CH686909A5

CH686909A5 - More accurate thread tension control in the reels of beam machines

Info

Publication number: CH686909A5
Application number: CH00116/93A
Authority: CH
Inventors: Peter Dr Vogel
Original assignee: Benninger Ag Maschf
Priority date: 1993-01-15
Filing date: 1993-01-15
Publication date: 1996-07-31

Abstract

An arrangement for measuring tension in a thread or threads being wound for a reel comprises appts. (12) for braking the reel (53), brake torque sensor (16) to detect force or torque exerted by braking and a device (50) for detecting reel radius (9) at any one time. Sensor and device are connected at their outputs to a device (51) for determining a quantity corresp. to thread tension. Also claimed using the above, is a method entrailing: division of sensor-detected torque value (24) by instantaneous reel radius and subtraction of the resultant thread tension (8) from set-point tension (54) in the comparator (40); conveying the difference to a regulator (42) and: transmitting the regulator-producing control signal (43) to an actuator (28) so, via a linkage, braking action is adjusted.

Description

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln und eine Vorrichtung zum Messen der Spannung eines Fadens oder einer Anzahl von Fäden gemäss Oberbegriff der Patentansprüche. The invention relates to a method for regulating and a device for measuring the tension of a thread or a number of threads according to the preamble of the claims.

Beim Abwickeln eines Fadens von einem Wickel, z.B. beim Bäumen auf Konusschär- und Bäummaschinen, ist es wichtig, eine vorbestimmbare Härte der Wicklung auf dem Wickel bzw. dem Kettbaum zu erreichen, was bei der Wickelarbeit z.B. eine möglichst konstante Spannung, z.B. Kettspannung zwischen Trommel und Kettbaum voraussetzt. Es sind bereits verschiedene Systeme zum Konstanthalten des Bäumzugs bekannt. Die DE 2 823 689 stellt ein System vor, bei dem eine Steuerung die Wickelgeschwindigkeit konstant hält und die auf die Schärtrommel wirkende Bremskraft proportional zur Drehzahl der Schärtrommel verändert. Damit bleibt der Bäumzug theoretisch konstant. Andere bekannte Systeme basieren auf einer Regelung des Bäumzugs. Um den Bäumzug durch Verstellen der auf die Schärtrommel wirkenden Bremskraft zu regeln, muss der Bäumzug, oder eine Grösse von welcher der Bäumzug möglichst genau abgeleitet werden kann, gemessen werden. Die bisher bekannten und bewährten Systeme messen den Bäumzug durch die Erfassung des Motorstroms am Bäummotor. Eine derartige Anordnung ist in der DE-OS 3 817 252 beschrieben, bei welcher der Bäummotor mit einem Drehmomentregler versehen ist und das Drehmoment mit zunehmendem Wickeldurchmesser vergrössert wird, so dass der Bäumzug immer gleich bleiben soll. Die Genauigkeit dieser Kettzugregelungen hängt in erster Linie davon ab, wie genau das tatsächlich auf den Wickel wirkende Drehmoment gemessen werden kann. Da das verlangte Drehmoment in einem grossen Bereich variiert und der Motor nicht direkt, sondern über ein Getriebe oder einen Riemen mit dem Kettbaum verbunden ist, sind bei der Messung über den Motorstrom Fehler möglich, die von der Drehzahl und/oder dem übertragenen Drehmoment abhängig sind. When unwinding a thread from a package, e.g. When treeing on cone warping and tearing machines, it is important to achieve a predeterminable hardness of the winding on the winding or the warp beam, which is the case with winding work e.g. as constant a voltage as possible, e.g. Warp tension between the drum and warp beam is required. Various systems for keeping the tree line constant are already known. DE 2 823 689 presents a system in which a control keeps the winding speed constant and changes the braking force acting on the warping drum in proportion to the speed of the warping drum. This theoretically keeps the tree line constant. Other known systems are based on regulation of the tree pull. In order to regulate the tree pull by adjusting the braking force acting on the warping drum, the tree pull, or a size from which the tree pull can be derived as accurately as possible, must be measured. The previously known and proven systems measure the tree pull by detecting the motor current on the tree motor. Such an arrangement is described in DE-OS 3 817 252, in which the tree motor is provided with a torque regulator and the torque is increased with increasing winding diameter, so that the tree pull should always remain the same. The accuracy of these warp tension controls primarily depends on how exactly the torque actually acting on the reel can be measured. Since the required torque varies over a wide range and the motor is not connected to the warp beam directly but via a gearbox or a belt, errors are possible when measuring via the motor current, which are dependent on the speed and / or the transmitted torque .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, dass der herrschende Kettzug genauer gemessen und damit auch genauer auf dem gewünschten Sollwert gehalten werden kann. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe gemäss Kennzeichen der Patentansprüche gelöst. The invention is based on the object of avoiding the disadvantages of the known, in particular thus improving a method and a device of the type described at the outset in such a way that the prevailing warp tension can be measured more precisely and thus also more precisely kept at the desired setpoint. According to the invention, this object is achieved according to the characteristics of the claims.

Die Fadenspannung oder der Kettzug lassen sich also so bestimmen, dass das auf die Schärtrommel wirkende Bremsmoment gemessen wird und dieses, z.B. dividiert durch den momentanen Wickelradius, den Kettzug ergibt. Die Bremse wirkt direkt auf den Wickel oder die Schärtrommel und lässt eine genauere Bestimmung des effektiven Drehmoments zu, als dies antriebsseitig durch die Messung des Motorstroms möglich ist. Der momentane Wickelradius kann dabei entweder von einem geeigneten Messgerät abgetastet werden, oder anhand der aus dem Schärvorgang bekannten Parameter bestimmt werden. Der Anfangsradius, das heisst der Wickelradius der Schärtrommel zu Beginn des Bäumens, ist aus dem Schärvorgang bekannt. Der momentane Wickelradius der Schärtrommel während dem Bäumen wird dann bestimmt, indem mit jeder Umdrehung der Schärtrommel der Auftrag pro Umdrehung abgezählt wird. Der Auftrag pro Umdrehung ist dabei ebenfalls aus dem Schärvorgang bekannt. The thread tension or the warp tension can thus be determined so that the braking torque acting on the warping drum is measured and this, e.g. divided by the current winding radius, which results in warp tension. The brake acts directly on the winding or the warping drum and allows a more precise determination of the effective torque than is possible on the drive side by measuring the motor current. The current winding radius can either be scanned by a suitable measuring device or determined using the parameters known from the warping process. The initial radius, that is, the winding radius of the warping drum at the start of treeing, is known from the warping process. The current winding radius of the warping drum during treeing is then determined by counting the order per revolution with each revolution of the warping drum. The order per revolution is also known from the warping process.

Die zum Bremsen eingesetzte Bremseinrichtung besteht dabei in der Regel aus einem rotierenden Bremsteil, der auf der Achse des Wickels, z.B. der Schärtrommel montiert ist, sowie aus einem stehenden Bremsteil, der mit dem Maschinenständer verbunden ist. Beispielsweise kann es sich um eine Scheibenbremse handeln, mit einer Bremsscheibe als rotierendem Bremsteil und einer Bremszange als stehendem Bremsteil. The braking device used for braking usually consists of a rotating brake part, which on the axis of the winding, e.g. the warping drum is mounted, as well as a standing brake part that is connected to the machine stand. For example, it can be a disc brake with a brake disc as a rotating brake part and a brake caliper as a stationary brake part.

Betrachtet man nun den stehenden Teil der Bremse für sich, so wirkt auf ihn (nach dem Grundprinzip Aktio = - Reaktio) ein Reaktionsmoment bezüglich der Achse, mit dem gleichen Betrag wie das aufgebrachte Bremsmoment, aber umgekehrter Richtung. Da der stehende Teil der Bremse ein statisches System ist (er bewegt sich bei konstanter Bremskraft nicht), müssen weitere Kräfte auf ihn wirken, damit Kraft- und Drehmomentengleichgewicht herrscht. If you now consider the standing part of the brake in isolation, a reaction torque acts on it (according to the basic principle of action = reaction) with the same amount as the applied braking torque, but in the opposite direction. Since the stationary part of the brake is a static system (it does not move when the braking force is constant), other forces must act on it so that there is a balance of force and torque.

Es gibt nun grundsätzlich zwei Möglichkeiten, das durch die Bremsanordnung bewirkte Bremsmoment zu messen. Zum einen kann man die Kräfte messen, welche ausser der Bremskraft noch auf den stehenden Bremsteil wirken. Wenn jede dieser Kräfte mit dem Abstand ihres Angriffspunktes zur Drehachse multipliziert wird und die so erhaltenen Teildrehmomente vorzeichenrichtig zusammengezählt werden, so erhält man das wirkende Bremsmoment. Die Anordnung muss dabei so konstruiert werden, dass die Kräfte an klar definierten Messpunkten auf den stehenden Brems-Teil wirken und dass durch das wirkende Brems-Reaktionsmoment in den Messpunkten nur Druckkräfte und/oder Zugkräfte, nicht aber Schubkräfte auftreten, da Schubkräfte nur schwer messbar sind. Beispielsweise könnten grundsätzlich die in den Maschinenfüssen wirkenden Druckkräfte gemessen und aufgrund deren Änderung auf das wirkende Bremsmoment geschlossen werden. Der Nachteil, dass auch die ändernde Gewichtskraft des Wickels Druckunterschiede in den Maschinenfüssen hervorruft, kann durch symmetrische Konstruktion und Verarbeitung eines Differenzsignals kompensiert werden, weil das Brems-Reaktionsmoment bei symmetrischer Anordnung der Füsse bezüglich der Drehachse eine betraglich gleiche Druckzunahme in den einen Füssen, wie Abnahme in den anderen ergibt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den stehenden Bremsteil so zu konstruieren, dass an den Verbindungsstellen mit dem Maschinenständer nur Druck-und Zugkräfte auftreten, die mit bekannten Kraft-mess-Methoden erfasst werden können. There are now basically two options for measuring the braking torque caused by the brake arrangement. On the one hand, you can measure the forces that act on the stationary braking part in addition to the braking force. If each of these forces is multiplied by the distance from their point of application to the axis of rotation and the partial torques thus obtained are added together with the correct sign, the effective braking torque is obtained. The arrangement must be designed so that the forces act on the stationary braking part at clearly defined measuring points and that only pressure forces and / or tensile forces occur at the measuring points due to the acting braking reaction moment, but not thrust forces, since thrust forces are difficult to measure are. For example, the compressive forces acting in the machine feet could in principle be measured and, based on their change, the acting braking torque could be inferred. The disadvantage that the changing weight of the winding causes pressure differences in the machine feet can be compensated for by symmetrical construction and processing of a differential signal, because the braking reaction torque with symmetrical arrangement of the feet with respect to the axis of rotation results in an equal pressure increase in one foot, such as Decrease in the other results. Another possibility is to construct the stationary brake part in such a way that only pressure and tensile forces occur at the connection points with the machine stand, which can be recorded using known force measurement methods.

Die zweite Möglichkeit besteht darin, die im Angriffspunkt der Bremse auftretende Bremskraft zu messen und diese mit dem Achsabstand ihres Angriffspunktes zu multiplizieren. Daraus ergibt sich ebenfalls das wirkende Bremsmoment. The second possibility is to measure the braking force occurring at the point of application of the brake and to multiply it by the center distance of its point of application. This also gives the braking torque.

Das so gemessene Bremsmoment kann nun er- The braking torque measured in this way can now

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findungsgemäss entweder angezeigt und/oder als Messwert zur Regelung des Kettzuges verwendet werden, indem von einem Regler die Bremswirkung der Bremsvorrichtung so korrigiert wird, dass das zum Aufbringen des gewünschten Kettzuges nötige Bremsmoment gemessen wird. Dabei ist es unerheblich, ob an der Vergleichsstelle des Regelkreises Soll- und Istwert der Bremskraft, des Bremsmoments oder des Kettzugs verglichen werden. Die drei Werte unterscheiden sich lediglich durch Linearfaktoren. According to the invention, either displayed and / or used as a measured value for regulating the warp tension by correcting the braking action of the braking device by a controller so that the braking torque required to apply the desired warp tension is measured. It is irrelevant whether the setpoint and actual value of the braking force, braking torque or warp tension are compared at the reference point of the control loop. The only difference between the three values is linear factors.

Im weiteren ist es erfindungsgemäss möglich, Korrekturfaktoren einzuführen, da neben dem durch die Bremse verursachten Bremsmoment auch zum Beispiel die Lagerreibung eine Bremswirkung hat. Solche Störgrössen können durch Konstante, aber auch durch von Systemgrössen wie zum Beispiel Wickeldrehzahl und Wickelgewicht abhängige Korrekturfaktoren miteinbezogen werden, indem diese Korrekturfaktoren das zum Aufbringen des Soll-Kettzugs notwendige Soll-Bremsmoment korrigieren. Furthermore, it is possible according to the invention to introduce correction factors since, in addition to the braking torque caused by the brake, the bearing friction, for example, also has a braking effect. Such disturbance variables can be included by constant, but also by correction factors dependent on system variables such as winding speed and winding weight, in that these correction factors correct the target braking torque required to apply the target warp tension.

Die konkrete Realisierung in elektronischen Steuer- und Regelkreisen, wie auch die messtechnische Erfassung von Zugund Druckkräften ist Stand der Technik. Sämtliche Vorgänge, wie das Vergleichen, Multiplizieren und Speichern können z.B. software-mässig gelöst und in einer Rechner-Anordnung realisiert werden, die auch noch weitere Maschinen-Regelfunktionen übernimmt. Alternativ dazu ist es selbstverständlich möglich, eine speziell zur Durchführung des Verfahrens ausgelegte elektronische Schaltung aufzubauen. The actual implementation in electronic control and regulation circuits as well as the measurement of tensile and compressive forces is state of the art. All processes such as comparing, multiplying and saving can e.g. Software-based solution and implemented in a computer arrangement that also takes over other machine control functions. Alternatively, it is of course possible to set up an electronic circuit specially designed to carry out the method.

Die Erfindung ist im folgenden Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail in the following embodiment with reference to the drawings. Show it:

Fig. 1 schematische Darstellung einer Konusschär- und Bäummaschine, 1 is a schematic representation of a cone warping and tearing machine,

Fig. 2 und 2a schematische Darstellung einer Schärtrommel-Bremse am Beispiel einer Scheibenbremse mit Bremsmoment-Aufnehmer und Stellglied, 2 and 2a schematic representation of a warping drum brake using the example of a disc brake with braking torque transducer and actuator,

Fig. 3 schematische Darstellung einer Schärtrom-mel-Bremse am Beispiel einer Scheibenbremse mit Bremsmoment-Aufnehmer, 3 shows a schematic representation of a Schärtrom-mel brake using the example of a disc brake with a braking torque sensor,

Fig. 4 schematische Darstellung einer Schärtrommel-Bremse am Beispiel einer Backenbremse mit Bremsmoment-Aufnehmer, 4 shows a schematic representation of a warping drum brake using the example of a shoe brake with a braking torque sensor,

Fig. 5 mögliches Blockschaltbild der Bäumzugregelung, 5 possible block diagram of the tree tension control,

Fig. 6 erweitertes Blockschaltbild, in dem zusätzlich eine Korrektur der Lagerreibung vorgesehen ist. Fig. 6 expanded block diagram in which a correction of the bearing friction is additionally provided.

In Fig. 1 ist schematisch eine Konusschär- und Bäummaschine im Seitenschnitt dargestellt, mit den bekannten Elementen Schärtrommel 1 und Bäumvorrichtung 2. Der vom nicht dargestellten Spulengatter kommende Fadenverband 3 wird auf die Schärtrommel 1 im Uhrzeigersinn 4 als Wickel 53 aufgewickelt. Ist die entsprechend der gewünschten Kettbaumbreite benötigte Anzahl Schärbänder auf der Schärtrommel 1 aufgewickelt, so werden diese gemeinsam von der Schärtrommel 1 im Gegenuhrzeigersinn 5 ab- und auf den Kettbaum 6 als Wik-kel 7 aufgewickelt. Es ist notwendig, dass die Webkette mit einem bestimmten Kettzug 8 aufgewickelt wird. Der Kettzug wird dabei entweder während des gesamten Wickelvorgangs konstant gehalten oder aber er wird während des Wickeins gezielt verändert um die Wickelhärte zum Beispiel in Abhängigkeit der Wickellänge oder des Wickeldurchmessers gezielt zu verändern. Zu beachten ist, dass dabei der Wickelradius 9 auf der Schärtrommel 1 stets abnimmt und der Baumdurchmesser 10 auf dem Kettbaum 6 zunimmt. Zum Verstellen des Kettzugs 8 beim Aufwickeln der Kette 11 ist die Schärtrommel 1 mit einer Bremsvorrichtung 12 versehen. Die Bremsvorrichtung 12 besteht aus einem rotierenden Bremsteil 13 und einem stehenden Bremsteil 14, welcher beim Bremsen über eine Wirkverbindung ein Bremsmoment 15 auf den rotierenden Bremsteil 13 überträgt. Diese Bremsvorrichtung 12 kann dabei entweder einseitig, oder auf beiden Seiten der Schärtrommel angeordnet sein. Das zum Erreichen des gewünschten Kettzugs 8 notwendige Bremsmoment 15 lässt sich bestimmen, indem der Soll-Kettzug mit dem momentanen Wickelradius 9 des Schärwickels multipliziert wird. Der ermittelte Wert kann angezeigt und/oder zur Regelung oder Steuerung des Wickelvorgangs verarbeitet werden. In Fig. 1, a conical warping and tearing machine is shown schematically in side section, with the known elements warping drum 1 and tree device 2. The thread assembly 3 coming from the creel (not shown) is wound onto the warping drum 1 in a clockwise direction 4 as a winding 53. If the number of warping belts required according to the desired warp beam width is wound on the warping drum 1, these are unwound together from the warping drum 1 in the counterclockwise direction 5 and wound onto the warp beam 6 as a wedge 7. It is necessary that the warp is wound up with a specific warp tension 8. The warp tension is either kept constant during the entire winding process or it is specifically changed during winding in order to specifically change the winding hardness, for example depending on the winding length or the winding diameter. It should be noted that the winding radius 9 on the warping drum 1 always decreases and the tree diameter 10 on the warp beam 6 increases. The warping drum 1 is provided with a braking device 12 for adjusting the warp pull 8 when winding up the chain 11. The braking device 12 consists of a rotating brake part 13 and a stationary brake part 14, which transmits a braking torque 15 to the rotating brake part 13 via an operative connection during braking. This braking device 12 can either be arranged on one side or on both sides of the warping drum. The braking torque 15 required to achieve the desired warp tension 8 can be determined by multiplying the desired warp tension by the current winding radius 9 of the warping winding. The determined value can be displayed and / or processed to regulate or control the winding process.

Der momentane Wickelradius 9 des Schärwickels kann dabei entweder durch ein geeignetes Messgerät gemessen, oder anhand der aus dem Schärvorgang bekannten Parameter bestimmt werden. Der Anfangsradius 48 des Schärwickels zu Beginn des Bäumens ist aus dem Schärvorgang bekannt. Der momentane Wickelradius 9 des Schärwickels während dem Bäumen wird dann bestimmt, indem, angefangen mit dem Anfangsradius 48, mit jeder Umdrehung der Auftrag pro Umdrehung abgezählt wird. Der Auftrag pro Umdrehung ist dabei ebenfalls aus dem Schärvorgang bekannt. The instantaneous winding radius 9 of the warping roll can either be measured by a suitable measuring device, or determined using the parameters known from the warping process. The initial radius 48 of the warp wrap at the start of the tree is known from the warping process. The current winding radius 9 of the warping winding during the treeing is then determined by counting the order per revolution, starting with the initial radius 48, with each revolution. The order per revolution is also known from the warping process.

Zum Messen des beim Bremsen vom stehenden Bremsteil 14 auf das rotierende Bremsteil 13 und damit auf die Schärtrommel 2 ausgeübten Bremsmoments 15 ist ein Bremsmoment-Aufnehmer 16 vorgesehen. Der in Fig. 1 zwischen dem stehenden Bremsteil 14 und dem Maschinenständer 17 angeordnete Bremsmoment-Aufnehmer 16 erfasst das wirkende Bremsmoment 15, indem er das betraglich gleich grosse, auf den stehenden Teil der Bremse wirkende Brems-Reaktionsmoment 18 erfasst, welches über den Bremsmoment-Aufnehmer 16 auf den Maschinenständer 17 übertragen wird. Ein konkreteres Ausführungsbeispiel dieser Variante des Bremsmoment-Aufnehmers ist in Fig. 4 gezeigt. Alternativ zu dieser Anordnung ist es auch denkbar, den Bremsmoment-Aufnehmer 16 getrennt vom stehenden Bremsteil 14 zum Beispiel in den Maschinenfüssen anzuordnen, wobei sich das Messprinzip gleich bleibt, das Bremsmoment bewirkt eine Änderung der Auflagekräfte in den Maschinenfüssen. A braking torque transducer 16 is provided for measuring the braking torque 15 exerted on the rotating braking part 13 and thus on the warping drum 2 during braking. The braking torque sensor 16 arranged between the standing brake part 14 and the machine stand 17 in FIG. 1 detects the acting braking torque 15 by detecting the braking reaction torque 18 of the same magnitude acting on the standing part of the brake, which Transducer 16 is transferred to the machine stand 17. A more concrete embodiment of this variant of the braking torque sensor is shown in FIG. 4. As an alternative to this arrangement, it is also conceivable to arrange the braking torque transducer 16 separately from the stationary braking part 14, for example in the machine feet, the measuring principle remaining the same, the braking torque causing a change in the contact forces in the machine feet.

Die Fig. 2 und 3 zeigen ein weiteres Grundprinzip zur Bremsmoment-Messung, wobei die im Angriffspunkt der Bremse auftretende Bremskraft 19 gemessen und mit dem Angriffsradius 20 des Angriffspunktes multipliziert wird. 2 and 3 show a further basic principle for braking torque measurement, the braking force 19 occurring at the point of application of the brake being measured and multiplied by the area of application 20 of the point of application.

Fig. 2 und 2a zeigen die schematische Darstellung einer Bremsvorrichtung 12 am Beispiel einer Scheibenbremse mit einer auf der Achse der Schärtrommel 2 montierten Bremsscheibe 21 und 2 and 2a show the schematic representation of a brake device 12 using the example of a disc brake with a brake disc 21 and. Mounted on the axis of the warping drum 2

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einer am Maschinenständer 17 befestigten Bremszange 22. Scheibenbremsen zum Bremsen der Schärtrommel werden bereits seit geraumer Zeit mit grossem Erfolg eingesetzt. Das hier gezeigte Prinzip zur Messung des Bremsmoments 15 beruht auf einer Messung der im Angriffspunkt aufgebrachten Bremskraft 19 durch das Kraftmess-Element 37a und anschliessender Multiplikation mit dem Angriffsradius 20. Diese Multiplikation kann dabei implizit in einem nachgeschalteten Messverstärker 23 durchgeführt werden, indem die Verstärkung des Messverstärkers entsprechend gewählt wird. Am Ausgang des in Fig. 2 gezeigten Bremsmoment-Auf-nehmers steht somit der Bremsmoment-Messwert 24 zur Verfügung. Der Faktor des Angriffsradius kann jedoch auch an anderer Stelle im Regelkreis berücksichtigt werden, indem z.B. an der Vergleichsstelle des Reglers nicht Soll- und Ist-Bremsmoment, sondern die dazu proportionalen Grössen Soll- und Ist-Bremskraft verglichen werden. a brake caliper 22 attached to the machine stand 17. Disc brakes for braking the warping drum have been used with great success for some time. The principle shown here for measuring the braking torque 15 is based on a measurement of the braking force 19 applied at the point of application by the force measuring element 37a and subsequent multiplication by the application radius 20. This multiplication can be carried out implicitly in a downstream measuring amplifier 23 by amplifying the Measuring amplifier is selected accordingly. The braking torque measurement value 24 is thus available at the output of the braking torque sensor shown in FIG. 2. However, the factor of the attack radius can also be taken into account elsewhere in the control loop, e.g. by not the target and actual braking torque at the reference point of the controller, but rather the variables proportional to the target and actual braking force.

In dem in den Fig. 2 und 2a gezeigten Beispiel wird die wirkende Bremskraft 19 vom Kraftmess-Element 37a dadurch gemessen, dass der stehende Bremsteil 14 federnd gelagert ist, und sich bei Krafteinwirkung linear entlang einer Führung 25 bewegt, wobei der Ausschlag 26 bezüglich der Nulla-ge von einem Längenmessystem 27 erfasst wird und daraus die wirkende Bremskraft 19 ermittelt wird. Die von der Bremsvorrichtung aufgebrachte Bremswirkung wird durch das Stellglied 28 eingestellt. Beim Beispiel der Scheibenbremse wird das Stellglied 28 in der Regel durch ein Hydraulik-Druckregulierventil verkörpert, die Stellgrösse 29 entspricht der gewünschten Backen-Anpresskraft 30, mit der die Bremsbacken 32 gegen die Bremsscheibe 21 gedrückt werden. Diese Backen-Anpresskraft 30 wird Stellglied 28 in Form des dazu nötigen Hydraulik-Drucks eingestellt. In the example shown in FIGS. 2 and 2a, the acting braking force 19 is measured by the force measuring element 37a in that the standing braking part 14 is spring-mounted and moves linearly along a guide 25 when force is applied, the deflection 26 with respect to the Zero position is detected by a length measuring system 27 and the acting braking force 19 is determined therefrom. The braking effect applied by the braking device is set by the actuator 28. In the example of the disc brake, the actuator 28 is usually embodied by a hydraulic pressure regulating valve, the manipulated variable 29 corresponds to the desired shoe contact force 30 with which the brake shoes 32 are pressed against the brake disk 21. This jaw contact force 30 is set by actuator 28 in the form of the hydraulic pressure required for this.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die am Angriffspunkt der Bremse wirkende Bremskraft 19 gemessen wird. Die auf den stehenden Bremsteil 14 wirkende Bremskraft 19 wird durch das Kraftmess-Element 37b dadurch erfasst. Das Kraftmess-Element 37b besteht dabei aus Dehnmessstreifen 31, deren Widerstand sich durch die resultierende Verbiegung des stehenden Bremsteils 14 ändert. Der besondere Vorteil dieser Anordnung liegt in dem robusten und billigen Aufbau, der auf bewegliche Teile weitgehend verzichtet. Die verschiedenen Anordnungsmöglichkeiten von Dehnmessstreifen, wie auch die verschiedenen Beschal-tungsmöglichkeiten sind bekannt und werden hier nicht näher erläutert. Die Multiplikation der gemessenen Bremskraft 19 mit dem Angriffsradius 20 der Bremse wird dabei nach denselben Methoden durchgeführt, wie sie bereits im Kommentar zu Fig. 1 erwähnt wurden. Fig. 3 shows a further embodiment in which the braking force 19 acting at the point of application of the brake is measured. The braking force 19 acting on the standing brake part 14 is thereby detected by the force measuring element 37b. The force measuring element 37b consists of strain gauges 31, the resistance of which changes due to the resulting bending of the stationary brake part 14. The particular advantage of this arrangement is the robust and inexpensive structure, which largely dispenses with moving parts. The various arrangement options for strain gauges, as well as the various wiring options, are known and are not explained in more detail here. The multiplication of the measured braking force 19 by the application radius 20 of the brake is carried out according to the same methods as were already mentioned in the commentary on FIG. 1.

Fig. 4 zeigt eine Bremsvorrichtung in Form einer Backenbremse, wobei der rotierende Bremsteil aus einem Reibrad 33 besteht und der stehende Bremsteil mit Bremsbacken 32 ausgerüstet ist, die beim Bremsen gegen das Reibrad 33 gedrückt werden. In diesem Beispiel ist der stehende Bremsteil so ausgelegt, dass an seiner Verbindung mit dem Maschinenständer 17 durch das auftretende Brems-Reaktionsmoment 18 nur Druckkräfte und Zugkräfte, aber keine Schubkräfte auftreten. Der stehende Bremsteil ist dabei mit dem Maschinenständer 17 nicht flächig, sondern nur an einzelnen Verbindungspunkten 34, 35 verbunden. Werden die in den Verbindungspunkten auftretenden Kräfte mit ihrem jeweiligen Achsabstand 36 multipliziert und die so erhaltenen Teildrehmomente vorzeichenrichtig addiert, so ergibt sich daraus das auf den stehenden Bremsteil wirkende Brems-Reaktionsmoment, welches, wie bereits gesagt, in seinem Betrag dem auf die Schärtrommel wirkenden Bremsmoment 15 entspricht. Bei symmetrischer Anordnung der Verbindungspunkte 34 und 35 bezüglich der durch den Wickel-Mittelpunkt der Schärtrommel verlaufenden Symmetrieachse 49, unterscheiden sich die durch das Brems-Reaktionsmoment bewirkten Kräfte lediglich in ihrem Vorzeichen und man könnte sich darauf beschränken, die Kraft nur in einem der beiden Punkte zu messen. Der Vorteil, beide Kräfte zu messen, besteht darin, dass die Differenz der beiden Kräfte weiterverarbeitet wird; dabei heben sich - bei Konstruktion symmetrisch zu besagter Symmetrieachse 49 - die störenden Gewichtskräfte und andere Störungen auf. Die Kraftmess-Elemente 37c an den Verbindungspunkten 34 und 35 sind in Fig. 4 als Federn skizziert. Dies ist eine mögliche Variante, wobei die auf den Federn lastenden Kräfte zum Beispiel mit (in Fig. 4 nicht gezeichneten) Wegaufnehmern gemessen werden können, indem die resultierende Federkompression erfasst wird. Die Anordnung kann auch so realisiert werden, dass anstelle der Federn steifere Kraftmess-Elemente 37c verwendet werden. Verschiedene Technologien zur Kraftmessung sind bekannt und entsprechende, für die Erfindung einsetzbare Elemente auf dem Markt erhältlich. Der besondere Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, dass zur Berechnung des Bremsmoments 15 der Achsabstand 36 der Verbindungspunkte und nicht der Angriffsradius 20 der Bremse verwendet wird. Während sich der Angriffsradius 20 der Bremsbacken auf einer Scheibenbremse durch un-gleichmässige Abnutzung etwas verschieben kann, bleibt der Achsabstand 36 der Verbindungspunkte mit Sicherheit gleich. Das mit Fig. 4 vorgestellte Messprinzip kann natürlich auch mit Scheibenbremsen oder jeder anderen Bremse realisiert werden, indem der stehende Bremsteil entsprechend Fig. 4 konstruiert wird. 4 shows a brake device in the form of a shoe brake, the rotating brake part consisting of a friction wheel 33 and the stationary brake part being equipped with brake shoes 32 which are pressed against the friction wheel 33 during braking. In this example, the stationary brake part is designed so that only pressure forces and tensile forces, but no thrust forces, occur at its connection to the machine stand 17 due to the braking reaction moment 18. The standing brake part is not flat with the machine stand 17, but only at individual connection points 34, 35. If the forces occurring in the connection points are multiplied by their respective center distance 36 and the partial torques thus obtained are added with the correct sign, this results in the braking reaction torque acting on the stationary braking part, which, as already mentioned, is the amount of the braking torque acting on the warping drum 15 corresponds to. In the case of a symmetrical arrangement of the connection points 34 and 35 with respect to the axis of symmetry 49 running through the winding center point of the warping drum, the forces caused by the braking reaction moment differ only in their signs and one could limit the force to only one of the two points to eat. The advantage of measuring both forces is that the difference between the two forces is processed further; the disturbing weight forces and other disturbances cancel each other out - in the case of a construction symmetrical to said axis of symmetry 49. The force measuring elements 37c at the connection points 34 and 35 are outlined in FIG. 4 as springs. This is a possible variant, the forces acting on the springs being able to be measured, for example, with displacement transducers (not shown in FIG. 4) by detecting the resulting spring compression. The arrangement can also be implemented in such a way that stiffer force measuring elements 37c are used instead of the springs. Various technologies for force measurement are known and corresponding elements which can be used for the invention are available on the market. The particular advantage of this arrangement can be seen in the fact that the axis distance 36 of the connection points and not the engagement radius 20 of the brake is used to calculate the braking torque 15. While the attack radius 20 of the brake shoes on a disc brake can shift somewhat due to non-uniform wear, the center distance 36 of the connection points certainly remains the same. The measuring principle presented with FIG. 4 can of course also be implemented with disc brakes or any other brake by constructing the stationary braking part in accordance with FIG. 4.

Die Fig. 5 und 5a zeigen mögliche Blockschaltbilder einer Bäumzugsteuerung. Im Beispiel gemäss Fig. 5 wird der gewünschte Soll-Kettzug 54 an einem Eingang angelegt. In einer ersten Multiplikations-Vorrichtung 38 wird der Soll-Kettzug 54 mit dem momentanen Wickelradius 9 des Schärwickels multipliziert. Der Wert des momentanen Wickel radius 9 wird von der Einrichtung 50 ermittelt. Dabei kann es sich zum Beispiel um eine Abtasteinrichtung handeln. Der Wert am Ausgang der Multiplika-tions-Vorrichtung 38 entspricht dem Soll-Bremsmoment 39. Davon wird als nächstes in einer Vergleichs-Einrichtung 40 der vom Bremsmoment-Aufnehmer 16 gelieferte Bremsmoment-Messwert 24 abgezählt und die erhaltene positive oder nega- 5 and 5a show possible block diagrams of a tree train control. In the example according to FIG. 5, the desired target warp tension 54 is applied to an input. In a first multiplication device 38, the desired warp tension 54 is multiplied by the current winding radius 9 of the warping winding. The value of the current winding radius 9 is determined by the device 50. This can be, for example, a scanning device. The value at the output of the multiplication device 38 corresponds to the target braking torque 39. The braking torque measured value 24 supplied by the braking torque transducer 16 is then counted in a comparison device 40 and the positive or negative received

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

4 4th

7 7

CH 686 909 A5 CH 686 909 A5

8 8th

ti ve Regeldifferenz 41 an den Regler 42 weitergeleitet. Das vom Regler 42 produzierte Stellsignal 43 wird an das Stellglied 28 geleitet. Aufgabe des Stellglieds ist es, die Bremswirkung der Bremsvorrichtung 12 einzustellen. Die genaue Konstruktion des Stellglieds ist abhängig von der eingesetzten Bremsvorrichtung 12. Die erwähnten Elemente wie Multiplikations-Vorrichtung, Vergleicher und Regler können dabei entweder als elektronische Schaltung oder in Form von Computer-Programmen realisiert werden. ti ve control difference 41 forwarded to the controller 42. The control signal 43 produced by the controller 42 is sent to the actuator 28. The task of the actuator is to adjust the braking effect of the braking device 12. The exact design of the actuator depends on the braking device 12 used. The elements mentioned, such as the multiplication device, comparator and controller, can be implemented either as an electronic circuit or in the form of computer programs.

Im Beispiel von Fig. 5a wird zunächst aus dem Bremsmoment-Messwert 24 und dem momentanen Wickelradius 9 in der Einrichtung 51 der herrschende Kettzug bestimmt, indem der Bremsmoment-Messwert 24 durch den momentanen Wickelradius 9 dividiert wird. In der Vergleichs-Einrichtung 40 wird dann der ermittelte Kettzug mit dem Soll-Kett-zug 54 verglichen. In the example of FIG. 5a, the prevailing warp tension is first determined from the braking torque measured value 24 and the current winding radius 9 in the device 51 by dividing the braking torque measured value 24 by the current winding radius 9. The determined warp tension is then compared in the comparison device 40 with the desired warp tension 54.

Der Soll-Kettzug 54 wird dabei von einem Sollwertgeber 52 geliefert und kann bei Bedarf auch während des Wickelvorgangs verändert werden, insbesondere kann damit die Wickelhärte in Abhängigkeit des Wickeldurchmessers verändert werden, wenn der Sollwertgeber eine entsprechende Steuereinheit enthält. The target warp tension 54 is supplied by a setpoint generator 52 and can also be changed during the winding process if necessary, in particular the winding hardness can be changed depending on the winding diameter if the setpoint generator contains a corresponding control unit.

Fig. 6 zeigt ein erweitertes Blockschaltbild der Bäumzugsteuerung. Um die Lagerreibung mit zu berücksichtigen, wird eine dem Reibungs-Bremsmo-ment entsprechende Korrekturgrösse 44 eingeführt, um die das Soll-Bremsmoment 39 nach unten korrigiert wird. Diese Korrekturgrösse kann im einfachsten Fall eine Konstante sein. Wenn noch genauer korrigiert werden soll, so ist es möglich, die Korrekturgrösse 44 aus den das Reibungs-Bremsmoment 44 bestimmenden Parametern zu bestimmen. Im Beispiel von Fig. 6 wird die Korrekturgrösse 44 aus der Drehzahl 45 der Schärtrommel und aus dem momentanen Gewicht 46 der Schärtrommel in einer Korrekturberechnungs-Einheit 47 angenähert berechnet. Das Gewicht 46 des Schärwickels lässt sich anhand der Anzahl aufgewickelter Windungen angenähert bestimmen. Fig. 6 shows an expanded block diagram of the tree train control. In order to take bearing friction into account, a correction quantity 44 corresponding to the friction braking torque is introduced, by which the target braking torque 39 is corrected downward. In the simplest case, this correction variable can be a constant. If correction is to be carried out more precisely, it is possible to determine the correction variable 44 from the parameters determining the friction-braking torque 44. In the example of FIG. 6, the correction quantity 44 is approximately calculated from the speed 45 of the warping drum and from the instantaneous weight 46 of the warping drum in a correction calculation unit 47. The weight 46 of the warp winding can be determined approximately on the basis of the number of windings wound.

Claims

1. Arrangement for measuring the tension of a thread or a number of threads when unwinding from a winding, characterized in that a braking device (12) for braking the winding (53) is provided, that a braking torque sensor (16 ) to determine the force exerted by the winding (53) on the braking device (12) as a result of the braking effect and / or the resulting braking torque, it is provided that a device (50) is provided for determining the respective winding radius (9), and that the braking torque sensor (16) and the device (50) for determining the respective winding radius are connected on the output side to a device (51) for determining a quantity corresponding to the thread tension.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the braking device (12) from a fixed braking part (14) and one with the

Winding (53) in rotationally connected, rotating brake part (13).

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the braking torque transducer (16) for measuring the braking force (19) acting on the rotating brake part (13) and / or for measuring the standing brake part (14) and a machine stand (17) acting forces has at least one force measuring element (37).

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the force measuring element (37b) for measuring the braking force (19) acting on the rotating brake part (19) contains one or more strain gauges (31) for determining the bending stress of the standing brake part (14) .

5. Arrangement according to claim 3, characterized in that the stationary brake part (14) for measuring the braking reaction torque acting on it during braking (18) by means of force measuring elements (37c) is attached to the machine stand (17).

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the standing brake part (14) is constructed symmetrically with respect to an axis of symmetry (49) running through the winding center, and that the force measuring elements (37c) are arranged symmetrically with respect to this axis of symmetry (49) are.

7. Arrangement according to one of claims 2 to 6, characterized in that the braking device is a disc brake, wherein the rotating brake part consists of a brake disc (21) and the standing brake part of one or more brake calipers (22) attached to the machine, the Brake shoes (32) are pressed against the brake disc when braking.

8. Arrangement according to one of claims 2 to 6, characterized in that the braking device (12) is a drum brake, the rotating brake part (13) consisting of a brake drum and the standing brake part (14) being provided with one or more brake shoes, which are pressed onto the brake drum from the inside during braking.

9. Arrangement according to one of claims 2 to 6, characterized in that the braking device (12) is a friction brake, the rotating brake part (13) consisting of a friction wheel (33) and the standing brake part (14) with one or more brake shoes (32) is provided, which are pressed from the outside onto the brake wheel (33) when braking.

10. Arrangement according to one of claims 1 to

9, characterized in that a braking device (12) is provided on both bearing sides of the winding (53) and each of the two braking devices has a braking torque sensor (16), and that a totalizing device for determining the total braking torque (15) for summing the partial braking torques delivered by the braking torque transducers (16).

11. Arrangement according to one of claims 1 to

10, characterized in that a comparison device (40) for comparing the determined braking torque or the determined braking force

5

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

65

5

9

CH 686 909 A5

seen, which is operatively connected on the input side to a setpoint generator (52), and that the output (41) of the comparison device (40) is operatively connected to the input of a controller (42), which in turn is connected on the output side to an actuator (28) is connected to adjust the braking action of the braking device (12).

12. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the wik-kel (53) is the warping winding of a cone warping and building machine and that when braking from the braking device (12) transmitted to the warping winding torque (15) by the braking torque Transducer (16) is measurable.

13. A method for controlling the thread tension with an arrangement according to one of claims 11 or 12, characterized in that the measured by the braking torque sensor (16) braking torque measured value (24) is divided by the current winding radius (9) and so determined thread tension (8) in the comparison device (40) is subtracted from the desired thread tension (54), that the control difference thus determined is fed to the controller (42) and that the control signal (43) generated by the controller (42) Actuator (28) is supplied to adjust the braking effect exerted by the braking device via an operative connection.

14. A method for controlling the thread tension with an arrangement according to one of claims 11 or 12, characterized in that from the predetermined target thread tension (54) and the current winding radius (9) by multiplication that for applying the target thread tension (54) required target braking torque (39) is calculated so that the instantaneous braking torque (24) supplied by the braking torque transducer (16) is subtracted from the target braking torque (39) in the comparison device (40) and this control difference (41) Controller (42) is supplied, and that the control signal (43) generated by the controller (42) is fed to the actuator (28) in order to set the braking effect exerted by the braking device (12) via an operative connection.

15. The method according to claim 14, characterized in that the target braking torque (39) is corrected downward by a correction quantity (44) corresponding to the braking torque of the bearing friction.

16. The method according to claim 15, characterized in that the correction variable (44) from the speed (45) of the warping drum (1) and / or the current weight (46) of the warping drum (1) with warping winder is determined.

5

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

65

6