CH692988A5 - Vorrichtung zur Uebermittlung der Signale eines Fadenwächters an die Steuerschaltung der Spinnstelle einer Offenend-Spinnmaschine. - Google Patents

Description

  



  Vorrichtung zur Übermittlung der Signale eines Fadenwächters an die Steuerschaltung der Spinnstelle einer Offenend-Spinnmaschine 



  Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des ersten Anspruchs. 



  Bei Offenend-Spinnmaschinen wird mittels eines Fadenwächters festgestellt, ob ein von der Spinnstelle gesponnener Faden abgezogen wird oder ob der Fadenlauf unterbrochen ist. Stellt der Fadenwächter fest, dass kein Faden mehr gesponnen wird, wird der Faserbandeinzug an der Spinnstelle unterbrochen. Durch Störungen im Schaltkreis eines Fadenwächters kann der Fall eintreten, dass die Einzugsvorrichtung für das Faserband eingeschaltet bleibt, wenn ein Fadenbruch aufgetreten ist. Ein solcher Fehler kann über längere Zeit unbemerkt bleiben, wenn die eingespeisten Fasern auf Grund des anliegenden Spinnunterdrucks über den an der Spinnkammer angeschlossenen Saugkanal abgesaugt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass sich die Fasern in der Spinnkammer sammeln und sie verstopfen.

   Insbesondere bei den schnell laufenden Rotorspinnmaschinen besteht dann die Gefahr, dass die Fasern auf Grund der Reibungswärme zu glimmen und schliesslich zu brennen beginnen. 



  Aus der DE-OS 2 543 324 ist die Schaltanordnung des elektrischen Kreises eines Garnbruchfühlers für Textilmaschinen, insbesondere für spindellose Feinspinnmaschinen, bekannt. Der Garnbruchfühler ist ein mechanischer Garntaster. Mit der in dieser Schrift gezeigten Schaltung wurde bereits versucht, die Störanfälligkeit des Steuerkreises herabzusetzen, insbesondere im Hinblick auf den möglichen Ausfalls eines Transistors. Der Schaltkreis enthält deshalb keine Transistoren. Der Schaltkreis ist aber trotzdem nicht störfrei, da bei dem bei Fadenbruch magnetisch betätigten Schalter die Kontakte kleben bleiben können, wodurch trotzdem ein Fadenlauf anzeigender Signalfluss aufrechterhalten bleibt. 



  Bei elektronischen Fadenwächtern erzeugt ein im Messschlitz des Fadenwächters laufender Faden am Ausgang des den Faden überwachenden Sensors ein Fadenlaufsignal, das über Schaltverstärker gewandelt und als Gleichspannungssignal der Steuerschaltung der Spinnstelle zugeführt wird und bei dessen Ausfall der Einzug des Faserbands gestoppt wird. 



  In Fig. 1 ist vereinfacht ein weiter unten näher erläutertes Blockschaltbild des Schaltkreises eines elektronischen Fadenwächters dargestellt, wie er in Textilmaschinen Anwendung findet. Ein Defekt in einem elektronischen Bauteil im Schaltkreis des Fadenwächters oder im Empfänger selbst, beispielsweise hervorgerufen durch einen Fehler in der Spannungsversorgung des Fadenwächters oder durch die plötzliche Entladung statischer Elektrizität, hervorgerufen durch den laufenden Faden im Messschlitz, kann dazu führen, dass die Steuerschaltung an der Spinnstelle kein Fadenlaufsignal mehr empfängt oder, was in seiner Auswirkung wesentlich gefährlicher ist, ständig ein Fadenlaufsignal empfängt, obwohl kein Faden mehr gesponnen wird.

   Entsteht beispielsweise im Schalttransistor für das Fadenlaufsignal eine so genannte Durchlegierung, ein Kurzschluss zwischen Emitter und Kollektor, kann der Transistor nicht mehr umgeschaltet werden. Das Spannungssignal nimmt dann ständig den Wert für Fadenlauf an, wodurch weiterhin Fasern eingespeist werden mit den aufgezeigten Konsequenzen. Es muss deshalb unbedingt sichergestellt sein, dass die Einspeisung von Fasern in die Spinnkammer unterbleibt, wenn der Fadenlauf unterbrochen ist. 



  Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, an der Spinnstelle einer Offenend-Spinnmaschine die Übermittlung der Signale eines Fadenwächters an die Steuerschaltung der Spinnstelle gegen Störungen und Bauteilfehler so abzusichern, dass bei einer Unterbrechung des Spinnvorgangs die Einspeisung von Fasern sicher vermieden wird. 



  Die Lösung der Aufgabe erfolgt mithilfe der erfindungsgemässen Vorrichtung entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Anspruchs. Die Erfindung ist durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 8 vorteilhaft weitergebildet. 



  Wird beispielsweise durch einen Fehler in der Spannungsversorgung des Fadenwächters oder die plötzliche Entladung statischer Elektrizität der Fadenwächter geschädigt, wird durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Vorrichtung bewirkt, dass der in die Schaltung integrierte Oszillator keine Wechselspannung mehr erzeugt. Selbst wenn am Ausgang des Fadenwächters beziehungsweise Oszillators noch eine Gleichspannung anliegen würde, würde durch die nachgeschaltete Wechselspannungskopplung an der Steuerschaltung der Spinnstelle eine Signalunterbrechung vorliegen, sodass unmittelbar der Antrieb der Einzugsvorrichtung des Faserbandes ausgeschaltet würde. Auf diese Weise lässt sich die durch Überspeisung des Rotors bedingte Brandgefahr vermeiden. 



  Oszillator und Schaltung zur Erzeugung und Aufrechterhaltung dessen Einschaltsignals können mit Halbleiterschaltkreisen auf gemeinsam genutzten Substrat- bzw. Chipflächen untergebracht sein.   Dabei kommt beispielsweise ein 4fach-0perationsverstärker infrage, von dem jeweils 2 gegengekoppelte (Vorzeichenumkehr zur Verhinderung des Laufens gegen  INFINITY ) Operationsverstärker für die Erzeugung des Einschaltsignals, d.h. für die Signalauswertung des Empfängers, und für die Schwingungserzeugung im Oszillator vorgesehen sind. Dadurch ist die gemeinsame Schädigung z.B. bei einer Spannungsentladung mit der sicheren Folge des Ausfalls der Wechselspannungserzeugung des Oszillators verbunden. 



  Eine besonders einfache Form der Wechselspannungskopplung stellt ein Kondensator dar. Alternativ könnte beispielsweise ein Transformator eingesetzt werden. 



  Auch der Einsatz eines Wechselspannungsschaltverstärkers am Ausgang des Oszillators birgt bei vorliegender Erfindung nicht die Gefahr in sich, dass zum Beispiel ein Durchlegieren des Schaltverstärkers zum Aufrechterhalten des Einschaltsignals für die Fasereinspeisung führt, da die Wechselspannungskopplung das dann entstehende Gleichspannungssignal nicht weiterleitet. 



  Da üblicherweise die Steuerschaltung durch Gleichspannungssignale gesteuert wird, ist auf Grund des ankommenden Wechselspannungssignals ein Gleichrichter vor den Eingang der Steuerschaltung zu schalten. 



  Um den im Fadenwächter stehenden Faden von dem laufenden Faden zu unterscheiden, ist es vorteilhaft, auch zwischen Empfänger des Fadenwächters und Oszillator eine Wechselspannungskopplung zu schalten, sodass nur das durch den laufenden Faden verursachte Rauschen weitergeleitet wird. Der Einsatz eines elektrischen Filters in der Schaltung zum Ein- und Ausschalten des Oszillators kann insbesondere dann notwendig werden, wenn im Bereich des Fadenwächters Störquellen vorhanden sind, die im Fadenwächter unabhängig vom Faden ein Rauschsignal erzeugen. Als Beispiel seien hier Gasentladungslampen genannt. Des Weiteren ist es von Vorteil, einen Schwellwert für das Rauschsignal festzulegen, der nur dann überschritten wird, wenn der Faden sich tatsächlich im Messschlitz bewegt. 



  Von den beiden abgebildeten Schaltkreisen zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild, anhand dessen vereinfacht die bekannte Signalbildung und -übertragung in einem Fadenwächter erläutert wird. 



  In Fig. 1 ist mit 1 das Blockschaltbild des bekannten Fadenwächters bezeichnet. Der Fadenwächter besteht aus einer Baueinheit, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen optischen Fadensensor sowie die zur Signalverstärkung und -auswertung erforderlichen elektronischen Bauteile umfasst. Der Fadenwächter kann auch mit einem kapazitiven Sensor ausgestattet sein. Die Baueinheit ist an der Spinnstelle komplett ein- und ausbaubar. In dem Fadenwächter 1 ist ein Lichtsender 2, beispielsweise eine Infrarot-Sendediode, angeordnet, die an eine Stromversorgung 3 des Fadenwächters 1 angeschlossen ist. Die Sendediode 2 sendet einen konstanten Infrarot-Lichtstrom 4 aus, der auf einen Empfänger 5 fällt. Angedeutet ist der Messschlitz 6, in dem sich der zu prüfende Faden 7 im Lichtstrom 4 bewegt.

   Die Bewegung des Fadens 7 und sein über die Länge stetig wechselnder Querschnitt verursachen eine Verschattung des Empfängers 5 mit einer ständig wechselnden Intensität. 



  Der Empfänger 5 besteht aus einem Fototransistor, der an eine Schaltung 8 zur Signalverstärkung und -auswertung angeschlossen ist. Bei fehlendem Faden oder einem Faden, der im Messschlitz 6 steht, beispielsweise nach einem Garnbruch, fehlt eine in der Intensität wechselnde Beschattung des Fototransistors 5, sodass ein Gleichstrom fliesst. In der Schaltung 8 ist dem Transistor ein Kondensator nachgeschaltet. Der Kondensator bildet eine Sperre für ein Gleichstromsignal. Wenn der Faden läuft, entsteht ein so genanntes Fadenrauschsignal, eine Spannung mit ständig wechselnder Amplitude. Die Schaltung 8 zur Signalverstärkung und -auswertung liefert bei laufendem Faden ein Signal.

   Mit diesem Fadenlaufsignal wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel über einen Schaltverstärker 9, der ein Transistor-Verstärker sein kann, eine übliche Versorgungs-Gleichspannung, beispielsweise 24 Volt, eingeschaltet. Dieses Gleichspannungssignal G liegt über die Leitung 10 an der Steuerschaltung 11 einer Spinnstelle an. Auch im Bereich der Leitung 10 können Störungen auftreten, beispielsweise durch Beschädigungen oder fehlerhafte Kontakte an den Verbindungsstellen, beispielsweise durch Kontaktkorrosion. 



  Durch die Steuerschaltung 11 wird auf Grund des anliegenden Gleichspannungssignals G die Kupplung 12 der Faserbandzufuhr eingeschaltet gehalten. Nur bei fehlendem Signal G wird die Kupplung 12 geöffnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird zum Kuppeln der Einzugswalze mit ihrem Antrieb eine Magnetkupplung eingesetzt. Mit der Einzugswalze wird das Faserband in die Spinnstelle gespeist. 



  Daraus ergibt sich, dass immer dann, wenn eine Störung auftritt, die einen Stromfluss in der Leitung 10 aufrechterhält, beispielsweise beim Durchlegieren des Transistors des Schaltverstärkers 9, die Kupplung nicht geöffnet und damit die Fasereinspeisung nicht unterbrochen werden kann. 



  Das in der Leitung 10 anstehende Gleichspannungssignal G wird in der Steuerschaltung 11 ausserdem zur Ermittlung von Produktionsdaten genutzt, so beispielsweise zur Ermittlung der aufgespulten Garnlänge, die beim Erreichen des Vorgabewertes ebenfalls zur Abstellung der Faserzufuhr führt. Die Verknüpfung des Fadenlaufsignals mit anderen Daten wird durch den Pfeil 13 angedeutet. Ein dann anstehendes Signal kann ebenfalls auf die Kupplung 12 geschaltet werden, um gegebenenfalls die Faserbandzufuhr zu unterbrechen. Weiterhin kann mit dem Signal das Abheben der Kreuzspule von der Wickelwalze ausgelöst werden. 



  In Fig. 2 ist das Blockschaltbild des erfindungsgemässen Schaltkreises dargestellt. 



  Der Fadenwächter soll auch hier aus einer auswechselbaren Baueinheit 1 min  bestehen, die die zur Signalverstärkung und -auswertung erforderlichen elektronischen Bauteile umfasst. Gemeinsamkeiten mit dem Fadenwächter nach Fig. 1 bestehen bezüglich des Lichtsenders 2 min  und des Empfängers 5 min . Es kann auch ein kapazitiver Sensor vorgesehen sein. Die Überwachung des Fadens 7 min  im Messschlitz 6 min  erfolgt auch hier durch die Auswertung des durch den Faden 7 min geschwächten Infrarot-Lichtstroms 4 min , der auf den Empfänger 5 min  fällt. 



  Die Auswertung der Signale des Empfängers 5 min  und die Übermittlung des Fadenlaufsignals zu Steuerschaltung der Spinnstelle erfolgt mit einem Schaltkreis, der wie folgt aufgebaut ist: 



  Die dem Empfänger 5 min  zugeordnete Schaltung 15 zur Signalverstärkung und -auswertung, die das Fadenlaufsignal erzeugt, enthält einen elektrischen Filter, der bestimmte Störfrequenzen externer Störquellen aus dem Rauschsignal ausfiltert, die auf Grund des ähnlichen dem Fadenlaufsignal schwingenden Signalkurvenverlaufs bei stehendem oder fehlendem Faden ein Fadenrauschsignal vortäuschen würden. Mögliche Störquellen sind beispielsweise Gasentladungslampen. Das Ausfiltern der Störfrequenzen aus dem Rauschsignal stellt sicher, dass nur das verbleibende Fadenrauschsignal verwertet wird. 



  Des Weiteren ist in der Schaltung 15 zur Signalverstärkung und -auswertung ein Schwellwertschalter integriert, der die Übermittlung eines Fadenlaufsignals nur dann ermöglicht, wenn das Fadenrauschsignal einen bestimmten Schwellwert überschritten hat, das heisst, wenn sich der Faden mit einer solchen Geschwindigkeit bewegt, die auf den Fadenabzug während eines Spinnvorgangs schliessen lässt und damit ein Fasereinspeisen rechtfertigt. 



  Wie im Schaltkreis nach Fig. 1 wird auch in dem erfindungsgemässen Schaltkreis sichergestellt, dass bei fehlendem und stehendem Faden das Gleichstromsignal des Empfängers 5 min  durch eine Wechselspannungskopplung, beispielsweise durch einen Kondensator, in der Schaltung 15 zur Signalverstärkung und -auswertung gesperrt wird. 



  Ein erfindungswesentlicher Bestandteil des Schaltkreises des Fadenwächters ist ein Oszillator 16. Der Oszillator 16 soll nur dann eine Wechselspannung erzeugen, wenn von der Schaltung 15 zur Signalverstärkung und -auswertung ein Signal vorliegt, dass der Faden läuft. Dem Oszillator ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Wechselspannungsschaltverstärker 17 nachgeschaltet, der beispielsweise eine Versorgungsspannung von 24 Volt schaltet, die über die Leitung 18 der Steuerschaltung 19 der Spinnstelle zugeführt wird. Ein Schaltverstärker ist immer dann von Vorteil, wenn die Signale aufgrund räumlicher Entfernung über Leitungen übertragen werden müssen. Das Ausgangssignal des vom Oszillator gesteuerten Wechselspannungsschaltverstärkers 17 ist ein Wechselspannungssignal W. 



  Dieses Wechselspannungssignal W wird einer der Steuerschaltung 19 der Spinnstelle vorgeschalteten Wechselspannungskopplung 20 zugeführt, die ebenfalls erfindungswesentlich ist. Die Wechselspannungskopplung 20 kann aus einem Kondensator oder Transformator bestehen. Würde beispielsweise ein Fehler im Wechselspannungsschaltverstärker 17 zu einem Gleichspannungssignal führen, würde das Eingangssignal an der Steuerschaltung 19 unterbrochen, da das Gleichspannungssignal die Wechselspannungskopplung 20 nicht passieren kann. Ein Gleichspannungssignal hat deshalb dieselbe Wirkung wie ein fehlendes Fadenlaufsignal. 



  Es besteht die Möglichkeit, dass durch Auftreten von Fehlern in Bauteilen, die dem Oszillator 16 vorgeschaltet sind, an dem Oszillator eine Spannung anliegt, die einen Fadenlauf vortäuscht, obwohl kein Faden vorhanden ist oder läuft. In einem solchen Fall würde der Oszillator 16 weiterhin ein Wechselspannungssignal liefern, das als Fadenlaufsignal gilt. Um das zu verhindern, ist entsprechend der Erfindung Vorsorge dergestalt getroffen worden, dass bei einer auftretenden Schädigung oder Zerstörung eines Bauteils, das vor dem Oszillator 16 liegt, der Oszillator ebenfalls so geschädigt wird, dass er entweder kein Signal oder nur noch ein Gleichspannungssignal liefert. In beiden Fällen würde das zu einer Unterbrechung des Fadenlaufsignals und damit zu einer Trennung der Kupplung an der Einzugswalze führen. Der Faserbandeinzug würde gestoppt. 



  Wenn der Oszillator und die Schaltung zur Signalverstärkung und -auswertung, die das Fadenlaufsignal erzeugt, auf einer gemeinsamen Substrat- beziehungsweise Chipfläche untergebracht sind, wird eine Schädigung in einem Bauteil die Schädigung aller Schaltungen auf dem Substrat nach sich ziehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Empfänger 5 min , die Schaltung 15 zur Signalverstärkung und -auswertung, die das Fadenlaufsignal erzeugt, der Oszillator 16 und der Wechselspannungsschaltverstärker 17 auf einer gemeinsamen Substratfläche, 21 untergebracht, die durch die gestrichelte Umrahmung angedeutet wird.

   Im vorliegenden Ausführungsbeispiel dienen von einem Vierfach-Operationsverstärker 22 zwei gegengekoppelte Operationsverstärker der Signalauswertung des Empfängers 5 min  und zur Erzeugung des Fadenlaufsignals als Einschaltsignal des Oszillators 16 und zwei gegengekoppelte Operationsverstärker zur Schwingungserzeugung im Oszillator 16. Eine Schädigung, beispielsweise durch eine Spannungsentladung, führt zu einer Zerstörung des Vierfach-Operationsverstärkers 22 und damit zu einem sicheren Ausfall der Wechselspannungserzeugung durch den Oszillator 16. Selbst wenn hinter dem Oszillator 16 noch eine Gleichspannung anliegt, wird diese durch die Wechselspannungskopplung 20 nicht weitergeleitet. 



  Der erfindungsgemässe Aufbau des Schaltkreises des Fadenwächters stellt sicher, dass bei jeder denkbaren Schädigung des Schaltkreises kein Signal die Steuerschaltung 19 der Spinnstelle erreicht, das einen unzulässigen Einzug von Faserband ermöglicht. 



  Da in der Steuerschaltung 19 der Spulstelle im vorliegenden Ausführungsbeispiel nur eine Gleichspannung nutzbar ist, ist der Wechselspannungskopplung 20 ein Gleichrichter 23 nachgeschaltet. Dadurch liegt ein Gleichspannungs-Eingangssignal an der Steuerschaltung 19 der Spulstelle an. Nur dann, wenn der Faden läuft, ist über die Steuerschaltung 19, entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, eine Kupplung 24 an der hier nicht dargestellten Einzugswalze des Faserbandeinzugs eingekuppelt. Wird die Einzugswalze, wie hier nicht dargestellt, durch einen Einzelantrieb angetrieben, kann das Fadenlaufsignal auch auf dessen Stromkreis wirken. 



  Wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 kann das Fadenlaufsignal auch hier zur Ermittlung von Produktionsdaten genutzt oder mit anderen Signalen verknüpft werden, wie durch den Pfeil 25 angedeutet wird. Das dann erzeugte Signal kann ebenfalls auf die Kupplung an der Einzugswalze wirken, beispielsweise dann, wenn die Auflaufspule ihre vorgegebene Fülle erreicht hat.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Übermittlung der Signale eines Fadenwächters an eine Steuerschaltung der Spinnstelle einer Offenend-Spinnmaschine, wobei über die Steuerschaltung der Antrieb einer Einzugsvorrichtung eines Faserbandes ein- und ausschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass einem ein Fadensignal berührungslos aufnehmenden Empfänger (5 min ) des Fadenwächters (1 min ) ein auf Basis des Empfängerausgangssignals ein- und ausschaltbarer Oszillator (16) nachgeschaltet ist, dass für die Schwingungserzeugung des Oszillators (16) erforderliche Bauteile in einer Schaltung (22) zur Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Einschaltsignals für den Oszillator (16) integriert sind und dass der Oszillator (16) über eine Wechselspannungskopplung (20), die nur eine WechselSpannung weiterleitet, mit der Steuerschaltung (19) der Spinnstelle verbunden ist.

2.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannungskopplung (20) durch einen Kondensator gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Ausgang des Oszillators (16) ein Wechselspannungs-Schaltverstärker (17) zum Speisen einer der Weiterleitung des den Fadenlauf repräsentierenden Signals (W) dienenden Signalleitung (18) angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Wechselspannungskopplung (20) und Steuerschaltung (19) ein Gleichrichter (23) für die Erzeugung eines Gleichspannungs-Eingangssignals an der Steuerschaltung (19) geschaltet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator (16) zur Erzeugung einer Wechselspannung (W) mit konstanter Amplitude eingerichtet ist.

6.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Empfänger (5 min ) des Fadenwächters (1 min ) und dem Oszillator (16) eine Schaltung (15) mit einer Wechselspannungskopplung, die ein Signal zum Ein -und Ausschalten des Oszillators (16) erzeugt, zur ausschliesslichen Weiterleitung des durch die Fadenbewegung erzeugten Rauschsignals vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (15) einen elektrischen Filter zum Ausfiltern von Störfrequenzen aus dem am Ausgang der dem Empfänger (5 min ) nachgeschalteten Wechselspannungskopplung anstehenden Rauschsignal besitzt.

8.

Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (15) Mittel zum Überwachen der Überschreitung eines Schwellwertes des Rauschsignals und der Erzeugung eines Gleichspannungssignals während der Dauer der Schwellwertüberschreitung besitzt.