DD262683B5

DD262683B5 - Yarn tracking sensor for ring spinning and ring twisting machines

Info

Publication number: DD262683B5
Application number: DD30551887A
Authority: DD
Inventors: Uwe Dr-Ing Koenig; Wolfgang Dr-Ing Schaefer; Frank Schuetze; Amadeus Dipl-Ing Eidner
Original assignee: Wolfgang Dr-Ing Schaefer
Priority date: 1987-07-30
Filing date: 1987-07-30
Publication date: 1994-05-19
Also published as: DD262683A1

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Fadenlaufsensor zur berührungslosen Erkennung des Fadenlaufes an Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen mit einer achsensymmetrisch zum Fadenballon gestalteten Sensorelektrode. Anwendung findet dieser Fadenlaufsensor an Ringspinn· und Ringzwirnmaschinen, die mit Prozeßdatenerfassung und fadenlaufabhängiger Drehzahlregelung arbeiten.The invention relates to a yarn running sensor for non-contact detection of the yarn path of ring spinning and ring twisting machines with an axially symmetrical to the yarn balloon shaped sensor electrode. This threadline sensor is used on ring spinning and ring twisting machines that work with process data acquisition and threadline-dependent speed control.

Characteristic of the known technical solutions

Zur Überwachung des Fadenlaufes an Ringspinn· und Ringzwirnmaschinen ist es bekannt, nach dem Prinzip der Frequenzauswertung !adungsempfindliche Fadenlaufsensoren im Bereich des sich beim Spinn- bzw. Zwirnvorgang bildenden Fadenballons einzusetzen. Dabei wird durch die Ladungsträger Im Faden an den metallischen Elektroden des Fadenlaufsensors eine Ladungstrennung bewirkt. Diese metallischen Elektroden sind als ebene, zylindrische, konkave oder konvexe Flächenelektroden ausgeführt.In order to monitor the course of the yarn on ring spinning and ring twisting machines, it is known, according to the principle of frequency evaluation, to use adesensitive threadline sensors in the area of the thread balloon forming during the spinning or twisting process. In this case, a charge separation is effected by the charge carriers in the thread at the metallic electrodes of the yarn flow sensor. These metallic electrodes are designed as flat, cylindrical, concave or convex surface electrodes.

Bekanntgeworden ist beispielsweise ein Fadenwächter nach DD 251166, der in der Form eines den Faden achsensymmetrisch umschließenden Kegelstumpfmantels ausgebildet ist, dessen Inneres zwei, voneinander isolierte Elektroden trägt. Der Kegelstumpfmantel ist einseitig geschlitzt.Known example is a thread monitor according to DD 251166, which is formed in the shape of a thread symmetrically enclosing truncated cone whose interior carries two, mutually insulated electrodes. The truncated cone shell is slotted on one side.

Ein Nachteil der bekannten Lösungen ist, daß das Signal in seiner Frequenz festgelegt ist. Das in den Elektroden hervorgerufene, vom Faden ausgehende elektrische Signal weist als Grundwelle einen sinusförmigen Verlauf mit Fadenballonfrequenz auf. Dieses elektrische Signal wird von den Störfrequenzen getrennt und in einen für die Weiterverarbeitung geeigneten Pegel gewandelt. Zur Trennung des Nutzsignals von der 50-Hz-Störspannung ist es bekannt, aktive und passive Filterschaltungen höherer Ordnung sowie Sample-and-Hold-Schaltungen anzuordnen (DE-OS 3215182).A disadvantage of the known solutions is that the signal is fixed in its frequency. The electrical signal originating in the electrodes and originating from the thread has a sinusoidal profile with a thread balloon frequency as the fundamental wave. This electrical signal is separated from the interference frequencies and converted into a suitable level for further processing. To separate the useful signal from the 50 Hz noise voltage, it is known to arrange active and passive filter circuits of higher order and sample-and-hold circuits (DE-OS 3215182).

Auch ist die Ausnutzung der Gleichtaktunterdrückung eines Differenzverstärkers bekannt (DD-WP 123894). Ebenso ist für die Trennung von Nutz- und Störsignal eine PLL-Scha!tung (DD-WP 248382) angewendet worden. Problematisch ist jedoch bei dem Einsatz der bekannten Mittel der geringe Frequenzunterschied zwischen dem Störsignal und dem Nutzsignal, da dem 50-Hz-Störsignal nur ein Nutzsignal von etwa 100... 300Hz gegenübersteht. In diesem Frequenzbereich liegen auch noch Störsignale durch elektrische Wechselfelder, die durch rotierende Fäden und Kopse benachbarter Arbeitsstellen hervorgerufen werden. In DE 911226 ist eine Einrichtung beschrieben, deren Elektroden als Rechen mit Zinken ausgebildet sind. Die Zinken sind mit Zwischenräumen jeweils fluchtend zueinander in einer geraden Linie, quer zur Laufrichtung des Materials, ausgerichtet. Sie umschließen das Material nicht. Ein Zusammenwirken mit einem Fadenballon oder eine Beeinflussung der Frequenz des entstehenden Signals vermittels der getroffenen Anordnung sind nicht beabsichtigt und auch nicht möglich. Die Lösung besitzt außerdem den bekannten Nachteil, daß eine elektrische Verbindung oder galvanische Berührung zwischen Material und Elektroden vorgesehen ist, indem mittels des Materials eine Übertragung elektrischer Ladungen von einer Elektrode auf die andere erreicht werden soll. Die Anordung kann nicht berührungslos arbeiten.Also, the utilization of the common mode rejection of a differential amplifier is known (DD-WP 123894). Likewise, a PLL estimation (DD-WP 248382) has been used for the separation of useful and interference signal. However, the problem with the use of the known means is the small frequency difference between the interference signal and the useful signal, since the 50 Hz interference signal is only offset by a useful signal of approximately 100. In this frequency range, there are also interference signals due to alternating electric fields caused by rotating threads and cops of adjacent workstations. DE 911226 describes a device whose electrodes are designed as rakes with tines. The tines are aligned with spaces in each case aligned with each other in a straight line, transverse to the direction of the material. They do not enclose the material. An interaction with a thread balloon or influencing the frequency of the resulting signal by means of the arrangement made are not intended and not possible. The solution also has the known disadvantage that an electrical connection or galvanic contact between the material and electrodes is provided by means of the material, a transfer of electrical charges from one electrode to the other is to be achieved. The arrangement can not work without contact.

Den Ausführungen nach DD 251166 und DE 911226 ist gemeinsam, daß sie entsprechend ihrer Wirkungsweise, mit einem Vorbeilaufen des Materials zunächst an einer ersten Elektrode und danach an einer zweiten Elektrode, zwei Elektroden, die voneinander isoliert sind und die auch beide nicht mit dem Bezugspotential (Masse) verbunden sind, aufweisen.The embodiments according to DD 251166 and DE 911226 have in common that they according to their mode of operation, with a passing of the material first at a first electrode and then at a second electrode, two electrodes which are insulated from each other and both not with the reference potential ( Mass) are connected.

Object of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, eine bessere und einfachere Trennung des N' itzsignales vom Störsignal zu erreichen und damit die Qualität der Fadenlauferkennung ohne den Einsatz kostenintensiver Bauelemente weiter zu erhöhen.It is the object of the invention to achieve a better and easier separation of the signal from the noise signal and thus to further increase the quality of the yarn path detection without the use of cost-intensive components.

Explanation of the essence of the invention

Das Wesen der Erfindung besteht darin, eine Elektrode für Fadenlaufsensoren zu schaffen, die es ermöglicht, ein Nutzsignal mit einer Grundfrequenz zu liefern, die einem Vielfachen der Ballonfrequenz entspricht.The essence of the invention is to provide an electrode for threadline sensors, which makes it possible to provide a useful signal with a fundamental frequency which corresponds to a multiple of the balloon frequency.

Dies ist erreicht worden, indem die Sensorelektrode aus mehreren, um den Fadenballon herum angeordneten Segmenten besteht, die als Teilelektroden elektrisch verbunden sind. Segmente werden auch dadurch gebildet, daß ein metallischer Ring Durchbrüche aufweist oder kammartig gestaltet ist, so daß der Faden an einer Metallflache wechselnder Gesamtbreite vorbeiläuft. Die Sensorelektrode kann auch eine dem Winkel des Fadenballons unterhalb des Fadenführers angepaßte Trapezelektrode sein, die zwei entsprechend den Seiten eines Trapezes zueinander angeordnete Teilflächen besitzt, die außerdem in kammartige Segmente unterteilt sein können, welche elektrisch verbundene Teilelektroden darstellen.This has been achieved by the sensor electrode consists of several, arranged around the thread balloon around segments which are electrically connected as partial electrodes. Segments are also formed by having a metallic ring breakthroughs or is designed comb-like, so that the thread passes by a metal surface changing overall width. The sensor electrode can also be a trapezoid electrode adapted to the angle of the thread balloon below the thread guide, which has two partial surfaces arranged corresponding to the sides of a trapezoid, which can also be subdivided into comb-like segments which represent electrically connected partial electrodes.

exemplary

Anhand der Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigenOn the basis of the embodiments illustrative drawings, the invention will be described in more detail. Show it

Fig. 1: den Fadenlaufsensor mit kegelmantelförmig dargestellter Elektrode, perspektivisch mit dem Fadenführer als Baueinheit dargestellt,1: the yarn running sensor with cone-shaped electrode shown in perspective with the thread guide shown as a unit,

Fig. 2: ein Teilstück des Elektrodenträgers mit der Elektrodenanordnung geschnitten dargestellt, Fig. 3: die Baueinheit nach Fig. 1 mit trapezförmig ausgeführter Elektrode, Fig. 4: eine ringförmig gestaltete Elektrode mit Durchbrächen.2: a section of the electrode carrier with the electrode arrangement shown in section, FIG. 3: the assembly of FIG. 1 with a trapezoidally shaped electrode, FIG. 4: a ring-shaped electrode with openings.

Die gesamte Baueinheit, bestehend aus dem Fadenführer 1, dem Sensoraufnahmestück 2 und dem Haltekörper 3, wird mittels der Bohrung 4 von dem in den Fig. 1 und 3 nur als Achse 5 dargestellten Tragrohr schwenkbar aufgenommen und der Spindelteilung entsprechend justiert. Der Fadenfüh.er 1 ist mit dem Sensoraufnahmestück 2 an der Stirnseite des Haltekörpers 3 befestigt. Alle für die Signalaufbereitung erforderlichen Bauteile sind in dem hohl ausgebildeten Haltekörper 3 untergebracht. Dicht unterhalb der Öse 6 des Fadenführers 1 sitzt im Sensoraufnahmestück 2 der kegelstumpfartig ausgeführte Fadenlaufsensor, dessen Öffnungswinkel α zur Spindel zu gerichtet ist. Der Öffnungswinkel α ist hinsichtlich seiner Größe dem Winkel des Fadenballons angeglichen. Das Innere des Kegelstumpfmantels ist mit Isolierstoff 7 ausgelegt, mit dem die der Kegelmantelform angepaßte Sensorelektrode 8 verbunden ist. Die Sensorelektrode 8 ist kammartig gezahnt gestaltet und besteht aus mehreren Segmenten 9, die als Teilelektroden elektrisch verbunden sind. Diese elektrisch verbundenen Segmente 9 bilden mit dom Kegelstumpfmantel und dem dazwischenliegenden Isolierstoff 7 die Eingangskapazitäten der Elektrodenanordnung. Der Kegelstumpfmantel des Sensoraufnahmestückes 2 ist mit dem Bezugspotential der Signalaufbereitung (Masse) verbunden. Der Kegelstumpfmantel des Sensoraufnahmestückes 2 ist zur Einführung des Fadens zweckmäßig mit dem Schlitz 10 versehen.The entire assembly, consisting of the yarn guide 1, the sensor holder piece 2 and the holding body 3 is pivotally received by means of the bore 4 of the support tube shown in Figs. 1 and 3 only as an axis 5 and adjusted the spindle pitch accordingly. The Fadenfüh.er 1 is attached to the sensor receptacle piece 2 on the front side of the holding body 3. All components required for signal processing are accommodated in the hollow holder body 3. Just below the eyelet 6 of the thread guide 1 sits in the sensor receiving piece 2 of the truncated cone running thread running sensor whose opening angle α is directed to the spindle. The opening angle α is adjusted in terms of its size to the angle of the thread ballon. The interior of the truncated cone jacket is designed with insulating material 7, with which the cone-shaped mold adapted sensor electrode 8 is connected. The sensor electrode 8 is designed comb-like serrated and consists of a plurality of segments 9, which are electrically connected as part electrodes. These electrically connected segments 9 form the input capacitances of the electrode arrangement with dom truncated cone jacket and the insulating material 7 located in between. The truncated cone jacket of the sensor receptacle 2 is connected to the reference potential of the signal conditioning (ground). The truncated cone jacket of the sensor receiving piece 2 is expediently provided with the slot 10 for the introduction of the thread.

Entsprechend der Fig.3 besteht auch die Möglichkeit, die geometrische Form der Elektrode durch eine geschlitzte Trapezelektrode 11 zu bestimmen. Diese Trapezelektrode 11 wird gebildet von zwei gebogenen, sich entsprechend den Seiten eines Trapezes gegenüberliegenden Teilflächen 12, deren Öffnungswinkel α ebenfalls zur Spindel zu gerichtet ist und dem Winkel des sich bildenden Fadenballons entspricht. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Öffnungswinkel der Trapezelektrode 11 ca. 35°. Beide Teilflächen 12 sind durch eine kammartige Segmentierung in elektrisch verbundene Teilelektroden 13 unterteilt. Nach Fig. 3 sind dies vorzugsweise vier Teilelektroden 13 mit einer räumlichen Breite derselben von 70°, bezogen auf den Fadenballonumfang. Mit dem Haltekörper 5 ist die Trapezelektrode 11 stirnseitig fest verbunden, so daß sie ebenfalls dicht unterhalb der Öse 6 des Fadenführers 1 liegt. Der der Öse 6 am nächsten liegende gebogene Teil der Trapezelektrode 11 ist mit dem Schlitz 14 zur Fadeneinführung versehen. Die Signalverarbeitung wird realisiert durch einen selbstkalibrierenden Verstärker und eine nachgeschaltete PLL-Schaltung zur Frequenzauswertung. Verständlicherweise kann im erforderlichen Fall die Trapezelektrode 11 mit einer Abschirmung versehen werden.According to FIG. 3, it is also possible to determine the geometric shape of the electrode by means of a slotted trapezoidal electrode 11. This trapezoidal electrode 11 is formed by two curved, corresponding to the sides of a trapezoid opposite partial surfaces 12, whose opening angle α is also directed to the spindle and corresponds to the angle of the forming thread balloon. In the exemplary embodiment, the opening angle of the trapezoidal electrode 11 is about 35 °. Both partial surfaces 12 are subdivided by a comb-like segmentation into electrically connected partial electrodes 13. According to Fig. 3, these are preferably four sub-electrodes 13 with a spatial width thereof of 70 °, based on the yarn balloon circumference. With the holding body 5, the trapezoidal electrode 11 is firmly connected to the front side, so that it also lies just below the eyelet 6 of the thread guide 1. The eyelet 6 nearest bent part of the trapezoidal electrode 11 is provided with the slot 14 for thread introduction. The signal processing is realized by a self-calibrating amplifier and a downstream PLL circuit for frequency evaluation. Understandably, if necessary, the trapezoid electrode 11 can be provided with a shield.

In Fig.4 werden die Teilelektroden 13 dadurch gebildet, daß eine ringförmige Sensorelektrode 8 regelmäßig auf ihrem Umfang angeordnete Durchbrüche 15 aufweist, so daß die vom Faden beeinflußte Metallfläche einmal der vollen Breite des Ringes und einmal der infolge des Durchbruches 15 verminderten Breite des Ringes entspricht. Mittels der an die Durchbrüche 15 angrenzenden Metallstege 16 sind die Teilelektroden 13 leitend miteinander verbunden.In Figure 4, the sub-electrodes 13 are formed by an annular sensor electrode 8 regularly arranged on its circumference openings 15, so that the metal surface influenced by the thread once the full width of the ring and once the reduced due to the opening 15 width of the ring corresponds , By means of the metal webs 16 adjoining the openings 15, the sub-electrodes 13 are conductively connected to one another.

Eine solche Elektrode kann ebenfalls noch mit einer sie umschließenden, elektrisch von ihr isolierten Abschirmung verbunden seinSuch an electrode may also be connected to a shield enclosing it and electrically isolated from it

Diese ringförmige Elektrode kann auch in der Höhe des Ballonoinengungsringes oder des Spinnringes angeordnet sein. This annular electrode may also be arranged at the level of the balloon inflow ring or the spinning ring.

Claims

1. yarn running sensor for ring spinning and ring twisting machines in the form of a thread balloon enclosing axially symmetrical to the yarn balloon designed, one-sided slotted body with exactly one sensor electrode, for contactless yarn run detection, characterized in that the sensor electrode (8) of several circumferentially around the

, Thread balloon around arranged segments (9), which are electrically connected as partial electrodes.

2. yarn running sensor according to claim 1, characterized in that the sensor electrode (8) has partial electrodes, which are arranged like a comb and electrically connected to each other. -

3. Fadonlaufsensor according to claim 1, characterized in that the sensor electrode (8) is an angle of the thread balloon below the yarn guide (1) adapted trapezoidal electrode (11), which has two corresponding to the sides of a trapezoid mutually arranged partial surfaces (12) are formed as partial electrodes.

4. yarn running sensor according to claim 3, characterized in that the two corresponding to the sides of a trapezoid mutually arranged partial surfaces (12) comprise comb-like, electrically interconnected partial electrodes.

5. yarn running sensor according to claim 1, characterized in that the sensor electrode (8) is annular and has along its circumference regularly arranged openings (15).