DE2141068A1

DE2141068A1 - Beruehrungslose drehzahlmessung an falschzwirnspindeln

Info

Publication number: DE2141068A1
Application number: DE2141068A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Phys Rohner
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo GmbH
Priority date: 1971-08-17
Filing date: 1971-08-17
Publication date: 1973-03-01
Also published as: US3815426A; DE2141068B2; DE2141068C3

Description

Berührungslose Drehzahlmessung an Falschzwirnspindeln

A k ζ ο GmbH

Wuppertal

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur berührungslosen und absoluten Drehzahlmessung an Falschzwirnspindeln.

Bisher waren Drehzahlmessungen an Kopfspindeln von Falschzwirn-Texturiermaschinen unter Verwendung eines induktiven Gebers nur bis ca. 3OO.OOO Umdrehungen/Minute möglich. Drehzahlbestimmungen an gekapselten Mittelloch-Aggregaten ließen sich nur mittelbar durchführen. Da hierbei mit einem optischen Geber nur die Drehzahl der Stützrollen erfaßt wurde, mußte auf die Spindeldrehzahl deduktiv geschlossen werden. Die Ergebnisse waren entsprechend ungenau.

Der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe 1st es, ein Verfahren zu schaffen, nach welchem die berührungslose Drehzahlmessung direkt und absolut auch weit Über 3oo.ooo U/min hinaus möglich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur berührungslosen und absoluten Drehzahlmessung an Falschzwirnspindeln gelöst, das dadurch gekennzeichnet 1st, daß zur akustischen Messung die zur Spindeldrehzahl streng proportionale Mittenfrequenz der schmalbandigen Pegelspitze des von der Falschzwirnmaschine hervorgerufenen Geräuschspektrums verwendet wird.

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Betrachtet man nämlich.das sich bis ins Ultraschallgebiet erstreckende Gerauschspektrum einer Falschzwirnmaschine, so fällt insbesondere eine schmalbandige Pegelspitze auf, die durch das Spindelgeräusch verursacht wird. Die Spindel wirkt hierbei nach dem Prinzip der Lochsirene. Die Mittenfrequenz der Pegelspitze ist der Drehzahl streng proportional und wird daher zur Drehzahlmessung verwendet. Man geht weiterhin so vor, daß man für einen bestimmten Maschinentyp das Geräuschspektrum mit einem Ultraschall-Richtmikrofon einmal aufnimmt und dann ein Filter auf die Pegelspitze einstellt. Das Filter mit einer Bandbreite von £ KHz unterdrückt alle Störfrequenzen und alle Raumlärmeinflüsse, die aus dem Maschinensaal stammen. Die isolierten Signale werden anschließend verstärkt und mittels eines Schmitt-Triggers in eine für die eigentliche Messung günstige Impulsform gebracht (Rechteck-Impulse) . Der Schwellwert des Schmitt-Triggers ist so eingestellt, daß eventuell noch störende Signale unberücksichtigt bleiben.

Die weitere Messung betrifft also die Zählung von Rechteckimpulsen. Diese Zählimpulse durchlaufen eine Torschaltung, die von einem quarzgesteuerten Zeitbasisgenerator getriggert wird. Die Torschaltung wird für eine solche definierte Zeit geöffnet, daß nach der anschließenden Zählung der Impulse die Spindeldrehzahl direkt digital in Umdrehungen/Minute angezeigt wird.

Man erhält damit eine absolute Anzeige mit einer Genauigkeit o,l%o (etwa X Umdrehung/Minute).

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Meßvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die sich dementsprechend aus einem Ultraschall-Richtmikrofon zur Aufnahme des Geräuschspektrums und einer Kombination von Einheiten zur Verarbeitung der daraus resultierenden Signale zusammensetzt, also einem Filter mit 5 - 5o KHz Bandbreite, Verstärker, Schmitt-Trigger mit Schwellwert-

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Einstellung, Tor-, Zähl- und digitalen Anzeigeschaltung, wobei der Torschaltung ein guarzgesteuerter Zeitbasisgenerator mit Impulsformer und Untersetzer zugeordnet ist*

Die folgenden Zeichnungen sollen die Erfindung näher erläutern. Es zeigen:

Fig. la/b die Anordnung des Ultraschall-Richtmikrofons bei einem FK 4-Aggregat;

Fig. 2 das Terzpegelspektrum einer FK 4-Maschine; Fig. 3 eine Meßvorrichtung zur berührungslosen Drehzahlmessung

an Falschzwirnspindeln. ·

Nach Fig.1 a weist das Ultraschall-Richtmikrofon 1 auf das Mittelloch der Spindel 2, um einen möglichst großen Störabstand zu erzielen. Da die Spindeln 2 über die Stützrollen 3 vom Antriebsriemen 4 angetrieben werden, hängt die Spindeldrehzahl vom. Wirtel (5)-Durchmesser ab. Vergleicht man die Spindeldrehzahlen mit den Sollwerten, die sich aus Riemengeschwindigkeit und Wirteldurchmesser ergeben, so findet man gelegentlich zu höhe Spindeldrehzahl-Istwerte. Dann ist der Stützrollen-Wlrtel abgenutzt. So wurden beispielsweise nach dem erfindungsgeraäßen Verfahren ohne weiteres Durchmesser-Verringerungen von 2,3 ,u (1,9977 statt 2,oooo mm) während des Betriebes festgestellt. Dabei ergab sich eine Drehzahländerung von 588.OOO U/min auf 588.7oo U/min.

Fig. 2 zeigt das Terzpegelspektrum einer FK 4-Maschine. Dabei hebt sich deutlich die mit einem Pfeil bezeichnete schmalbandige Pegelspitze hervor, die dem Spindelgeräusch entspricht.

Fig. 3 zeigt eine Meßvorrichtung zur berührungslosen Drehzahlmessung an Falschzwirnspindeln mit Ultraschall-Richtmikrofon 1 (einschließlich Stromversorgung 6), einem Filter 7 mit 5 - 5o KHz Bandbreite, einem Verstärker 8, einem Schmitt-Trigger 9 mit

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Schwellwert-Einstellung lo, einer Torschaltung 11, einer Zählschaltung 12 und einer digitalen Anzeigeschaltung 13. Dabei sind der Torschaltung 11 ein quarzgesteuerter Zeitbaisgenerator 14 von 3o KHz, ein Impulsformer 15 und ein Untersetzer 16 im Verhältnis .lilo zugeordnet.

Alle Einheiten sind mit integrierten Bausteinen aufgebaut. Die Einheiten können nach dem Baukastenprinzip zu einem kleinen, handlichen Gerät zusammengefaßt werden.

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Claims

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Patent an s prüehe

f1.Jverfahren zur berührungslosen und absoluten Drehzahlmessung -' an Falschzwirnspindeln/ dadurch gekennzeichnet, daß zur akustischen Messung die zur Spindeldrehzahl streng proportionale Mittenfrequenz der schmalbandigen Pegelspitze des von der Falschzwirnmaschine hervorgerufenen Geräuschspektrums verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Geräuschspektrum von einem Ultraschall-Richtmikrofon aufgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Ultraschall-Richtmikrofon ausgehenden Signale entsprechend der schmalbandigen Pegelspitze durch ein Filter mit 5 - 5o KHz Bandbreite gesiebt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierten Signale gezählt werden, wobei die Spindeldrehzahl direkt digital in Umdrehungen/Minute angezeigt wird.
5. Meßvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Geräuschspektrums ein Ultraschall-Richtmikrofon (1) vorgesehen ist und zur Verarbeitung der daraus resultierenden Signale in Kombination ein Filter (7) mit 5 - 5o KHz Bandbreite, ein Verstärker (8), ein Schmitt-Trigger (9) mit Schwellwert-Einstellung (lo), eine Torschaltung (11), eine Zählschaltung (12) und eine digitale Anzeigeschaltung (13) angeordnet sind, wobei der Torschaltung (11) ein quarzgesteuerter Zeitbasisgenerator (14), ein Impulsformer (15) und ein Untersetzer (16) zugeordnet sind.

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