DE19543229A1

DE19543229A1 - Fadenwächter für Textilmaschinen

Info

Publication number: DE19543229A1
Application number: DE1995143229
Authority: DE
Inventors: Hubert Ott
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 1997-05-22

Description

Die Erfassung von Fadenbrüchen bei Textilmaschinen erfolgt nach dem bekannten Stand der Technik entweder elektro-optisch mittels Gabel- oder Reflexlichtschranken, mechanisch mittels Abfühlhebel, oder kapazitiv unter Ausnutzung der Ladungs änderungen auf der Oberfläche schnell bewegter textiler Fäden. Bei der Überwachung hochelastischer Garne, feiner Einzelfäden oder geringen Fadengeschwindigkeiten versagen diese Wächter entweder vollständig, oder sie lassen sich nur mit hohen Kosten fertigen, so daß eine wirtschaftliche Überwachung von mehreren Tausend Fäden an einer Textilver arbeitungsanlage ausgeschlossen ist.

Bei elektro-optischen Wächtern beispielsweise sind besondere konstruktive und schaltungstechnische Maßnahmen erforderlich, um dünne und häufig sogar durchscheinende Fäden erkennen zu können. Die mit einem Hebel den Faden abfühlenden Wächter lassen sich dagegen zwar in großen Stückzahlen preiswert herstellen, sie sind jedoch nicht feinfühlig genug, um auf Fadenkräfte von weniger als 0,1 cN stets zuverlässig anzu sprechen. Solch einer Anwendung steht schon die Größenordnung und die erhebliche Streubreite der Reibungskräfte der in handelsüblichen Wächtern gebräuchlichen Hebellagerungen entgegen. Nachteilig ist aber insbesondere, daß die Aus lenkung des Hebels mittels Federkraft, oder in einigen Fällen auch mit der Kraft eines Dauermagneten erfolgt. Mit diesen Mitteln lassen sich Kräfte unter 0,1 cN nur mit erheblichem konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand erzielen mit der Folge, daß hohe Herstellkosten entstehen. Zur Herabsetzung der Kraftwirkung an der Stelle der Faden abfühlung ist zudem ein relativ langer Hebelarm erforderlich, wodurch sich dessen Gewichtskraft und sein Trägheitsmoment erhöht. Eine hohe Gewichtskraft des Hebels, erhöht wiederum die Reibkraft in der Hebellagerung. Und das höhere Träg heitsmoment verschlechtert zudem die Reaktionszeit des Faden wächters.

Zu den vorgenannten Faktoren, welche einer geringen Faden abfühlkraft bei handelsüblichen Wächtern entgegen stehen, kommt noch der Einfluß des eigentlichen elektrischen Kontakt gebers hinzu. Der Kontaktgeber ist erforderlich, um ein optisches oder akustisches Meldegerät, oder einen Fadenhalte magneten zu betätigen, oder einen Fadenantriebsmotor ab schalten zu können. Rein mechanische Schaltkontakte bedürfen einer gewissen Druckkraft, um eine sichere Kontaktgabe zu gewährleisten. Die von äußeren Kräften unabhängig schalten den, magnetisch betätigbaren Schaltzungen von Reedrelais erfordern am Abfühlhebel einen gewichtserhöhenden Dauer magneten.

Der erfindungsgemäße Fadenwächter nach den Ansprüchen 1-6 hat nun demgegenüber den Vorteil, daß sich durch die alleinige Nutzung der rücktreibenden Kraft eines pendelnd aufgehängten Fadenabfühlelements, bereits mit einer kurzen Pendellänge, eine hohe Ansprechempfindlichkeit auf kleinste Fadenkräfte erreichen läßt.

Begründet ist dies zunächst in dem Umstand, daß die rück treibende Kraft eines Pendels bei kleinen Auslenkwinkeln stets erheblich kleiner ist, als die Gewichtskraft des pendelnden Körpers selbst.

Des weiteren können bei einem pendelnd aufgehängten Faden abfühlelement die Reibkräfte der Lager ohne große Kosten, vernachlässigbar klein gehalten werden mit dem Vorteil, daß eine kurze Pendellänge und damit eine geringe Gewichtskraft ermöglicht wird. Erreicht wird dies vorteilhafterweise mit einer Lagerung auf zwei Schneiden, so daß das Fadenabfühl element nur in einer Ebene auslenken kann. Das Fadenabfühl element bildet in diesem Fall mit den beiden Verbindungs stücken zu den Lagerstellen eine U-Form. Diese Gestaltung des pendelnden Körpers hat zudem den Vorteil, daß der Fadenlauf ungehindert zwischen den beiden Lagerstellen erfolgen kann.

Die Nutzung der rücktreibenden Kraft zur Fadenabfühlung hat darüber hinaus den Vorteil, daß deren Abweichungen bei entsprechender konstruktiver Ausführung äußerst klein ge halten werden können. So werden die Gewichtskraftunter schiede bei einem aus Draht durch Biegeumformung herge stellten pendelnden Körper sehr gering, weil sich Änderungen nur aufgrund von Maßabweichungen des Durchmessers und der Gesamtlänge des Drahtes ergeben können und diese beiden Maße kostengünstig in engen Toleranzen einhaltbar sind.

Vorteilhafterweise wird in Verlängerung der beiden Verbin dungsstücke nach den Lagerstellen eine Zusatzmasse angefügt, welche eine Schwerpunktverlagerung bewirkt, so daß das Faden abfühlelement im Gleichgewichtszustand aus der senkrecht durch die Lagerung führenden Achse herausgeschwenkt wird. Bei entsprechender Dimensionierung der Zusatzmasse kann bei einem senkrecht nach unten bewegten Faden, kein Dreh moment an der Fadenreibkraft angreifen, weil die Reibkraft mangels Hebelarm ohne eine weitere Kraftkomponente in Rich tung des Abfühlelements nur in der senkrecht durch die Lagerung führende Achse wirkt. Eine Beeinflussung der rück treibenden Kraft des Pendelkörpers durch die Fadenreibkraft ist damit ausgeschlossen.

Eine entsprechende Gestaltung der Zusatzmasse als Schalt fahne, bzw. Schaltfahnenträger bietet darüber hinaus die Möglichkeit, einen elektro-optischen Kontaktgeber zu verwen den, weil dieser dadurch im Innern eines Wächtergehäuses untergebracht und somit weitgehend vor Staub und anderen Umwelteinflüssen geschützt werden kann. So kann beispielsweise eine Gabellichtschranke mit integriertem Schaltverstärker oder erforderlichenfalls einer Schaltschwelle verwendet werden, ohne daß damit weitere elektronische Schaltungs maßnahmen zum Ausgleich der zunehmenden Verschmutzung not wendig werden. Ebenso sind keine besonderen optischen Maß nahmen zur Strahlbündelung erforderlich, weil das Schalt objekt entsprechend breit gestaltet werden kann und zudem nicht durchscheinend ist. Solche Gabellichtschranken sind äußerst preiswert erhältlich, denn sie werden in großen Stückzahlen in Geräten der Bürotechnik eingesetzt.

Der erfindungsgemäße Fadenwächter nach den Ansprüchen 7-10 hat zudem den Vorteil, daß der Pendelkörper im wesent lichen bis auf das Fadenabfühlelement sich nur in einem Gehäuse bewegt. Eine direkte Berührung des Pendelkörpers beim Einlegen des Fadens durch das Bedienungspersonal ist damit nicht möglich und eine Beschädigung durch Deformation somit weitgehend ausgeschlossen.

Des weiteren wird die Auslenkung des Pendelkörpers an Stellen begrenzt, welche sich in der Nähe des Lagerpunktes befinden, so daß ein direkter Kontakt des Fadenabfühlelements mit den Gehäuseteilen nicht möglich ist. Diese Anordnung der An schläge verhindert, daß der rücktreibenden Kraft keine nennenswerten Anzugskräfte von Fadenabfühlelement und Gehäuse wand entgegen wirken. Solche Anzugskräfte können durch die Benetzung des Fadenabfühlelements mit Avivagen bei direktem Kontakt mit dem Gehäuse entstehen. Durch die Positionierung der Anschläge nahe der Lagerstellen werden diese Berührungsstellen durch das umgebende Gehäuse vor Benetzung mit diesen meist aus Seifen, Ölen oder Fetten bestehenden Emulsionen weitgehend geschützt. Hinzu kommt, daß die Anzugskräfte aufgrund des geringeren Hebelarms an dem sie nun wirken können, im erheblichen Maße reduziert werden
Um Toleranzen der Fadenlaufebene in der Textilmaschine aus zugleichen ist ein zusätzliches Fadenführungselement vorteil haft, welches in Fadenlaufrichtung in kurzem Abstand parallel vor dem Fadenabfühlelement anzuordnen ist. Dieses Führungs element ermöglicht zudem die Überwachung eines Fadens, welcher unter einem Winkel zur Senkrechten verläuft. Weil das Fadenführungselement in diesem Falle entsprechend dem Winkel umschlungen wird und hierdurch Reibkräfte entstehen, sollte es aus einem verschleißfesten Werkstoff bestehen. Das Fadenführungselement verhindert somit, daß auf das Fadenabfühlelement Kräfte wirken können, welche größer als die rücktreibende Kraft des Pendelkörpers ist. Nach dem diese Kraft weniger als 0,5 cN beträgt entsteht auch keine große Fadenreibkraft, so daß auf zusätzliche Verschleiß schutzmaßnahmen an diesem bewegten Teil verzichtet werden kann.

Der erfindungsgemäße Fadenwächter nach den Ansprüchen 11-13 hat des weiteren den Vorteil, daß ein Schutzbügel den Fadenlauf an den Enden des Fadenabfühlelements begrenzt. Somit kann auch ein Faden überwacht werden, welcher in der Abfühlebene eine chargierende Bewegung ausübt, ohne daß der Faden bei großen Chargierwinkeln vom Fadenabfühl element abrutscht. Der Schutzbügel verhindert zudem im Bereich zwischen den Lagerstellen eine direkte Berührung des Fadens mit dem Gehäuse. Deshalb kann als Gehäusematerial anstelle einer Zink- oder Aluminiumdruckgußlegierung, ein kostengünstiger thermoplastischer Kunststoff verwendet werden.

Die elastischen Eigenschaften eines aus Draht gefertigten Schutzbügels lassen sich zudem als Klemmverbindung nutzen, so daß sich weitere Kosten einsparen lassen, weil auf eine Schraubverbindung verzichtet werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Fadenwächter im Schnitt durch die Lagerstelle des Pendelkörpers in der Stellung "Fadenbruch",

Fig. 2 einen Fadenwächter im Schnitt an der Stelle des Fadenlaufs,

Fig. 3 einen Fadenwächter in der Vorderansicht,

Fig. 4 einen Fadenwächter im Schnitt durch die Lagerstelle des Pendelkörpers; Gehäuse in der Montagestellung,

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt auf die Draufsicht der Lagerstelle des Pendelkörpers.

Die Kraft eines Fadens (8) lenkt das Fadenabfühlelement (1.1) eines Pendelkörpers (1) soweit aus, bis das Verbin dungsstück (1.2) gerade mit dem Anschlag (4.1) in Berührung kommt. Die Richtung des Fadens (8) wird durch einen zweiten Berührungspunkt am Fadenführungselement (6) bestimmt. Der Faden (8) kann dabei im Regelfall in Richtung dieser beiden Fadenberührungspunkte gerade weiter verlaufen, denn die Fadenkraft ist stets größer als die Gegenkraft des Fadenabfühlelements (1.1). Bei Bedarf kann der Faden (8) jedoch am Fadenführungselement (6) auch um einen Winkel (α) maximal umgelenkt werden.

Durch die Auslenkung des Fadenabfühlelements (1.1) um den Lagerpunkt (1.3) wird das ebenfalls am Pendelkörper befind liche Drahtstück (1.4) um denselben Winkel ausgeschwenkt, so daß die daran befestigte Schaltfahne (1.5) das Fenster (5.1) einer Gabellichtschranke (5) bedeckt. Die Photodiode der Gabellichtschranke (5) wird somit abgedunkelt und des halb liegt an ihrem Schaltungsausgang keine elektrische Spannung an.

Bei einem Fadenbruch kann der Faden (8) auf das Fadenabfühl element (1.1) keine Kraft mehr ausüben, so daß der Pendel körper (1) um den Lagerpunkt (1.3) wieder in die Stellung zurückschwingt, in welcher sich der Pendelkörper (1) im Gleichgewichtszustand befindet. Durch diese Drehbewegung um den Lagerpunkt (1.3) wird die Schaltfahne (1.5) aus dem Bereich des Fensters (5.1) der Gabellichtschranke (5) her ausgeschwenkt, so daß durch das Fenster (5.1) ungehindert Licht auf die Photodiode fallen kann, wodurch am Schaltungs ausgang eine elektrische Spannung zum Anliegen kommt. Ein Überschwingen des Pendelkörpers (1) über die Stellung des Gleichgewichtszustands hinaus, verhindert ein Anschlag (3.2), an welchem das Verbindungsstück (1.2) zum Anliegen kommt.

An jeder Lagerstelle (1.3) befinden sich parallel zur Ebene der Schwenkbewegung einander gegenüber liegende, keilförmige Vertiefungen (3.1) im Gehäuse (3) an denen dünne Blech streifen (2), als Schneidenlager benutzt, zum Anliegen kommen. Die Blechstreifen (2) besitzen Aussparungen (2.1), in welchen sich der Pendelkörper (1) abstützen kann. Zudem ermöglichen die Aussparungen (2.1) eine Führung des Pendel körpers (1), so daß eine seitliche Berührung mit dem Gehäuse (3) nicht möglich ist. Die Tiefe der Aussparung ist so dimensioniert, daß bei seitlicher Belastung des Pendelkörpers (1) durch unsachgemäße Handhabung, demselben eine Schräg stellung ermöglicht wird, so daß bleibende Deformationen an ihm weitgehend verhindert werden.

Die Gabellichtschranke (5) ist auf eine kleine Leiterplatte (9) gelötet, welche zugleich als Lötstützpunkt für die Litzendrähte des elektrischen Anschlusses des Fadenwächters dient. Zudem ermöglicht die Leiterplatte (9) eine Bestückung mit weiteren elektronischen Bauteilen, mit denen ggf. spezielle Schaltungsanpassungen an die zu betätigenden Meldegeräte o. ä. ermöglicht werden. Zur Positionierung der Leiterplatte (9) bzw. der Gabellichtschranke (5) wird die Leiterplatte (9) in nutartigen Aussparungen (3.3) des Gehäuses (3) geführt. Ebenso wird das Fadenführungs element (6) in eine Aussparung (3.4) des Gehäuses (3) ein gelegt und in seiner Lage dadurch positioniert. Mit dem Deckel (4) wird das Führungselement (6), ebenso wie alle anderen in das Gehäuse (3) eingelegten Teile, in seiner Lage gesichert. Dabei werden Gehäuse (3) und Deckel (4) durch die Klemmwirkung des Schutzbügels (7) fest zusammen gehalten, wobei dieser selbst in seiner Lage durch die Rastnasen (3.5) und (4.2) fixiert wird.

Bezugszeichenliste

1 Pendelkörper
1.1 Pendelkörperabschnitt Fadenabfühlelement
1.2 Pendelkörperabschnitt Verbindungsstück
1.3 Pendelkörperabschnitt Lagerstelle
1.4 Pendelkörperabschnitt Drahtstück
1.5 Schaltfahne am Pendelkörper
2 Blechstreifen
2.1 Aussparung im Blechstreifen als Lagerstelle
3 Gehäuse
3.1 Aussparung im Gehäuse für Blechstreifenaufnahme
3.2 Anschlag am Gehäuse für Pendelkörper
3.3 Aussparung im Gehäuse für Leiterplatte
3.4 Aussparung im Gehäuse für Fadenführungselement
3.5 Rastnase am Gehäuse für Schutzbügel
4. Deckel
4.1 Anschlag am Deckel für Pendelkörper
4.2 Rastnase am Deckel für Schutzbügel
5 Gabellichtschranke
5.1 Fenster der Gabellichtschranke
6 Fadenführungselement
7 Schutzbügel
8 Faden
9 Leiterplatte
Fadenumlenkwinkel

Claims

1. Fadenwächter zur Überwachung hochelastischer Garne und sehr feiner Einzelfäden mit mechanischer Abfühlung des Fadens dadurch gekennzeichnet, daß zur Abfühlung die rück treibende Kraft eines zweifach gelagerten Pendelkörpers (1) genutzt wird, wobei der Pendelkörper (1) kontaktlos eine Einrichtung betätigt, welche einen elektrischen Schaltvor gang aus löst.

2. Fadenwächter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelkörper (1) aus Draht mittels Biegeumformung her gestellt wird und ein Fadenabfühlelement (1.1) enthält, an dessen beiden Enden je ein gleich langes Verbindungsstück (1.2), U- oder trapezförmig angeordnet ist, welches bis zu den kreisbogenförmigen Lagerstellen (1.3) reicht, in deren Anschluß sich jeweils ein Drahtstück (1.4) befindet, durch dessen Länge und Winkelstellung zum Verbindungsstück (1.2) das Maß der Auslenkung des Fadenabfühlelements (1.1) gegenüber der Achse bestimmt wird, welche im Gleichgewichts zustand durch den Lagerpunkt und den Schwerpunkt des Pendel körpers (1) geht, wobei eines der beiden Drahtstücke (1.4) zudem der Positionserkennung des Fadenabfühlelements (1.1) dient.

3. Fadenwächter nach Anspruch 1-2 dadurch gekennzeichnet, daß der Draht des Pendelkörpers (1) aus Federstahl besteht.

4. Fadenwächter nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelkörper (1) an den Lagerstellen (1.3) auf einem dünnen Blechstreifen (2) in Aussparungen (2.1) schneidenförmig aufliegt.

5. Fadenwächter nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstreifen (2) in Aussparungen (3.1) eines Gehäuses (3) eingelegt und durch einen Deckel (4) in ihrer Lage fixiert werden.

6. Fadenwächter nach Anspruch 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennung der Position des Pendelkörpers (1) mit einer Gabellichtschranke (5) erfolgt.

7. Fadenwächter nach Anspruch 1-6 dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelkörper (1) im wesentlichen bis auf das Faden abfühlelement (1.1) allseitig vor Berührung durch ein Ge häuse (3) geschützt wird.

8. Fadenwächter nach Anspruch 1-7 dadurch gekennzeichnet, daß eine Berührung des Fadenabfühlelements (1.1) mit dem Gehäuse (3) verhindert wird, indem Anschläge (3.2) im Ge häuse (3) und Anschläge (4.1) im Deckel (4) die Auslenkung der Verbindungsstücke (1.2) begrenzen.

9. Fadenwächter nach Anspruch 1-8 dadurch gekennzeichnet, daß sich in Richtung der Fadenbewegung, in einem kleinen Abstand parallel vor dem Fadenabfühlelement (1.1) ein Faden führungselement (6) befindet.

10. Fadenwächter nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenführungselement (6) aus einem verschleißfesten Keramikwerkstoff besteht.

11. Fadenwächter nach Anspruch 1-10 dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzbügel (7) den Faden lauf an den beiden Enden des Fadenabfühlelements (1.1) begrenzt, so daß der Faden bei Chargierbewegungen das Gehäuse (3) nicht berühren kann.

12. Fadenwächter nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzbügel (7) als Verbindungselement für das Gehäuse (3) und den Deckel (4) dient, wobei entsprechende Rastnasen (3.3) und (4.2) in Gehäuse und Deckel der Fixierung des Schutzbügels (7) dienen.

13. Fadenwächter nach Anspruch 11-12 dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzbügel (7) mindestens im Bereich des Fadenlaufs mit Keramik beschichtet ist.