DE2334389A1 - Anordnung an verarbeitungsmaschinen von faeden und fasern zur beeinflussung der liefergeschwindigkeit - Google Patents

Description

28.6.1973

Anmelder: Leuze electronic, 7311 Owen-Teck

Anordnung an Verarbeitungsmaschinen von Fäden und Fasern zur Beeinflussung der Liefergeschwindigkeit

Voraussetzung für eine Erhöhung der Produktion von Maschinen zur Verarbeitung von Fäden und Fasern ist unter anderem eine Erhöhung der Liefergeschwindigkeit solcher Maschinen. Im beispielsweise herausgegriffenen Fall einer Spinnmaschine bedeutet dies eine Steigerung der Maschinendrehzahl. Einer Erhöhung der Gesamtproduktion durch eine Anhebung der Drehzahl des Maschinenantriebs und damit der Spindeldrehzahl sind jedoch insofern Grenzen gesetzt, als mit zunehmender Spindeldrehzahl in einem nicht mehr vertretbaren Ausmaß Fadenbrüche auftreten können, die einerseits eine wirtschaftliche Garnherstellung ausschließen und zum andern die Garnqualität negativ beeinträchtigen.

Neben der Beschaffenheit des Fadens bzw. des Fasermaterials und dem Bearbeitungsprozeß einschließlich der klimatischen Verhältnisse sind für die Fadenbruchhäufigkeit die mechanischphysikalischen Voraussetzungen beim Ring-Läufersystem, der Spindel und der Verzugseinrichtung verantwortlich, ferner

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liegt eine wesentliche Ursache für das Auftreten von Fadenbrüchen in den hochfrequenten Fadenbelastungen, welche insbesondere auf Justierfehler an der Spinnstelle zurückzuführen sind.

Aufgrund dieser mannigfaltigen Einflußgrößen ist es zumindest äußerst schwierig, die dominierenden Ursachen für die Fadenbruchhäufigkeit klar vorauszusagen oder zu ermitteln. Demzufolge sind auch gezielte Eingriffe in den Ursachenkomplex kaum möglich. In diesem Zusammenhang ist zudem noch zu berücksichtigen, daß auch mit einer laufenden Änderung der Einflußgrößen und Einflußarten zu rechnen ist.

Auf die im vorstehenden aufgezeigte Grundsituation ist es wohl zurückzuführen, daß man sich bisher lediglich darauf beschränkt hat, an Spinnmaschinen auftretende !Fadenbrüche durch ein optisches oder akustisches Signal zu erfassen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einerseits die Voraussetzungen für die Ermittlung zumindest der primären für die Fadenbruchhäufigkeit verantwortlichen Einflußgrößen zu schaffen, mit dem Ziel, durch deren Reduzierung oder Eliminierung kostenoptimale Fertigungsbedingungen zu erzielen, andererseits im Falle hinzunehmender Beschaffenheits- und Betriebsbedingungen sowie mechanisch-physikalischer Gegebenheiten die in diesem Rahmen gebotenen Möglichkeiten fertigungsmäßig kostenoptimal auszunutzen.

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Diese Aufgabe ist bei "Verarbeitungsmaschinen von Fäden und Fasern im allgemeinen und bei Spinnmaschinen im besondern unter "Verwendung eines direkt oder indirekt den Fadenlauf überwachenden Meßorgans dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß das Meßorgan als einen Teil eines Steuer- oder Regelkreises bildender Istwertgeber ausgebildet ist, dessen der Anzahl der Fadenbrüche je vorwählbarer Zeiteinheit proportionalen Signale einem Istwertspeicher zugeführt werden und die nach der vorgewählten Zeiteinheit auftretende Abweichung von einem vorgegebenen Signal-Sollwert als Stellgröße den Maschinenantrieb drehzahlmäßig beeinflußt. Mit einer derartigen Anordnung wird es möglich, durch "Vorgabe einer bestimmten, vorwählbaren Fadenbruchanzahl bezogen auf eine Zeiteinheit die Liefergeschwindigkeit der Maschine derart zu beeinflussen, daß die vorgegebenen, zugelassenen Fadenbrüche ge Zeiteinheit zumindest nicht nennenswert über- oder unterschritten werden. Das bedeutet, daß die Liefergeschwindigkeit der einzelnen Maschinen abhängig vom jeweiligen Produkt, dessen Beschaffenheit und den sonstigen Randbedingungen zunächst optimierbar ist und danach selbsttätig konstant gehalten wird, wodurch hinsichtlich der Fertigungskosten eine optimale Produktion gewährleistet ist.

Die Erfindung sowie weitere Erfindungsgedanken werden im nachstehenden anhand der Zeichnung, welche einen Teil einer Ringspinnmaschine schematisch veranschaulicht, noch näher erläutert.

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Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht der arbeitenden Teile

einer Ringspinnmaschine,

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht der Ring-Läuferkombination,

Fig. 3 eine Teildraufsicht auf die Ring-Läuferkombination,

Fig. 4- ein Blockschaltbild der Regeleinrichtung.

Wie aus den Figuren ersichtlich ist, läuft das Garn bzw. das Fasergarn 1 von einer auf einem Träger 2 drehbar angeordneten Vorgarnspule J> ab, passiert den sogenannten Luntenführer 4 und gelangt zum Streckwerk 5> das es als Feingarn 6 verläßt, welches die Fadenöse 7 durchläuft und mittels der Ring-Läuferkombination 8, 9 unter Bildung eines Fadenballons 10 auf dem Wickelkörper 11 der mit konstanter Drehzahl umlaufenden Spindel 12 zugeführt wird. Der Aufwiekeleffekt wird dabei durch eine Relativbewegung zwischen der Spindel 11 und dem Läufer 9 erzielt, indem der Läufer 9 durch Reibung auf dem Ring 8, seinen Luftwiderstand sowie durch den Luftwiderstand des Fadenballons 10 hinter der Spindel 12 zurückbleibt. Die Bewicklung der auf der Spindel 12 befindlichen Hülse erfolgt vom Hülsenfuß aus beginnend in Kegelschichten, damit der Faden bei der Weiterverarbeitung mit großer Geschwindigkeit über den Wickelkörper (Cop) abgezogen werden kann.

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Um die Bewicklung der Spindel 12 auf die geschilderte Weise vornehmen zu können, muß sich die Ringbank 13 heben und senken. Zwecks Bildung des vollständigen Garnkörpers ist dabei zusätzlich entweder die Ringbank 13 kontinuierlich höher zu schalten oder die Spindelbank 14 abzusenken.

Der Antriebsmotor 15 für die Spindel 11 und gegebenenfalls auch für das Streckwerk 5 kann als drehzahlsteuer- oder regelbarer Dreh- oder Gleichstrommotor ausgebildet sein. Da bei konstanter Spindeldrehzahl auch das Streckwerk immer die gleiche Garn- bzw. Gespinstlänge liefert, fällt dem Läufer 9 die Aufgabe zu, durch Änderung seiner Drehzahl für einen Ausgleich der Durchmesserunterschiede des Wickelkörpers zu sorgen, wobei sich eine zusätzliche Korrektur durch die verschiedenartige Ausbildung des Fadenballons ergibt. Dabei besitzt der Läufer 9 im Bereich der Spitze des Wickelkörpers (Cop) die niedrigste Drehzahl und die Fadenspannung ist während dieser Wickelperiode demnach am größten.

Gemäß der Erfindung (Pig. 3) ist nun dem Ringläufer 9 ein Meßorgan bzw. ein Impulsgeber beispielsweise in Form einer Lichtschranke zugeordnet, die aus einem Lichtsender 16 und einem Lichtempfänger 17 besteht, welchem eine Impulsumform- und Speicherstation 18 nachgeschaltet ist, deren Speicherwert jeweils in vorgewählten Zeitintervallen abgefragt wird und gegebenenfalls über einen Gleichrichter 19 zum Vergleicher 20 gelangt, dem die Führungsgröße als Sollwert etwa in Form

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einer bestimmten Impulsanzahl, einem bestimmten Spannungsoder Stromwert aufgegeben ist, welche mit der Steuer- oder Regelgröße, das ist hier unmittelbar die Faden- bzw. Garnliefergeschwindigkeit und mittelbar die Zahl der pro Zeiteinheit aufgetretenen Fadenbrüche, die in Impulsform oder als ein diesen proportionaler Spannungs- oder Stromwert gespeichert sind, verglichen wird. Die bei diesem Vergleich etwa auftretende Abweichung wird einem Verstärker 21 zugeführt, der die Stellgröße liefert, welche zum Stellglied 22 gelangt, das selbsttätig eine entsprechende Drehzahländerung beispielsweise des Antriebsmotors 15 bewirkt oder veranlaßt.

Wie dem Blockschaltbild gemäß Fig. 4 zu entnehmen ist, stellt 23 die durch die Faden- bzw. Garnliefergeschwindigkeit gebildete Regelstrecke dar, auf welche die Störgröße Z in Form einer Änderung der Zahl der Fadenbrüche je Zeiteinheit einwirkt, wodurch die Durchschnittsgeschwindigkeit beeinflußt wird. Der Regelstrecke ist der Meßort 24 nachgeordnet, an dem die Lichtschranke 16, 17 vorgesehen ist. Mit 18 ist wieder die Impulsumform- und Speicherstation bezeichnet, die beispielsweise durch eine eine Transistor-Kondensatorkombination (25j 33) enthaltende oder eine digital arbeitende Anordnung verkörpert sein kann und periodisch abgefragt wird. Die Regelgröße χ (Zahl der gespeicherten Impulse pro Zeiteinheit bzw. eine der Impulszahl proportionale elektrische Größe) wird gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines

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Gleichrichters 19 am Vergleichsort 26 mit der Führungsgröße w (Sollwert) des 3ollwerteinstellers 20 verglichen. Die etwaige Regelabweichung (x-w) wird dem Verstärker 21 zugeführt, der die Stellgröße y liefert, welche zum Stellglied 22 gelangt, das durch ein PIV-Getriebe, eine Phasenanschnitt seinheit oder dgl. verkörpert sein kann. Am Stellort 27 erfolgt der Stellvorgang, mit der Wirkung, daß die Drehzahl des oder eines Antriebsmotors 15 entsprechend dem Wert der Stellgröße y verändert, das heißt, erhöht oder verringert wird. Selbstverständlich können auch mehrere Antriebsmotoren auf diese Weise geregelt werden. Als Träger wenigstens für einen Teil der Lichtschrankenanordnung 16, 17 kann gegebenenfalls auch der im allgemeinen ohnehin vorhandene, zur Reinigung des Ringläufers dienende Flugfänger 28 (Fig. 3) mitbenutzt werden. Als Lichtsender eignen sich insbesondere auch Gallium-Arsenid-Dioden.

Anstelle einer Lichtschranke kann auch ein sogenannter Reflexkopf eingesetzt werden. Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann der Ring 8 im Bereich der Gleitstellen des Läufers 9 mit einem druckem. indlichen, reibungs- und temperaturbeständigen Element 29 vereinigt sein, beispielsweise mit einer Piezokeramik (Fig. 2). Geht die mechanische Spannung am Läufer 9 infolge Fadenbruchs zurück, so entfällt auch der Druck des Läufers auf den Ring, wodurch an den Piezokeramik-Elementen eine SpannungsänderungΛU auftritt, die verstärkt

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und zum Beispiel als Impuls dem Speicher 18 zugeführt wird. Die weitere Auswertung ist dann sinngemäß dieselbe wie im vorstehenden beschrieben. Als Meßorgan kann dem Ringläufer auch ein auf Änderungen des Luftdrucks ansprechender Istwertgeber zugeordnet sein, der bei stillstehendem Ringläufer infolge Fehlens eines Luftzugs ein Signal abgibt, das für die Steuerung oder Regelung des Antriebs benutzt wird.

Des weiteren ist es denkbar, dem Ringläufer 9 in geeignetem Abstand von diesem ein wärmeempfindliches Element 30 (Fig· 3) mit einer solchen Empfindlichkeit zuzordnen, daß die infolge Entfallene der Ringlauferreigung bei einem Fadenbruch auftretende Temperaturverringerung jeweils als Signal auswertbar und in dieser Form weiterverarbeitbar ist.

Schließlich können auch kapazitive, induktive oder sonstige geeignete Meßorgane als Istwertgeber verwendet werden.

Für den Fall, daß die Zahl der Fadenbrüche je vorgewählte Zeiteinheit lediglich bei einer oder bei nur wenigen Spindeleinheiten zu groß ist und demgemäß die Drehzahl des Antriebs und damit die Liefergos&hwindigkeit ständig unter dem gewünschten Wert bleibt, empfiehlt sich eine Überprüfung der Fadenbeschaffenheit, des Streckwerks und der Spindelzentrierung etc., insbesondere aber der Spindelmechanik. Dies vor allem deshalb, weil erfahrungsgemäß eine relativ geringe

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Anzahl Spindeln einen sehr hohen Prozentsatz der Fadenbrüche verursacht, und zwar in erster Linie wegen ihrer mangelhaften Zentrierung.

Eine günstige Voraussetzung für die Ermittlung der die meisten Fadenbrüche verursachenden Spindeleinheiten ergibt sich dadurch, daß die über einen bestimmten Zeitraum auftretenden Fadenbrüche absolut pro Spindel gezählt werden und die "Ausreißer" näher untersucht werden.

Auf diese Weise läßt sich schließlich der wirtschaftlichste Lieferwert der Spinnmaschine unter Berücksichtigung der qualitativ noch akzeptablen Fadenbruchhäufigkeit ermitteln.

Der Istwertgeber oder eine Mehrzahl davon kann ohne weiteres längs der gesamten Faden- oder Garnlaufstrecke an geeigneten Stellen angebracht werden, insbesondere auch im Bereich der Abblas- und Saugvorrichtung 32 (Fig. 1). In diesem Falle eignet sich ein auf Strömungsänderungen ansprechendes Meßorgan.

Ansprüche;

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Claims (9)

- ίο - Ansprüche

1. Anordnung an Verarbeitungsmaschinen von Fäden und Fasern zum Ermitteln von Fadenbrüchen mittels eines den Fadenlauf überwachenden Meßorgans, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßorgan als einen Teil eines Steuer- oder Regelkreises bildender Istwertgeber ausgebildet ist, dessen der Anzahl der Fadenbrüche je vorwählbarer Zeiteinheit proportionalen Signale einem Istwertspeieher zugeführt werden und die nach der vorgewählten Zeiteinheit auftretende Abweichung von einem vorgegebenen Sollwert als Stellgröße den Maschinenantrieb drehzahlmäßig beeinflußt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher entsprechend den gewählten Zeitintervallen periodisch mittels eines mechanisch betätigten oder kontaktlosen Schalters abgefragt und der Speicherwert mit dem Sollwert verglichen wird.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwertgeber als optisches, elektronisches, optisch-elektronisches, kapazitives, induktives, wärmesensitives, mechanisches, akustisches oder druckempfindliches Meßorgan ausgebildet ist.

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4-. Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Istwertgeber der Ring-Lauferkombination einer Spinnmaschine zugeordnet ist.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 3j dadurch gekennzeichnet, daß der Istwertgeber im Bereich der Abblas- und/oder Saugvorrichtung einer Spinnmaschine angeordnet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Istwertgeber zwischen Ringläufer und Saugvorrichtung vorgesehen ist.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtzahl der Fadenbrüche je Einheit gezählt und zentral zur Anzeige gebracht wird.

8. Anordnung nach den Ansprüchen 1-7» dadurch gekennzeichnet, daß der Istwertspeicher als analog arbeitende Einheit ausgebildet ist.

9. Anordnung nach den Ansprüchen 1-7» gekennzeichnet durch die Anwendung eines digital arbeitenden IstwertSpeichers.

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