim bewegten Faden anzuordnen z.B. so, dass der Faden touchiert wird. Es kann dann aus den gleichen Gründen, wie sie vorstehend beschrieben sind, am Empfanger ein periodisch schwankendes Signal abgenommen werden, aus dem sich wiederum die gesuchte Faden-Dreh-frequenz ermitteln lässt. It would also be possible to create a sound or To place the ultrasound receiver as close as possible to the moving thread e.g. so that the thread is touched. For the same reasons as described above, a periodically fluctuating signal can then be taken from the receiver, from which the desired thread rotation frequency can in turn be determined.

Im folgenden werden einige Beispiele aufgeführt, die zeigen, wie die ermittelte Frequenz weiterverarbeitet werden kann: The following are some examples that show how the determined frequency can be processed:

- Auslösen eines Schaltvorganges, z.B. an den Lieferwerken oder dem Drallgeber, wenn ein vorgegebener Wert über-resp. unterschritten wird. - triggering a switching process, e.g. at the supplying plants or the swirl generator if a specified value exceeds or is undercut.

- Bestimmen der mittleren Drehungsdichte, indem die Drehfrequenz des Fadens in Relation zur effektiven Fa-denabzugsgeschwindigkeit des Ausgangslieferwerkes gesetzt wird. - Determination of the average twist density by setting the rotational frequency of the thread in relation to the effective thread take-off speed of the initial delivery unit.

- Bestimmen des Mittelwertes und des Variationskoeffizienten der mittleren Drehungsdichte, z.B. als wichtige Qualitätsmerkmale. - determining the mean and the coefficient of variation of the mean rotation density, e.g. as important quality features.

- Als Rückführungsgrösse in Regelkreise, z.B. zum automatischen Regeln der Drehungsdichte. - As a feedback variable in control loops, e.g. for automatic regulation of the rotation density.

v v

2 Blätter Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

618744

1. A method for monitoring the rotation during crimping or twisting of thread structures, characterized in that the temporal changes in characteristic features in terms of their position with respect to the axis of rotation of the rotating thread structure are determined locally, and that a frequency is eliminated from the determined value is in a constant relationship to the rotational frequency of the rotating thread structure.

2. The method according to claim 1, characterized in that one of the following measurement methods is selected to determine the changes over time in characteristic features:

a) changes in capacitance of a measuring capacitor or b) changes in voltage of an electrical probe.

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 1, characterized in that one of the following measurement methods is selected to determine the temporal changes in characteristic features:

c) changes in intensity of radiation or d) changes in intensity of reflecting radiation.

4. The method according to claim 1, characterized in that the temporal changes in two different detection directions of the same detection level are determined in order to determine the time shift between the two correlating signals, and from this to calculate the rotational frequency of the thread structure.

5. The method according to claim 1, characterized in that one makes the determination without touching the thread structure.

6. The method according to claim 1, characterized in that a rotation measuring probe is arranged within the heater (6) for the thread structure.

7. The method according to claim 1, characterized in that one a characteristic of the thread structure or a feature imposed on the thread structure, e.g. a thread guide asymmetry used.

8. The method according to claim 1, characterized in that the mean rotation density and the mean twist pitch angle are determined from the rotational frequency.

9. The method according to claim 1, characterized in that one determines the changes over time at two separate locations along the thread structure and determines the thread rotation frequency.

10. The device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that an determiner is arranged for determining the rotational frequency of the thread structure.

11. The device according to claim 10, characterized in that the detector is designed as a capacitor or as an electrical field probe.

12. The device according to claim 10, characterized in that the investigator as a radiation barrier, e.g. an optical, is formed.