DE19511527A1 - Einrichtung zur Ermittlung von Zwirnparametern an einer Zwirnmaschine, insbesondere einer Kabliermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung von Zwirnparametern an einer Zwirnmaschine, insbesondere einer Kabliermaschine, bei der mindestens zwei Einzel­ faden (Einzelkomponenten) an einem frei beweglichen Zwirnpunkt (Vereinigungspunkt) zusammengeführt und in Fadenlaufrichtung hinter dem Zwirnpunkt miteinander verzwirnt werden, wobei in Laufrichtung der Einzelfäden bzw. des Zwirnes in Abstand vor und hinter dem Zwirnpunkt Fadenleitorgane vorgesehen sind, und in dem zwischen den Fadenleitorganen liegenden Bereich mindestens ein Sensor zur Erfassung der Geometrie der Fäden vorgesehen ist.

Bisher sind an Zwirnmaschinen meist nur Fadenbruchüber­ wachungseinrichtungen, bisweilen auch Sensoren zur Drehzahl- oder Geschwindigkeits- oder Lauflängenüber­ wachung realisiert. Als weitergehende Qualitätserfas­ sung sind optische, mechanische oder nach anderen physikalischen Prinzipien arbeitende Sensoren möglich, die den hergestellten Zwirn in seiner Kontur beschreiben (WO 84/00781, DE 36 28 654 C2). Nachteilig sind hier die hohe erforderliche Meßgenauigkeit und damit Störanfällig­ keit der Sensoren und die Informationsbeschränkung auf den produzierten Zwirn. Fadenführende Elemente in der Zwirnzone sind an bestehenden Maschinen lediglich hin­ sichtlich der technologischen Belange (konstante Kräfte und Längen im Zwirnpunkt) entwickelt. Oft ist die Kor­ dierzone nicht frei einsehbar, an Kabliermaschinen mit frei rotierendem Kordierpunkt überlagern sich mehrere Rotationskegel, der Kordierpunkt ist bei vielen Zwirn­ konstruktionen vom Ballonfadenführer verdeckt. An Kabliermaschinen mit längenausgleichenden Bauteilen verdecken diese meist den Kordierbereich.

In der DE 37 08 331 C1 ist eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art beschrieben. Es wird dort vorgeschlagen, das Fadenzugkraftverhältnis zwischen den beiden Einzel­ fäden (Außenfaden und Innenfaden) dadurch zu bestimmen, daß kurz unterhalb einer den auslaufenden Zwirn führen­ den Fadenführeröse der Fadenvereinigungswinkel bzw. die Symmetrie des Winkels im Fadenballon für mindestens einen der Fäden automatisch gemessen wird. Wie allerdings diese Winkelmessung praktisch erfolgen kann, ist in dieser Druckschrift nicht angegeben. Da nur der Innenfaden durch ein Fadenleitorgan geführt ist, während der Außen­ faden als Fadenballon frei rotiert, ist der Fadenlauf sehr unruhig und macht exakte Messungen praktisch unmög­ lich. Außerdem verlagert sich der Zwirnpunkt (Kordier­ punkt) je nach Zwirnbedingungen in einem verhältnis­ mäßig großen Bereich, so daß ein großes Meßfeld erfaßt werden müßte, was mit einem enormen Aufwand verbunden wäre.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Ermittlung von Zwirnparametern an einer Zwirnmaschine, insbesondere einer Zwirnmaschine der ein­ gangs erwähnten Art zu schaffen, mit der es möglich ist, mit geringem sensorischem Aufwand nahezu alle den Zwirn­ prozeß und den damit hergestellten Zwirn charakterisieren­ den Merkmale zu erfassen.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß für jeden Einzelfaden ein Fadenleitorgan in vorbestimmter Lage gegenüber den übrigen Leitorganen angeordnet ist, und daß die räumliche Lage aller Fadenleitorgane zuein­ ander fixiert ist, um zwischen den Fadenleitorganen eine definierte, eingegrenzte Meßzone festzulegen, und daß im Bereich dieser Meßzone der oder die Sensor(en) in vorbestimmter Lage zu den Fadenleitorganen angeordnet ist (sind).

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, durch Anord­ nung von Fadenleitorganen für alle Fäden, d. h. für alle einlaufenden Einzelfäden und den auslaufenden Zwirn, in einer eingegrenzten Meßzone den Lauf der Fäden so fest­ zulegen, daß deren geometrische Lage und Kontur mit ge­ ringem sensorischen Aufwand festgestellt werden kann. Durch die exakte Führung aller Fäden mittels Fadenleit­ organen kann die Meßzone beliebig klein gemacht und in ihrer Geometrie so gestaltet werden, daß die geometrische Lage und die Kontur der Einzelfäden bzw. des Zwirnes vor und nach der Verzwirnung jederzeit mittels einfacher Sensoren ermittelt werden kann. Außerdem wird der Lauf der Fäden in der Meßzone beruhigt, wodurch die Meßgenauig­ keit gesteigert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht so eine umfassende Ermittlung der wichtigsten Zwirnparameter. Damit kann die Qualität des produzierten Zwirnes umfassend und eindeutig während der Entstehung in der Produktionsmaschine kontrolliert werden. Man kann einerseits den Zwirnprozeß hinsichtlich der Einhaltung vorgegebener Parameter der Zwirnkonstruktion (Titer, Drehungshöhe, Längengleichheit der Einzelfäden) über­ wachen und andererseits den hergestellten Zwirn in seiner Struktur beschreiben (Dick-/Dünnstellen, Filament­ brüche, Knoten, Spleißstellen, Flusen). Die erfindungs­ gemäße Vorrichtung ist vornehmlich zum Einsatz an Direkt­ kabliermaschinen vorgesehen, eignet sich aber auch für Ring- und Umwindezwirnmaschinen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung ist in folgendem, anhand von mehreren in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Direktkablier­ maschine mit der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2.1 bis 2.3 ein erstes Ausführungsbeispiel bei unterschied­ lichen Zwirnbedingungen,

Fig. 3.1 und 3.2 ein zweites Ausführungsbeispiel bei unterschied­ lichen Zwirnbedingungen,

Fig. 4 ein für eine Ringzwirnmaschine geeignetes Aus­ führungsbeispiel

Fig. 5.1 und 5.2 die Darstellung der geometrischen Zusammenhänge bei unterschiedlichen Zwirnbedingungen,

Fig. 6 bis 11 verschiedene Ausführungsformen von Sensoren zur Überwachung der Meßzone.

In Fig. 1 ist schematisch eine Direktkabliermaschine dar­ gestellt, an der die erfindungsgemäße Einrichtung vorzugs­ weise angewendet wird. Der Einzelfaden (Außenfaden) b wird von einer Vorratsspule 1 abgezogen, tritt von unten in die rotierende Spindel 2 ein und aus dieser durch einen radialen Kanal wieder aus. Der Einzelfaden b rotiert mit der Spindel und bildet einen Fadenballon. Ein zweiter Einzelfaden a wird von einer Vorratsspule 3 abgezogen und tritt getrennt von dem Einzelfaden b in die erfindungsgemäße Vorrichtung E ein. Beide Einzelfäden a, b werden am Zwirnpunkt (Kordier­ punkt) P miteinander verzwirnt. Der aus der Einrichtung E auslaufende Zwirn c ist über ein Lieferwerk 4 zur Aufwickel­ spule 5 geführt. Die Fadenzugkraft des Einzelfadens a kann durch die Bremse 7 eingestellt werden. Die Fadenzugkraft des Einzelfadens b ergibt sich in Abhängigkeit von Fadentiter, Spindeldrehzahl und -geometrie, sowie der Ballonhöhe. Die erfindungsgemäße Einrichtung E beinhaltet auch einen Sonsor S, der mit einer Auswerteeinheit, z. B. einem Monitor 16, verbunden ist. Nähere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Einrichtung E sind nachstehend erläutert.

Wesentliche Voraussetzung für die Erfassung der Zwirnzone ist, daß die sich in ihr formierenden Fäden exakt zueinan­ der vermessen werden können. Bildet sich die Zwirnzone frei aus, insbesondere bei freiem Ballon, ist der Punkt des Verzwirnens = Zwirnpunkt (Kordierpunkt) abhängig von der Drehungshöhe und den aktuellen Fadenzugkräften der zu verzwirnenden Einzelfäden in einem großen Feld (ca. 200 × 200 mm) beweglich, verschwindet zudem bei niedrigen, durchaus üblichen Drehungen in der Ballonfadenführeröse. Eine Erfassung würde, wenn überhaupt möglich, enormen Aufwand sowohl in der Sensorik (teure oder schlecht auf­ lösende Komponenten), als auch in der Nachbearbeitung (aufwendige Analytik zur einwandfreien Beschreibung) er­ fordern.

In Fig. 2.1 bis 2.3 ist die Kordierzone für das Kablieren ohne ein mitrotierendes Fadenführungselement gezeigt. Durch geeignete Wahl des Durchmessers des als Fadenleitorgan vorgesehenen Ballonbegrenzungsrings B und der Abstände f und g der als Fadenleitorgane vorgesehenen Einlauföse A und Auslauföse C (diese sind auch als Umlenkrollen denkbar, die Fäden zentrieren sich dann über den Nutgrund) kann für einen weiten Drehungsbereich (Fig. 2.1 bis 2.3 mit unter­ schiedlichen Steigungswinkeln) die Kordierzone in einer engbegrenzten Meßzone M in der Weise vermessen werden, daß die Winkellage und der Durchmesser der Fäden a, b und c durch geeignete Sensorik (z. B. Bildverarbeitungssystem, die Zonen Z1, Z2 und Z3 bilden sich in unterschiedlichen Grau­ stufen ab) ermittelt wird. Daraus können die Winkel zur Cordlängsachse α1, α2, unter eventueller Hilfe von ε1, ε2, den Winkeln der Einzelfäden a, b zur Mittelachse M1 und γ, dem Differenzwinkel zwischen Cordlängsachse und Mittelachse M1, bestimmt werden, indem auf die Meßzone M ein Punktraster bzw. Koordinatensystem gelegt wird und jeweils ein Lagepunkt der gestreckten Fäden ermittelt wird. Im Falle der Ausfüh­ rung gemäß Fig. 2.1 bis 2.3 ergibt sich auch bei α1 = α1 = α ein Winkel γ ≠ 0. Sind zudem die genaue Lage und Abmaße der Ösen (Fadenleitorgane) A, B und C bekannt, ist die Lage der Fäden und damit die Steigungswinkel eindeutig bestimmt (zwei Punkte legen eine Gerade fest).

Die geometrischen Beziehungen können weiter vereinfacht werden, wenn gemäß Fig. 3.1 und 3.2 die einlaufenden Einzelfäden (Innenfaden a und Außenfaden b) auf einer gemeinsamen Kreisbahn rotieren und über eine Rolle oder Auslauföse C auf der Mittelachse M1 dieser Kreisbahn zentrisch als Cord c abgezogen werden. Eine geeignete Gestaltung eines mitrotierenden Systems, das die ein­ laufenden Fäden a und b auf einer Kreisbahn führt, zeigt Fig. 3.1. In einer mit dem Maschinengestell fest verbun­ denen Lageraufnahme 10 kreist eine mittels Wälz-, Gleit-, Magnet- oder sonstigen Lagerung geführte Scheibe, die durch den Ballonfaden angetrieben wird. Diese Scheibe 11 weist als Fadenleitorgane für die beiden Einzelfäden a, b zwei Ösen oder Bohrungen A, B auf. Statt der Scheibe kann auch ein Ausgleichssystem (z. B. DE 88 01 951 U1), das zusätzlich über Umlenkrollen die Fadenlängen angleicht, verwendet werden. Lagerung, Sensor S und Fadenleitorgane A, B, C sind in einer Halterung angebracht, so daß die Punkte in engen Toleranzen zueinander vermaßt werden können. Sollte dies aus lagertechnischen oder Kosten­ gründen nicht sinnvoll sein, können diese Teile auch anschließend zueinander zentriert bzw. justiert werden.

Sind die Winkel α1 und α2 gleich, wie es für das Direkt­ kablieren insbesondere technischer Garne gefordert ist, so liegt der entstehende Cord exakt im Zentrum, d. h. der Durchmesser D1 (Fig. 3.1) ist gleich dem Corddurchmesser DO. Ungleiche Winkel α1 und α2 führen zu einer Bewegung des Zwirnpunktes (Kordierpunktes) P auf einer Kreisbahn, so daß ein Rotationskegel (D1′ < D1) des auslaufenden Cordes c als Maß der Winkeldifferenz entsteht, der relativ einfach meßtechnisch zu erfassen ist. Nur im Fall unglei­ cher Winkel α1 und α2 entsteht ein Winkel γ ≠ 0 zwischen der Mittelachse des Cordfadens und der Mittelachse M1. Die Lage bzw. die Kreisbahn des Zwirnpunktes P als Fußpunkt des Rotationskegels ist ein Maß für den Steigungswinkel α (Fig. 5.1) der Drehung. Durch eine getrennte Erfassung der rotierenden Einzelfäden a und b lassen sich zudem die Winkel und Durchmesser, sowie deren Änderung im zeitlichen Verlauf, für die Einzelfäden a und b getrennt erfassen.

An einer Ringzwirnmaschine vereinfacht sich die Einrich­ tung gemäß Fig. 4 weiter. Die Ringscheibe 13 ist hier feststehend, insbesondere ist es hier möglich, mehr als zwei Einzelfäden, z. B. vier Einzelfäden, a1, a2, a3, a4 mit festem Radius R zum Mittelpunkt M2 zu vermaßen. Der durch das Fadenleitorgan C auslaufende Zwirn c rotiert um seine eigene Achse. Die zu verzwirnenden Einzelfäden a1 bis a4 laufen durch ortsfeste Fadenleitorgane A ein. Wichtig ist auch hier wieder die eindeutige Vermaßung der Fadenleitorgane A, C und des Sensors S zueinander.

Zusammenhänge für die aus der Geometrie abzuleitenden Meßgrößen.

Zu erfassende Zwirnparameter

Zur Bestimmung der Qualität des auf der Zwirnmaschine (Cordes) sowie zur Prozeßüberwachung (Fadenbrucherkennung) können folgende Parameter durch eine geeignete Signaler­ fassungsanlage umfassend ermittelt werden:

• - Prozeßunterbrechung (Fadenbruch, auslaufende Vorlage­ spulen)
• - Steigungswinkel der Zwirndrehung (Winkellage der beiden Einzelfäden unmittelbar vor dem Zwirnpunkt (Kordierpunkt)
• - Längendifferenzen der Einzelfäden
• - Struktur der Einzelfäden (Spleiße, Knoten, Filament­ brüche, Flusen, . . . )
• - Drehungen/Meter
• - Drehzahl der Spindel = Rotationsfrequenz des Fadens
• - Faden- bzw. Liefergeschwindigkeit
• - Fadendicke.

Die so ermittelten Kennwerte können sich auf den Zwirn c oder die Einzelfäden a, b beziehen, sie werden, ent­ sprechend der nachfolgenden Ausführungen, entweder direkt meßtechnisch erfaßt oder aus den erfaßten Meßdaten herge­ leitet. Fig. 5.1 und 5.2 zeigen Prinzipskizzen der Zwirn­ zone beim Direktkablieren. Es werden stets zwei Einzel­ fäden a, b (textile Faserstoffe PA, PES, CV oder AR, oder auch Drähte, Litzen etc. aus anderen flexiblen Materialien) in der Cordierzone unter bestimmten Winkeln α1 und α2 miteinander verzwirnt. Dabei wird die in den Einzelfäden a und b vorhandene Falschdrehung aufgehoben und der Zwirn (Cord) c mit der maschinenseitig eingestellten Drehung versehen: Der Steigungswinkel α steht in einer festen Beziehung zur Drehungshöhe (T = k _* tan α). Idealerweise ist α1 = α2 = α. Der Zwirnpunkt (Cordierpunkt) P ist die Position in der Zwirnzone, bei der die Einzelfäden a, b zusammentreffen. Die räumliche Lage der Fadenleit­ organe A, B für die Einzelfäden a, b und des Fadenleit­ organes C für den Zwirn c zueinander und zu einem oder mehreren nicht dargestellten Sensoren ist fixiert und in ihren geometrischen Abmessungen bekannt. Hierdurch ist eine definierte, eingegrenzte, durch strichpunktierte Linien angedeutete Meßzone M festgelegt.

Die Erfassung der Lage und der Struktur der Einzelfäden a, b in der Meßzone M erfolgt mittels geeigneter Sensoren (Fig. 7.1 bis 10), die entweder die gesamte Meßzone M oder Ausschnitte oder bestimmte Punkte der Meßzone M er­ fassen. Sie können so angeordnet und getaktet werden, daß sie in einer oder mehreren Ebenen einen Schnitt, Schattenriß, eine Ansicht, oder das Rotationsprofil be­ stimmter Fäden oder Fadengruppen und den Zeitpunkt der Erfassung ermitteln. Idealerweise würde die dreidimen­ sionale Struktur mit schnellstmöglicher Abtastfrequenz vollständig beschrieben.

Auswertung

Ist die Geometrie vollständig oder teilweise mittels einer oder mehrerer Sensoren ermittelt worden, und sind die Ab­ messungen durch feste Maße oder Fadenleitorgane (Lage der Ösen bzw. Umlenkrollen) A, B, C bekannt, so können folgende Parameter ermittelt und voneinander abgeleitet werden:
Drehungssteigung:
Aus der räumlichen Lage der Einzel­ fäden a, b als Steigungswinkel α.
Fadendicke:
Aus Fadenquerschnitt, bei bekannter Fadendichte Maß für die Feinheit.
Struktur der Fäden:
Knoten/Spleiße/Filamentbrüche = starke Querschnittsänderung des Fadens.
Längendifferenz der Einzelfäden im Cord:
Aus der Winkellage der beiden Einzelfäden und deren Differenzen oder dem Rotationskegel der Einzel­ fäden oder des Gesamtfadens.
Spindeldrehzahl:
Bei bekannter Zeitbasis kann auf­ grund der darin stattfindenden Lageveränderung oder Wiederkehr der rotierenden oder durchlaufenden Fäden die Spindeldrehzahl ermittelt werden.
Drehung (pro Meter):
Mittels Steigungswinkel und Titer/ Faserstoff kann die Drehung pro Länge errechnet werden.
Fadengeschwindigkeit:
Mit Kenntnis der Drehzahl und Drehung läßt sich die Fadengeschwindigkeit er­ rechnen.
Berechnungshinweise (siehe Fig. 5.1 und 5.2).
Steigungswinkel:
Über die trigonometrischen Beziehungen und die baulich vorgegebenen Fixmaße (siehe Zeichnung) entsprechend Sensor­ kennlinie/sensorspezifischer Umrech­ nungsformel aus α1 und α2, d. h.
α= (α1 + α2)/2 (idealer Cord: α1 = α2 = α)
und ε1 = arctan (a1/h) und
ε2 = arctan (a2/h),
α1 + α2 = ε1 + ε2
α1 = - γ + ε1; α2 = γ + ε2
γ hergibt aus Fixmaßen, ε1, ε2 über Trigometrie
Fadendicke:
Direkt aus Signal entsprechend Sen­ sorkennlinie/sensorspezifischer Um­ rechnungsformel (d1, d2, Do).
Titer:
Tt = 0,25 _* p _* η _* Do2, Angabe in dtex (g/10000 m), p ist die Dichte = Materialkonstante.
Struktur:
Knoten, Spleiße etc. entsprechen kurzfristiger starker Titeränderung im Einzelfall- bzw. Gesamtfaden (d1, d2, Do).
Längendifferenz dL der Einzelfäden im Cord:

• 1. getrennte Winkellängenänderungs­ erfassung für Einzelfäden α1 und α2, dL = |L1 - L2| /Lo mit Lo = Cordlänge und L1,2 = Einzelfaden­ längen im cordierten Zustand L1 = Lo × cos α1 sowie L2 = Lo × cos α2 ergibt sich dL = |cos α1 - cos α2|
• 2. Erfassung der Gesamtfadenun­ schärfe = D1′ entspricht der Rotationskegeldurchmesseränderung an geeigneter Position dL ≈ D1′ × konst., vorteilhaft empirisch zu ermitteln.

Spindeldrehzahl:

• 1. Frequenzanalyse eines Zeitsignals/ Datensatz
• 2. Maximaanalyse = < n = 0,5 _* z/t

Drehung/m:
T = k _* tan α d. h. unmittelbar aus dem Steigungs­ winkel.
Fadengeschwindigkeit:
v = n/T.
Dabei ist:
n = Drehfrequenz, z = Maximazahl, t = Zeit,
α = Steigungswinkel, k = Materialkonstante.

Als Sensoren (Sende- und Empfangseinrichtungen) eignen sich optische, mit Ultraschall arbeitende und mechanisch wirkende Einrichtungen.

Als optische Einrichtungen sind Sender mit konstantem Licht von z. B. Laser, Leuchtdioden, Tageslicht, Halogenlicht, Infrarotlicht und Empfänger, wie lichtempfindliche Empfänger (Fotodioden, Fototransistoren), Licht in Strom, Spannung oder Frequenz wandelnde Sensoren, CCD-Zeilensensoren (siehe Fig. 7.1, 7.2, 8 und CCD-Flächensensoren mit, falls erfor­ derlich, vorgeschalteten Objektiven zur besseren Auflösung oder Schärfe, sowie Foto-Videokamera mit entsprechender Bildübertragung (Fig. 6) und faseroptische Sender-/Empfänger­ einheiten geeignet. Mittels Ultraschall aussendenden und empfangenden Sensoren kann der Abstand der laufenden oder rotierenden Fäden zu dem Meßpunkt erfaßt werden (siehe Fig. 9). Mit einem Tastkopf, der als Gabel, Rund- oder Halbrundkopf, Ring (gegebenenfalls teilgeöffnet) und mittels einer Anlagekraft sich bei zweckmäßiger Lagerung der Zwirn­ geometrie anpaßt, kann die Auslenkung des Tastkopfes ent­ sprechend seiner Freiheitsgrade mittels Zusatzsensor erfaßt oder direkt mittels Zeiger und Skala angezeigt werden (siehe Fig. 10, 11).

Gemäß Fig. 6 erfolgt das Beobachten der gesamten Meßzone mittels Videokamera und CCD-Flächensensor zur visuellen oder rechnergestützten Auswertung der Meßzone (digitale Bildver­ arbeitung). Per Videoüberwachung mit Videokamera 14 oder mittels eines CCD-Flächensensors 15 wird quasi die Meßzone M (Fig. 5.1 und 5.2) auf einem Monitor 16 maßstäblich abgebil­ det und kann vermessen werden. Durch eine Graustufenunter­ scheidung bei entsprechendem Konstrast/Beleuchtung bildet sich die Geometrie nach Fig. 2.1 bis 2.3, 3.1 bis 3.3 ent­ sprechend ab. Die rechnerischen Beziehungen ergeben sich aus vorstehenden Ausführungen und Fig. 5.1 und 5.2. Im einfach­ sten Anwendungsfall reicht auch eine geeignete Lichtquelle 17, so daß eine frei einsehbare Meßzone durch das menschliche Auge einer Bedienungsperson schnell erfaßt werden kann.

Fig. 7.1 und 7.2 zeigt die Erfassung der Lage des Zwirn­ punktes P und der Größe D1′. Mit dem Zeilensensor S1 wird die Lage des Zwirns c quer zur Abzugsrichtung ermittelt. Durch Längendifferenzen der Einzelfäden a, b und damit unterschiedliche Einlaufwinkel α1, α2 der Einzelfäden a, b läuft der Zwirn (Cord) c nicht mehr zentrisch auf der idealen Mittelachse M1, sondern beschreibt einen Rotations­ kegel, der in seinem Durchmesser D′1 erfaßt wird. Ein zwei­ ter Zeilensensor S2 ermittelt die Länge des Zwirnpunktes P auf der Mittelachse M1 entsprechend dem Steigungswinkel α der Drehung.

Mit den beiden in Fig. 8 gezeigten Zeilensensoren S3 und S4 lassen sich die Steigungswinkel α1 und α2 der Zwirn­ drehung für die Einzelfäden a, b bestimmen. Aus dem Maß der Winkel läßt sich auf die Zwirndrehung schließen, wenn man den Titer der Fäden kennt, dieser kann bei hoher Auf­ lösung der Zeilensensoren auch aus der dann erfaßbaren Dicke der Einzelfäden ermittelt werden. Der Unterschied der Winkel α1 und α2 ist ein Maß für die Überlänge. Rotieren die beiden Einzelfäden a, b (Direktkabliermaschine), so genügt ein Sensor. Der zeitliche Abstand der wiederkeh­ renden Einzelfäden liefert dann zusätzlich die Spindeldreh­ zahl.

Anstelle der optischen Sensoren ist gem. Fig. 9 auch eine Vermessung durch Ultraschall- oder faseroptische Abstands­ messung möglich. Durch den Abstand der Einzelfäden a, b bzw. des Zwirnes c zu festen Sendern/Empfängern U1, U2 bzw. U3 kann deren Lage vermessen werden.

Die Fig. 10 und 11 zeigen eine höhenbewegliche Tastgabel 18, die auf den Einzelfäden a, b ruht, die gegebenenfalls auch rotieren können. Mittels eines Zusatzsensors 19 (z. B. induktiv, Dehnmeßstreifen, optisch, Hall-Sensor), oder direkt mittels Zeiger 20 und Skala 21 wird die Höhenlage der Tastgabel 18 bestimmt. Ein auf einem Gleitstein 22 geführter Tastkopf 23 bestimmt den Durchmesser D1′ (vgl. Fig. 5.2) des Rotationskegels des auslaufenden Zwirnes c im Falle von Überlängen. Die Position des Tastkopfes 23 kann bei großen Wegen über eine Skala abgelesen werden, bei kleinen Wegen können Wegaufnehmer nach den verschiedensten physikalischen Prinzipien verwendet werden.

Die Anordnungen gemäß Fig. 6 bis 11 können in die anhand der Fig. 2.1 bis 4 beschriebenen Vorrichtungen aufgenommen wer­ den.

Claims (15)

1. Einrichtung zur Ermittlung von Zwirnparametern an einer Zwirnmaschine, insbesondere einer Kabliermaschine, bei der mindestens zwei Einzelfäden (Einzelkomponenten) an einem frei beweglichen Zwirnpunkt (Vereinigungspunkt) zusammengeführt und in Fadenlaufrichtung hinter dem Zwirnpunkt miteinander verzwirnt werden, wobei in Lauf­ richtung der Einzelfäden bzw. des Zwirnes in Abstand vor und hinter dem Zwirnpunkt Fadenleitorgane vorgese­ hen sind und in dem zwischen den Fadenleitorganen liegenden Bereich mindestens ein Sensor zur Erfassung der Geometrie der Fäden vorgesehen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für jeden Einzelfaden (a, b) ein Faden­ leitorgan (A, B) in vorbestimmter Lage gegenüber den übrigen Fadenleitorganen angeordnet ist und daß die räumliche Lage aller Fadenleitorgane (A, B, C) zuein­ ander fixiert ist, um zwischen den Fadenleitorganen eine definierte, eingegrenzte Meßzone (M) festzulegen, und daß im Bereich dieser Meßzone (M) der oder die Sensor(en) (S, S1 bis S4, 14, 15, U1 bis U3, 18) in vorbestimmter Lage zu den Fadenleitorganen (A, B, C) angeordnet ist (sind).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenleitorgane (A, B) Ösen und/oder Rollen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Fadenleitorgan für einen Einzel­ faden (b) ein Ballonbegrenzerring (B) ist, der kon­ zentrisch zu einer in Verlängerung der Spindelachse liegenden idealen Mittelachse (M1) des auslaufenden Zwirns (c) im Bereich des Fadenleitorganes (A) des anderen Einzelfadens (a) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenleitorgane (A, B) für die Einzelfäden (a, b) um die Mittelachse (M1) drehbar angeordnet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenleitorgane für die Einzelfäden durch ein um die Mittelachse mitrotierendes Fadenausgleichssystem gebildet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Sensor(en) optische Sensoren (S1 bis S4, 14, 15) sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren CCD-Zeilensensoren (S1 bis S4) sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein CCD-Zeilensensor (S2) in Richtung der Mittel­ achse (M1) und ein zweiter CCD-Zeilensensor (S1) quer hierzu angeordnet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein CCD-Zeilensensor (S3, S4) zur Er­ fassung der Lage der Einzelfäden (a, b) schräg zur Mittelachse (M1) angeordnet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein CCD-Flächensensor (15) ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (14) eine Videokamera mit Monitor (16) ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ultraschallsensoren oder faseroptische Sensoren (U1, U2, U3) zur Überwachung der Einzel­ fäden (a, b) und des Zwirnes (c) vorgesehen sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung der Einzelfäden (a, b) eine höhenbewegliche Tastgabel (18) oder dgl. vorgesehen ist, die auf den Einzelfäden (a, b) aufliegt und deren Bewegungen von einem Sensor (19) erfaßt wer­ den.

14. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung des auslaufenden Zwirnes (c) ein quer zu dessen Laufrichtung verschiebbarer Tastkopf (23) vorgesehen ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der Bewegungen des Tastkopfes (23) ein Sensor vorgesehen ist.