DE19941722A1

DE19941722A1 - Vorrichtung zum Überwachen einer unerwünschten Fadenwickelbildung auf einer Walze einer Textilmaschine

Info

Publication number: DE19941722A1
Application number: DE1999141722
Authority: DE
Inventors: Ulrich Fechter
Original assignee: W Schlafhorst AG and Co
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 1999-09-02
Filing date: 1999-09-02
Publication date: 2001-03-08

Abstract

Erfindungsgemäß ist in der Fadenführungstrommel (23) eine Lichtleiteranordnung (27, 27') untergebracht, welche das von dem Lichtsender (30) emittierte Licht empfängt und bei Nichtauftreten einer unerwünschten Fadenwickelbildung an den Lichtempfänger (26) weiterleitet, wobei die Fadenführungstrommel (23) und die Lichtleiteranordnung (27, 27') derart ausgestaltet sind, daß bei Auftreten einer unerwünschten Fadenwickelbildung auf der Fadenführungstrommel der Lichtpfad zwischen dem Lichtsender (30) und dem Lichtempfänger (26) unterbrochen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen einer unerwünschten Fadenwickelbildung auf einer Walze, wie z. B. einer Fadenführungstrommel, in einer Textilmaschine.

In Textilmaschinen werden Antriebswalzen verwendet, um über Reibung Spulen anzutreiben, auf die ein Faden aufgewickelt werden soll. Dabei kann es vorkommen, daß der Faden nicht wie im Normalfall auf die Spule, sondern auf die Antriebswalze aufgewickelt wird, so daß sich innerhalb kürzester Zeit auf der Antriebswalze ein unerwünschter Fadenwickel bildet. Ein derartiger Fadenwickel kann zu größeren Schäden in der Textilmaschine führen.

Ein ähnliches Problem kann bei Fadenführungstrommeln auftreten, welche dazu dienen, einer Spule einen auf die Spule aufzuwickelnden Faden changierend zuzuführen. Auch bei derartigen Fadenführungstrommeln, wie sie z. B. in Kreuzspulmaschinen zum Einsatz kommen, kann es im Falle eines Fadenbruchs zur Bildung eines unerwünschten Fadenwickels kommen.

Zur Überwachung der Bildung derartiger unerwünschter Fadenwickel sind unterschiedliche Lösungsansätze bekannt.

Gemäß einem ersten Lösungsansatz wird vorgeschlagen, den Walzendurchmesser zur Erkennung eines unerwünschten Fadenwickels zu überwachen. So kann dicht über der Walze ein Bügel oder allgemein ein Fühler angebracht werden, welcher bei Bildung eines Fadenwickels ausgelenkt bzw. aktiviert wird, wobei dadurch ein Schaltelement betätigt wird, das den Spulprozeß unterbricht. Eine derartige Lösung ist beispielsweise in der Beschreibungseinleitung der DE 195 43 118 A1 beschrieben.

Diese Lösung ist zwar relativ preiswert, weist jedoch den Nachteil auf, daß zwischen der Walzenoberfläche und dem Fühler ein Zwischenraum vorhanden sein muß, so daß gegebenenfalls kleinere Fadenwickel auf der Walze nicht erkannt werden können, da durch sie dieser Zwischenraum nicht ausgefüllt und der Fühler nicht betätigt wird. Bei einer Nutentrommel wird erst die Nut vollgewickelt bevor der Trommeldurchmesser zunimmt.

Gemäß einem zweiten Lösungsansatz wird vorgeschlagen, bei Fadenführungstrommeln den Zuwachs des Durchmessers der Spule zu überwachen, um einen unerwünschten Fadenwickel zu erkennen. Dabei wird von der Steuerung des Spulprozesses während des Spulens kontinuierlich der zeitliche Durchmesserzuwachs der Spule überwacht. Da bei Auftreten eines unerwünschten Fadenwickels auf der Fadenführungstrommel das Garn bzw. der Faden auf der Fadenführungstrommel aufgewickelt wird, erfolgt zu diesem Zeitpunkt kein Durchmesserzuwachs auf der Spule. Wird dieser Zustand von der Spulstellensteuerung erkannt, wird der Spulprozeß unterbrochen. Eine derartige Lösung ist beispielsweise aus der DE 37 03 869 bekannt.

Auch dieser Lösungsansatz ist relativ preiswert, da lediglich einmalig eine entsprechende Software zur Überwachung des Durchmesserzuwachses der Spule durch die Steuerung des Spulprozesses entwickelt werden muß. Die Erkennung eines unerwünschten Fadenwickels ist jedoch von vielen Spulparametern abhängig, die eine frühzeitige Erkennung unsicher machen, so daß dieser Lösungsansatz denselben Nachteil wie die oben beschriebene mechanische Abtastung der Walze aufweist.

Ein weiterer Lösungsansatz, der beispielsweise in der DE-OS 20 52 117 oder der DE 26 25 805 C2 beschrieben ist, sieht vor, bei der Herstellung von Kreuzspulen die Changierung des über eine Fadenführungstrommel zugeführten Fadens zu überwachen. Zu diesem Zweck wird einseitig (DE-OS 20 52 117) oder beidseitig (DE 26 25 805 C2) an den Außenenden des Changierbereichs des Fadens eine Lichtschranke angeordnet, welche die Changierung des Fadens überwacht. Bei Auftreten eines unerwünschten Fadenwickels auf der Fadenführungstrommel changiert der Faden nicht mehr, so daß die Lichtschranken nicht mehr ansprechen, woraufhin der Spulprozeß unterbrochen wird. Des weiteren wird in der DE 42 25 348 A1 der Anmelderin zur Überwachung der Changierbewegung vorgeschlagen, Sensoren in Form opto-elektronischer Meßwertaufnehmer direkt in der Fadenführungsnut der Fadenführungstrommel anzuordnen, wobei das Einlaufen des Fadens zwischen einem Lichtsender und einem Lichtempfänger als Abschattung registriert und ein entsprechendes elektrisches Ausgangssignal erzeugt wird. Sender, Empfänger und Auswerteelektronik rotieren mit der Fadenführungstrommel, die eine hohe Drehzahl besitzt. Energieversorgung und Weiterleitung der Ausgangssignale der Auswerteelektronik erfolgen induktiv. In der zuletzt genannten Druckschrift wird alternativ anstelle der Verwendung eines opto-elektronischen Meßwertaufnehmers auch die Verwendung eines kapazitiven Meßwertaufnehmers erläutert, wobei durch das Einlaufen des Fadens zwischen die Kondensatorplatten des Meßwertaufnehmers dessen Kapazität verändert und ein entsprechender Impuls zur Bestätigung der Changierbewegung erzeugt wird.

Dieses Verfahren besitzt den Vorteil, daß unerwünschte Fadenwickel früh erkannt werden können. Diese Lösung ist jedoch relativ teuer und bei auftretenden Fehlführungen und sehr feinen Garnen oder Fäden unsicher und störanfällig.

Gemäß einem vierten Lösungsansatz werden opto-elektronische Überwachungsvorrichtungen zur Erkennung einer unerwünschten Fadenwickelbildung eingesetzt. So wird in der DE-OS 26 28 994 vorgeschlagen, Lichttaster zu verwenden, welche radial bzw. senkrecht auf die Oberfläche der zu überwachenden Walze Licht emittieren, um das von der Walze reflektierte Licht auszuwerten und in ein elektrisches Signal umzuwandeln, wobei Intensitätsänderungen des reflektierten Lichts zum Nachweis einer unerwünschten Fadenwickelbildung auf der Walze verwendet werden. Weiterbildungen dieses Ansatzes sind in der DE 195 43 118 A1, in der EP 0 740 639 B1 und der JP 10-182005 beschrieben. Des weiteren wird in der DE-GM 80 34 210 und der DE 31 33 494 C2 vorgeschlagen, die gesamte Walzenoberfläche dadurch zu erfassen, daß seitlich der Walze eine Lichtschranke angeordnet wird, deren Lichtpfad axial parallel zu der Oberfläche der Walze verläuft, wobei bei Auftreten eines unerwünschten Fadenwickels auf der Walze die Lichtschranke unterbrochen wird. Diese Lösungen erfordern jedoch einen relativ hohen Aufwand. Zudem ist eine frühe Erkennung von unerwünschten Fadenwickeln kaum möglich und ist stark von den Reflexionseigenschaften des Garns abhängig.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine auf einer Lichtschrankenlösung beruhende verbesserte Vorrichtung zur Überwachung einer unerwünschten Fadenwickelbildung auf einer Walze in einer Textilmaschine zu schaffen, mit deren Hilfe insbesondere unerwünschte Fadenwickel frühzeitig, d. h. bereits bei einer relativ geringen Anzahl von Faden- oder Garnlagen auf der Walze, erkannt werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, welche ihrerseits zu einer möglichst einfachen Realisierung der Erfindung sowie einer sicheren und frühzeitigen Detektion von unerwünschten Fadenwickeln beitragen.

Gemäß Erfindung wird vorgeschlagen, in der zu überwachenden Walze eine Lichtleiteranordnung unterzubringen, welche das von einem Lichtsender emittierte Licht empfängt und bei Nichtauftreten einer unerwünschten Fadenwickelbildung ungehindert an einen Lichtempfänger weiterleitet, wobei die Walze und die Lichtleiteranordnung derart ausgestaltet sind, daß bei Auftreten einer unerwünschten Fadenwickelbildung auf der Walze der Lichtpfad zwischen dem Lichtsender und dem Lichtempfänger unterbrochen ist.

Die Lichtleiteranordnung kann beispielsweise in Form einer axialen und einer radialen Bohrung ausgestaltet sein, wobei bei Auftreten eines unerwünschten Fadenwickels die dem Lichtempfänger zugewandte Lichtaustrittsöffnung der radialen Bohrung von dem aufgewickelten Faden verdeckt wird, was anhand des Ausgangssignals des Lichtempfängers erkannt werden kann. Bei Verwendung einer Fadenführungstrommel mit einer Fadenführungsnut kann die Lichtleiteranordnung auch lediglich durch eine axiale Bohrung realisiert sein, welche in einer derartigen Tiefe durch die Walze verläuft, daß die Fadenführungsnut die Lichtleiteranordnung unterbricht. Kommt es zu einer unerwünschten Fadenwickelbildung, wird somit der durch die Lichtleiteranordnung verlaufende Lichtpfad durch die in der Fadenführungsnut befindliche Fadenwicklung unterbrochen, was ebenfalls anhand des Ausgangssignals des Lichtempfängers erkannt werden kann.

Dabei ist eine frühzeitige Erkennung einer unerwünschten Fadenwickelbildung möglich, wobei die Erfindung bevorzugt auf Fadenführungstrommeln, beispielsweise in Kreuzspulautomaten, eingesetzt werden kann.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine vereinfachte Seitenansicht einer Spuleinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung,

Fig. 2 eine Vorderansicht zu Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Antriebstrommel mit einer erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine Variante der Erfindung in Seitenansicht,

Fig. 5 eine Vorderansicht zu Fig. 4,

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Fadenführungswalze mit erfindungsgemäßer Anordnung von Lichtleiter und Inspektionsöffnung gemäß Fig. 4 und 5,

Fig. 7 eine weitere Variante der Erfindung in Seitenansicht,

Fig. 8 eine Vorderansicht zu Fig. 7

und Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Fadenführungstrommel mit erfindungsgemäßer Anordnung von Lichtleitern.

Bei dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel wird zur Überwachung einer unerwünschten Fadenwickelbildung auf der Antriebstrommel 3 ein Lichtleiter 5 in zwei senkrecht aufeinanderstehende Bohrungen so eingesetzt, daß ein Lichtleiterstrang 5" des Lichtleiters 5 parallel zur Rotationsachse der Antriebstrommel 3 verläuft, während ein weiterer Lichtleiterstrang 5' sich radial nach außen erstreckt. Gegenüber der Mündung des radialen Teiles des Lichtleiters 5 ist ein Sender 6 einer Sendeeinrichtung 7 angeordnet, der ein paralleles Strahlenbündel, vorzugsweise Infrarotlicht emitiert. Die Anordnung des Senders 6 ist derart gewählt, daß das von ihm emitierte Licht in Richtung der Achse der Antriebswalze 3 verläuft.

Der sich axial erstreckende Strang des Lichtleiters 5 mündet an der Stirnseite der Antriebswalze 3. Gegenüber dieser Mündung ist ein Infrarotempfänger 8 derart angeordnet, daß seine Empfangsrichtung auf diese Mündung des Lichtleiters 5 ausgerichtet ist. Der Empfänger 8 ist Bestandteil einer Auswerteeinrichtung 4. Diese Auswerteeinrichtung 4 ist entweder Bestandteil eines Spulstellenrechners oder mit dem Spulstellenrechner gekoppelt, so daß deren Auswerteergebnisse weiter verarbeitet werden können. Zum Beispiel wird bei Feststellen eines Fadenwickels auf der Antriebswalze 3 ein Motor 9, der die Antriebswalze 3 antreibt, stillgesetzt. Dadurch wird verhindert, daß weiter Faden auf die Antriebswalze 3 aufgewickelt wird, der anschließend wieder entfernt werden muß.

Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel wird der Faden 2 über die Antriebswalze 3 einer Kreuzspule 1 zugeführt, wobei durch einen Doppelpfeil, ausgehend von einem fest angeordneten Fadenführer 10 der Faden changiert wird. Als Changiereinrichtung käme beispielsweise ein nur angedeuteter, an einer Fadenführerstange befestigter Fadenführer oder andere beliebige bekannte Fadenführungsmittel in Frage, auf deren Darstellung hier verzichtet wurde. Auch wenn der Faden den Fadenführer verläßt, läuft er dann auf kürzestem Wege auf die Antriebstrommel 3 auf und verdeckt dabei den radialen Lichteintritt des Lichtleiters 5, so daß die Infrarotlichtstrahlen des Senders 6 nicht in das Lichtleiterkabel eindringen können und demzufolge auch den Empfänger 8 nicht erreichen.

Selbstverständlich ist es ohne weiteres auch möglich, die Position des Senders 6 und des Empfängers 8 zu tauschen, so daß die Lichtflußrichtung entgegengesetzt ist.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel, dargestellt in den Fig. 4 bis 6, ist eine ähnliche Anordnung beschrieben, jedoch im Zusammenhang mit einer Fadenführungstrommel 12. Diese Fadenführungstrommel 12 besitzt eine Nut 14, die kehrgewindeartig über den Umfang der Fadenführungstrommel 12 verläuft. Zur Vermeidung von Fehlverlegungen ist die Fadenführungsnut 14 in ihrer Tiefe unterschiedlich ausgebildet, wie insbesondere aus Fig. 4 zu ersehen ist. Der Faden 13 wird mittels der Fadenführungsnut 14 während des Aufspulens auf eine Kreuzspule 11 changiert, wie das in Fig. 5 durch Doppelpfeil angedeutet ist. Ausgangspunkt der Changierung ist ein nicht näher bezeichneter fest angeordneter Fadenführer.

Wie insbesondere der Fig. 6 zu entnehmen ist, verläuft ein Lichtleiter 17 achsparallel zu einer Rotationsachse der Fadenführungstrommel 12 und mündet in einer Inspektionsöffnung 15 der Fadenführungsnut 17, die zugleich die tiefste Stelle der Fadenführungsnut bildet. Dies ist auch deutlich aus Fig. 4 zu erkennen. Aufgrund dieser Inspektionsöffnung 15, die dem Entfernen von Fadenwickeln dient, und die deshalb entsprechend verbreitert ist, kann hier bis auf eine kurze Umlenkung des Lichtleiters 17 auf dessen radialen Abschnitt, gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel, verzichtet werden. Dabei kann davon ausgegangen werden, daß die Inspektionsöffnung 15 aufgrund ihrer mittigen Anordnung sowie der hier größten Nuttiefe den Punkt der Fadenführungstrommel 12 bildet, an dem sich sogenannte Trommelwickel zuerst ausbilden. Demzufolge kann ein Fadenwickel durch die beschriebene erfindungsgemäße Anordnung bereits in einem sehr frühen Stadium erkannt werden.

Die Anordnung eines Senders 19 in einer Sendeeinrichtung 20 sowie eines Empfängers 18 in einer Auswerteeinrichtung 16 entspricht der im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Anordnung. In einem Störungsfall wird der Trommelmotor 21 ebenfalls abgeschaltet. Bei einem dritten Ausführungsbeispiel wird ein Faden 32 ebenfalls innerhalb einer Fadenführungsnut 24 einer Fadenführungstrommel 23 so geführt, daß er in Kreuzwindungen auf einer Kreuzspule 22 abgelegt wird. Im Unterschied zum vorangegangenen Beispiel sind zwei Lichtleiter 27 und 27' fluchtend achsparallel zur Rotationsachse der Fadenführungstrommel 23 angeordnet. Zwischen diesen beiden Lichtleitern ist wieder die tiefste Stelle der Fadenführungsnut 24 eine Inspektionsöffnung 32, die insbesondere dem Heraustrennen von Trommelwickeln dient, angeordnet. Dementsprechend sind Sender 30 einer Sendeeinrichtung 31 und Empfänger 26 einer Empfangseinrichtung 25 gegenüberliegend an den beiden Trommelstirnseiten der Fadenführungstrommel 23 angeordnet.

Kommt es zu einem Trommelwickel, wobei sich der Faden wieder an der tiefsten Stelle der Fadenführungsnut 24, in der Inspektionsöffnung 32 zuerst ablegt, erreicht der Infrarotlichtstrahl nicht den Empfänger 26, da die Verbindung zwischen den Lichtleitern 27' und 27" unterbrochen ist.

Die Empfangseinrichtung 25 ist mittels einer Signalleitung 28' mit einer Auswerteeinrichtung 28 gekoppelt, die ihrerseits über eine Steuerleitung 28' den Trommelmotor 29 ansteuern, d. h., im Falle eines Trommelwickels, stoppen kann. Im Verhältnis zur Inspektionsöffnung, die eine relativ große Ausdehnung hat, weisen die Bohrungen für die Lichtleiter in allen drei Ausführungsbeispielen wesentlich geringere Durchmesser auf. Dementsprechend ist es auch wichtig, daß diese Bohrungen vollständig mit einem lichtleitenden Kunststoff ausgespritzt sind, um zu vermeiden, daß sie sich mit Schmutz zusetzen. Langfristige Veränderungen im Bereich des Lichtleitpfades können jeweils durch Regelung oder Einstellung der Lichtenergie des entsprechenden Senders unterbunden werden. Aufgrund der Mündung des radialen Teiles des Lichtpfades nur auf einem geringen Teil des Trommelumfanges wird bei jedem Umlauf der Trommel ein kurzer Impuls erzeugt. Die jeweiligen Auswerteeinrichtungen bewerten das Ausbleiben dieses Impulses dann als Trommelwickel. Bleiben also mehrere Impulse nacheinander aus, kann mit relativ hoher Sicherheit auf einen Trommelwickel geschlossen werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Überwachen einer unerwünschten Fadenwickelbildung auf einer Walze, mit optischen Abtastmitteln, welche einen Lichtsender (6; 19; 30) zum Emittieren von Licht auf die Walze (3; 12; 23) und einen Lichtempfänger (8; 18; 26) zum Empfangen des von dem Lichtsender (6; 19; 30) emittierenden Lichts, welches die Walze (3; 12; 23) passieren konnte, umfassen, und mit Auswertungsmitteln (4; 14; 28), welche ein Ausgangssignal des Lichtempfängers (8; 18; 26) der optischen Abtastmittel auswerten, um eine unerwünschte Fadenwickelbildung auf der Walze (3; 12; 23) zu erkennen,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Walze (3; 12; 23) eine Lichtleiteranordnung (5; 17; 27, 27') untergebracht ist, welche das von dem Lichtsender (6; 19; 30) emittierte Licht empfängt und bei Nichtauftreten einer unerwünschten Fadenwickelbildung an den Lichtempfänger (8; 18; 26) weiterleitet, und daß die Walze (3; 12; 23) und die Lichtleiteranordnung (5; 17; 27, 27') derart ausgestaltet sind, daß bei Auftreten einer unerwünschten Fadenwickelbildung auf der Walze der Lichtpfad zwischen dem Lichtsender (6; 19; 30) und dem Lichtempfänger (8; 18; 26) unterbrochen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (6; 19; 30) Infrarotlicht emittiert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiteranordnung (5; 17) einen ersten Lichtleiterabschnitt (5'; 17') und einen damit verbundenen zweiten Lichtleiterabschnitt (5"; 17") umfaßt, wobei der erste Lichtleiterabschnitt (5'; 17') in radialer Richtung der Walze (3; 23) in der Walze verläuft, wobei der zweite Lichtleiterabschnitt (5") ausgehend von einem Ende des ersten Lichtleiterabschnitts (5'; 17') in axialer Richtung der Walze (3; 23) verläuft und wobei der erste Lichtleiterabschnitt (5', 17') derart angeordnet ist, daß seine Lichteintrittsöffnung bei Auftreten einer unerwünschten Fadenwickelbildung von dieser bedeckt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (12) eine Fadenführungsnut (14) zum Führen eines Fadens (13) aufweist, und daß die Lichteintrittsöffnung des ersten Lichtleiterabschnitts (17') im Boden der Fadenführungsnut (14) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (23) eine Fadenführungsnut (24) zum Führen eines Fadens (32) aufweist, und daß die Lichtleiteranordnung (27, 27') in axialer Richung durch die Walze (23) verläuft und von der Fadenführungsnut (24) unterbrochen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (30) in axialer Richtung der Walze (23) gegenüberliegend zu dem Lichtempfänger (26) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswerteeinrichtung (4; 16; 28) auf das Auftreten einer unerwünschten Fadenwickelbildung schließt, falls das Ausgangssignal des Lichtempfängers (8; 18; 26) während einer bestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Umdrehungen der Walze (3; 12; 23) anzeigt, daß von dem Lichtempfänger (8; 18; 26) kein von dem Lichtsender (6; 19; 30) emittiertes Licht empfangen worden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiteranordnung (5; 17; 27, 27') mit lichtleitenden Kunststoff ausgefüllte Bohrungen umfaßt.