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Fadenüberwachungsvorrichtung für Textilmaschinen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zum Überwachen des Fadenzulaufs bei Textilmaschinen.
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Bei Rundstrickmaschinen, Rundwirkmaschinen, Schärgattern, Tuftingmaschinen,
Näh-Wirk-Maschinen und anderen Textilmaschinen, bei denen das.--zu verarbeitende
Material in Form eines einzelnen Fadens - oder einer Vielzahl von Fäden zugeführt
wird, ist zur Vermeidung von Wirk- oder Strickfehlern aufgrund eines Fadenbruches
eine genaue Überwachung des Fadenzulaufe unumgänglich.
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Es ist bereits bekannt, die Überwachung des Fadenzulaufs durch mechanische
Schaltvorrichtungen vorsunebmen, die bei nachlassender Fadenspannung
betätigt
werden und die Textilmaschine abschalten. Diese Überwachungsvorrichtungen sind jedoch
sehr anfällig gegenüber Störungen, die durch Verschmutzung und Blockierung durch
Flusenablagerung verursacht werden. Zudem sprechen sie häufig nicht auf Fadenbrüche
an, die aufgrund von Fadenverdickungen entstehen. Hierbei kann es nämlich geschehen,
daß eine in einer Leitöse hängenbleibende Verdickung sich in dieser so festsetzt,
daß auch nach Reißen des Fadens dieser gespannt bleibt und somit ein Ansprechen
der Uberwachungsvorrichtung verhindert wird. Infolgedessen entstehen Wirk- oder
Strickfehler, die einmal zu einem Materialverlust und zum anderen zu einem Leerlauf
der Textilmaschine und zu einem unwirtschaftlichen Betrieb derselben führen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fadeniiberwaohungsvorriohtung zu
schaffen, die unempfindlich gegenüber Verschmutzung und Blockierung durch Flusenablagerung
ist und immer, auch bei Fadenbruch mit gespannt bleibendem Faden, eine absolut sichere
Auslösung eines Überwachungssignals gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelost, daß fUr Jeden zulaufenden
Faden eine von diesem ganz oder teilweise umschlungene, drehbar gelagerte Scheibe,
ein die Rotationsbewegung der Scheibe auf induktivem, kapazitivem oder lichtelektrischem
Wege in ein elektrisches Signal umwandelnder Geber und eine von den Signalen der
Geber gesteuerte, den Lauf der Textilmaschine steuernde und/oder ein Warnsignal
abgebende Einrichtung vorgesehen sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient nicht mehr die,Faden8pannung
al.
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Überwachungskriterium, sondern die Laufbewegung des Fadens. Sobald
siob alge der Faden, beispielsweise infolge eines Fadenbuches, nicht mehr weiterbewegt,
kommt die Scheibe zum Stillstand1 und das von dem der Scheibe zugeordneten Geber
abgegebene Signal fällt aus, wodurch die dem Geber nachgeschaltete Hin'-richtung
die Textilmaschine abschaltet und/oder ein Warnsignal abgibt. Das Heranziehen der
Laufbewegung des Fadens als Überwachungskriterium bringt
darliber
hinaus den Vorteil mit sich, daß Fadenhemmungen durch Flusenansammlungen an den
Fadenleitorganen ebenso wie jede Störung innerhalb des Masehinensystems, wie Nadelbruch,
-Ausfall des Warenabzugs, Rundlaufblockierungen einwandfrei- und sucher durch die
Vorrichtung erfaßt werden.
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Die Umwandlung der Rotationsbewegung der Scheibe in ein elektrisches
Signal kann grundsätzlich mit ,jedem Induktiv- oder Kapazitivgeber oder, was im
allgemeinen aus Kostengründen vorgezogen wird, mit einem lichtelektrischen Geber
durchgeführt werden. Bei Verwendung eines lichtelektrischen Gebers ist in einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform ,jede Scheibe als Lochscheibe ausgebildet,
auf deren einer Seite eine Lichtquelle und auf deren anderer Seite ein lichtempfindliches
Element, wie ein Photowiderstand, ein Photoelement, eine Photodiode oder ein Pllototransistor
im Bereich des Lochkreises angeord- -net sind.
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Da es insbesondere bei lEichtgängiger Lagerung der Scheibe geschehen
kann, daß diese nacli einem Fadenbruch aufgrund ihrer Schwungmasse ihre Drehzahl
nur langsam verringert und daher das'Warn- oder Steuersignal zeitlich verzögert
von der Einrichtung abgegeben wird, empfiehlt es sich, Jeder Scheibe eine Bremseinrichtung
zuzuordnen. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist als Bremseinrichtung
eine Magnetbremse vorgesehen. Bei der Einstellung der Bremse ist zu berücksichtigen,
daß mit größer werdender Bremswirkung die Ansprechverzöp;erung der Einrichtung bei
Fadenbruch abnimmt, die Zugbelastung mindestens des ablaufenden Fadens Jedoch zunimmt,
so daß der Größe der Bremskraft Grenzen gesetzt sind. Um eine möglichst kurze Ansprechverzögerung
der Einrichtung bei möglichst geringer Zugbelastung des Fadens zu erhalten, empfiehlt
es sich, die Magnetbremse von der den Lauf der Textilmaschine steuernden und/oder
ein Warnsignal abgebenden Einrichtung anzusteuern und zwar derart, daß bei störungsfreiem
Lauf der Textilmaschine die Bremse unwirksam geschaltet
ist und
bei Unterschreiten einer vorbestimmten Scheibendrehzahl wirksam geschaltet wird,
wobei nach dem Wirksamschalten der Bremse eine konstante oder eine mit sinkender
Scheibendrehzahl linear oder progressiv wachsende Bremskraft auf die Scheibe wirken
kann.
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In einer besonders vorteilhaften AusfUhrungsform enthält die den Lauf
der Textilmaschine steuernde und/oder ein Warnsignal abgebende Einrichtung eine
der Zahl der Geber entsprechende Zahl von Digital-Analog-Umsetzern und steuerbare
halbleiter, vorzugsweise Transistoren, von denen Jeweils einer von einem Umsetzer
angesteuert ist und die zusammen mit einem den Lauf der Textilmaschine beeinflussenden
umd/oder eine Warneinrichtung betätigenden Schaltelement in Reihe hintereinander
geschaltet sind. Bei störungsfreiem Lauf der Textilmaschine erscheint am Ausgang
Jedes Gebers eine Impulsfolge, die in dem dem Geber nachgeschalteten Digital-Analog-Umsetzer
in eine Gleichspannung umgesetzt wird, deren Amplitude von der Zahl der vom Geber
angegebencn Impulse pro Zeiteinheit und somit von der Drehzahl der Scheibe abhängig
ist. Mit dieser Gleichspannung wird jeweils einer der Transistoren in Durchlaßrichtung
geschaltet, so daß bei störungsfreiem Lauf der Textilmaschine alle Transistoren
leitend sind und das mit diesen in Reihe liegende Schaltelement eingeschaltet ist.
Sobald eine der Scheiben aufgrund eines Fadenbruchs oder einer Störung innerhalb
des Maschinensystems ihre Umdrehungsgeschwindigkeit verlangsamt, sinkt die Gleichspannung
am Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers auf einen geringeren Wert oder gar auf Null
ab und der diesem Umsetzer nachgeschaltete Transistor geht in seinen Sperrzustand
über. Die Folge ist, daß der durch die Transistorkette fließende Strom absinkt,
das mit den Transistoren in Reihe liegende Schaltelement abgeschaltet wird un die
Einrichtung ein Warnsignal abgibt und/oder die Textilmaschine stoppt.
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Als Digital-Analog-Umsetzbar können die üblichen Umsetzer, wie Integratoren
und
ähnliches verwendet werden. Als besonders zweckmäßig hat sich Jedoch die Verwendung
eines Spannungs- bzw. Stromwandlers mit einem diesem nachgeschalteten Gleichrichter
erwiesen. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß auf die Einschaltung eines
Verstärkers zwischen Geber und Transistor verzichtet werden kann.
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Um zu verhindern, daß bereits b-ei einer kurzzeitigen Verlangsamung
der Umdrehungsgeschwindigkeit der Scheibe die Textilmaschine abgeschaltet bzw. ein
Warnsignal abgegeben wird, ist am zweckmäßigsten das Schaltelement der Einrichtung
mit einem Schaltverzögerungsglied oder, was besonders vorteilhaft ist, mit mehreren,
wahlweise wirksam schaltbaren Verzögerungsgliedern beschaltet. In; einer bevorzugten
Ausführungsform ist als Schaltelement ein nelais vorgesehen, dem ein Kondensator
parallel geschaltet ist. Anstelle eines Relais kann auch eine Magnetkupplung vorgesehen
werden, die in das Antriebssystem der Textilmaschine eingebaut ist. Diese wird man
Jcdoch wegen der Einbaukosten lm allgemeinen nur bei einer Erstausrüstung verwenden,
während eine Vorrichtung mit einem Relais insbesondere zur Nachausrüstung einer
Textilmasehine mit der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung geeignet ist, häufig
aber auch wegen der geringen Kosten bei einer Erstausrüstung zum Einsatz kommen
wird. Anstelle. des oder der Kondensatoren können, wenn dies aufgrund der Betriebsbedingungen
möglich ist, auch Dioden oder Diodenketten vorgesehen werden oder auf das Relais
oder die Magnetkupplung aufgebrachte Gegen- oder Kurzschlußwicklungen. Insbesondere
wenn mehrere, wahlweise wirksam. schaltbare Verzögerungszeiten gewtinsoht werden,
ist Jedoch die Verwendung von Gegenwicklungen oder Kurzschlußwicklungen zu aufwendig.
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Die Erfindung sel anhand der Zeichnung,. die in zum Teil schematischer
Dar stellung ein Ausführungsbeispiel enthält näher erläutert. Es zeigen
Fig.
1 eine perspektivische Darstellung des mechanischen Teils der Vorrichtung. und Fig.
2 ein Schaltbild des elektrischen Teils der Vorrichtung.
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Die Überwachungsvorrichtung, die der Übersichtlichkeit halber in Fig.
1 nur für einen Faden dargestellt ist, weist für Jeden zu Uberwachenden Faden l
eine auf einer Welle 2 fliegend gelagerte Scheibe 3, beispielsweise aus Kunststoff
oder Aluminium auf, die mit einer Anzahl von mit ihrem Mittelpunkt auf einem zur
Scheibendrehachse konzentrischen Kreis liegenden Löchern 4 und auf ihrem Umfang
mit einer Laufrille 5 fUr den sie teilweise umsohlingenden Faden l versehen ist.
Auf der einen Seite der Scheibe 3 befindet- sich im Bereich des Lochkreises eine
Lichtquelle 6 (Fig. 2), wie eine Gasentladungslampe, Glühlampe oder dergleichen,
die von einem eine Lichtaustrittsöffnung aufweisenden Gehäuse 7 umgeben ist. Gegenüber
der Lichtquelle 6 auf der anderen Seite der Scheibe 3 ist ein lichtempfindliches
Element 8 (Fig.2),, lnsbesondere-ein Photowiderstand, in einem Gehäuse 9 mit einer
Lichteintrittsöffnung angeordnet. Die Lichtquelle 6 und das lichtempfindliche Element
8 bzw. deren Gehäuse 7 und 9 sind an einem U-förmigen ElaltebUgel 10 befestigt und
bilden eine Baueinheit. Auf der Welle- 2 sitzt eine Magnetbremse 11, deren Magnete
12 und l3 durch Ausnehmungen 14 in der Scheibe 3 auf eine ferromagnetische, mit.
einem Bremsbelag versehene. Bremsscheibe 15 wirken, die Je nach der Größe des magnetischen
Feldes mehr oder weniger stark gegen die Seite der Scheibe 3 gedrückt wird und die
Scheibe 3 bremst.
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Der elektrische Teil der Vorrichtung, der für die Überwachung von
drei Faden dargestellt ist, umfaßt einen Netztransformator 1.6 zur Speisung der
den einzelnen Scheiben 3, 3', 3" zugeordneten Lichtquellen 6, 6', 6" und eLne den
Lauf der Textilmaschine steuernde und ein Warnsignal abgebende. Einrichtung
17.
In der Einrichtung 17 ist für Jede der Scheiben 3, 3' und 3" ein Digital-Analog-Umsetzer
18 bzw. 18' und 18" vorgesehen, der die von den lichtempfindlichen Elementen 8,
8' und 8" abgegebenen Impulse in eine analoge Spannung umsetzt. Jeder dieser Umsetzer
besteht aus einem Spannungswandler 19 bzw. 19' und 19", dessen Primärwicklung mit
dem ihm zugeordneten lichtempfindlichen Element 8 bzw -8' und 8'' in Reihe an einer
Gleichspannungsquelle 20 liegt und an dessen Sekundärwicklung ein Gleichrichter
21 bzw. 21' und 22'' angesehiossen ist. Jeder Digital-Analog-Umsetzer 18 bzw. 18'
und 1811 steuert einen Transistor 22 bzw. 221 und 22'' an. Die Transistoren 22,
22' und 22'' sind zusammen mit einem Relais 23 in Rethe Xntereinander geschaltet
und liegen ebenfalls an der Spannungsquelle 20. Zur Abfallverzögerung des Relais
23 sind vier unterschiedlich große Kondensatoren 24, 25, 26 und 27 vorgesehen, von
denen Jeweils einer über einen Wählschalter 28 zum Relais 23 parallel geschaltet
werden kann. Das Relais 23 besitzt zwei Arbeitskontakte 29 und 30, von denen der
eine in der Speiseleitung für den Antriebsmotor 31 der Textilmaschine liegt und
der andere einer akustischen Warnanlage 32 parallel geschaltet ist.
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Beim Lauf der Textilmaschine und angenommener Störfreiheit laufen
die Scheiben 3, 3' und 3'' mit einer bestimmten, von der Fadenzulaufgeschwindigkeit
abhängigen Drehzahl um. I)urch die in den Sclaciben 3, 3' und 3'' befindlichen Löcher
werden die von die Lichtquellen 6, 6' und 6'' ausgesandten Lichtstrahlen zerhackt
und die lichtempfindlichen Elemente 8, 8' und 8'' geben jeweils Impulse bestimmter
Frequenz ab. Diese werden durch die einzelnen Digital-Analog-Umsetzbar 18, 18' und
18'' in eine Gleichspannung bestimmter Amplitude umgesetzt. Diese Gleichspannungen
steuern die Transistoren 22, 22' und 22'' auf, so daß das Relais 23 erregt wird
un die Arbeotskontakte 29 und 30 schließen. Der Schalter 33, der beim Anlauf der
Textilmaschine geschlossen war, wird nun geöffnet.
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Sobald eine der Scheiben aufgrund eines Fadenbruchs ihre Umdrehungsgeschwindigkeit
verringert, sini. auch die Anzahl der von dem lichtempfindlichen Element abgegebenen
Impulse pro Zeiteinheit und infolgedessen verkleinert sich die Amplitude der Gleichspannung
am Ausgang des entsprechenden Digital-Analog-Umsetzers. Dadurch wird der diesem
Umsetzer zugeordnete Transistor in seinen Sperrzustand gesteuert. Der nunmehr über
die Transistorkette fließende Strom reicht nicht mehr zur Erregung des Relais 23
aus und dieses fällt aufgrund des eingeschalteten Kondensators 25 verzögert ab.
Die Arbeitskontakte 29 und 30 öffnen und schalten einerseits den Antriebsmotor 31
der T-extilmaschine ab und andererseits die akustische Warnanlage 32 an.
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Ein analoger Wirkungsablauf tritt auf, wenn mehrere oder gar alle
Scheiben wegen einer Störung im Maschinensystem ihre Drehzahl verändern.