DE2354823A1

DE2354823A1 - Einrichtung fuer die beruehrungslose drehzahlmessung an spindeln von textilmaschinen

Info

Publication number: DE2354823A1
Application number: DE19732354823
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing Dingfelder; Guenter Honigmann; Dieter Salm
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1973-11-02
Filing date: 1973-11-02
Publication date: 1975-05-15

Description

Bag.

B a r m a g

Barmer Maschinenfabrik Aktiengesellschaft

Wuppertal

Einrichtung für die berührungslose Drehzahlmessung an Spindeln von Textilmaschinen .^ '

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die berührungslose Drehzahlmessung an Spindeln von Textilmaschinen. Bei einem bekannten (CH - PS 499783) Verfahren zur Drehzahl- , messung befindet sich der aus ferromagnetischem Material hergestellte, in Umfangsrichtung inhomogene Spindeldrehkörper im Magnetfeld eines Permanentmagneten. Das Kraftlinienfeld des Permanentmagneten wird durch eine im Einflußbereich des Drehkörpers liegende Spule abgetastet'und die infolge der Inhomogenität der Spindel in der Spule induzierten elektrischen Impulse zur Drehzahlmessung ausgenutzt. Das Problem derartiger Einrichtungen besteht darin, daß die Magnetfeldänderungen und die induzierten elektrischen Impulse sehr klein sind ( vgl. CH - PS ^99 783 ). Der induzierte elektrische Impuls wird über einen Verstärker einem Digitalfrequenzmesser zugeführt und dort zur Drehzahlmessung verwandt.

Mit einer solchen Meßeinrichtung konnte nur ein teilweise befriedigendes Ergebnis erzielt werden. Zur Ausschaltung von Störeffekten z. B. LageSchwankungen, in den Leitungen induzierte Fremdspannungen ist vorgeschlagen worden, eine frequenzabhärigige Dämpfung der Ein-

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gangsirapulse des Meßstromkreises durchzuführen, in dem die elektrischen Impulse vor ihrer Verstärkung über einen ß^edämpften Resonanzkreis geleitet werden, dessen Resonanzfrequenz mindestens annähernd der Grundfrequenz der Streuflußschwankungen des Magnetfeldes bei der Solldrehzahl der Spindel ist. (DT - OS 2 132 685). Hierdurch entsteht jedoch der Nachteil, daß der Drehzahlbereich, in dem die Einrichtung brauchbar ist, relativ eng ist. Aus diesem Grunde wird in der DT - OS 2 132 685 weiterhin vorgeschlagen, daß dem Resonanzkreis ein Bandpaßfilter zugeordnet wird, wodurch sich der Meßbereich vergrößert. Es bleibt der grundsätzliche Nachteil, bestehen, daß der Meßbereich einer derartigen Einrichtung und Schaltung begrenzt ist und daß weiterhin auch Störfrequenzen, die zufälligerweise im Meßbereich liegen, mit in die Drehzahlmessung eingehen. Zur Vermeidung der aufgezeigten Nachteile geht die Erfindung von dem in der CH - PS ^99 783 und der DT - OS 2 132 685 aufgezeigten Lösungsmöglichkeit ab. Aufgabe der Erfindung ist eine Einrichtung zur Drehzahlmessung an Textilspindeln vorzuschlagen, deren Signalamplitude/Erequenz - d.h. drehzahlunabhängig ist und weitgehend störungsunabhängig arbeitet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Einrichtung für die berührungslose Drehzahlmessung einer Spindel an Textilmaschinen vorgeschlagen, wobei die Spindel durch- Aussparungen oder Einschlüsse oder dergleichen in Umfangsrichtung inhomogen ausgestaltet ist und wobei eine Spule elektromagnetisch in der Nähe der Aussparung, Einschlüsse oder dgl. angeordnet ist. Diese Einrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Spule ein Teil eines gleichspannungsversorgten Oszillators ist, und durch die in der Spindel vorgesehenen Aussparungen, Einschlüsse oder dgl. zwischen zwei definierten Amplitudenpegeln be- und entdämpfbar ist.

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Uine derartige Meßeinrichtung arbeitet bei jeder Frequenz und vermag selbst die Drehzahl G zu erfassen. Die Inhomogenitäten der Spindel werden nur erfaßt, wenn sie in geometrischer Hinsicht und relativ zu der geometrischen Ausgestaltung der Spindel eine gewisse Größe erreichen. Kleinere Inhomogenitäten wie z. B. die Durchdringung des Querstiftes in einer Falschdrallspindel verursachen keine Störung. Ebenso bleiben Unrundheiten ohne Einfluß. Es sei erwähnt, daß auch die-Kapazitätdes Oszillatorsanstelle der Spule - als Meßfühler dienen könnte. Die durch Aussparungen, Einschlüsse oder dgl. bewirkte -Inhomogenität der Spindel bezieht sich daher nicht nur auf die für die Bedämpfung einer Spule maßgebliche magnetische oder elektrische Leitfähigkeit sondem bei Verwendung einer Kapazität als Meßfühler auch auf die dielektrischen Eigenschaften der Spule. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung beschrieben. . _

Fig. 1 zeigt die Spindel T,_deren Drehzahl gemessen wird. Bei der Spindel handelt es sich als Ausfürhungsbeispiel um eine Falschzwirnspindel, wie sie z. B. in der DT- AS 1 3O2 699 beschrieben ist. Die Spindel ist mit einer Aussparung 13 versehen. Die Spindel wird im Bereich der Aussparung 13 durch die Spule abgetastet. Die Spule ist gemeinsam mit dem Kondensator 6 Teil eines Schwingkreises 2. Der Schwingkreis 2 ist mit dem Verstärkerglied 3 zu dem Oszillator k zusammengefaßt. Die Energieversorgung des Oszillators geschieht durch das Netzteil 11 mittels Gleichstrom. Schwingkreis 2 und Verstärker 3 sind so zusammengeschaltet, daß das Ausgangssignal des Schwingkreises über den Verstärker 3 zurückgekoppelt ist. Der rückgekoppelte Verstärker schwingt auf der durch Schwingkreis 2 vorgegebenen Resonanzfrequenz, wenn die Spule nicht durch Metallische Teile der Spindel 1 bedampft ist, d. h., wenn die Spule der Aussparung 13 gegenübersteht. Erfolgt die Bedämpfung durch die metallischen Teile des Spindelumfänges ,

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So wird die Schwingung des Schwingkreises 2 und des gesamten Oszillators 4 soweit gedämpft, daß der Oszillator h kein auswertbares Ausgangssignal zeigt. Falls die Spindel nicht metallisch ist, wird sie mit einem metallischen Einschluß versehen. In diesem Falle bewirkt der Einschluß die Dämpfung der Schwingungsamplitude auf den unteren Wert während die nicht metallischen Teile die Entdämpfung bewirken.

Das Ausgangssignal des Oszillators k wird auf einen Gleichrichter und ein Verstärkungsglied 8 gegeben und gelangt von dort als eine Folge von Gleichstromimpulsen zu dem Impulsformer 9· Der Impulsformer enthalt insbesondere einen Schmitt - Trigger, der die ankommenden Impulse in Rechteckimpulse umwandelt. Das Ausgangssignal des Impulsformers 9 kann - ggf. über den Ausgangsverstärker 10 - einem Frequenzmesser zugeführt werden. Die Ausgangsfrequenz des Impulsformers 9 bzw. Ausgangsverstärker 10 entspricht der Drehzahl der Spindel

Es sei erwähnt, daß mit dieser Einrichtung die Drehzahlen beliebiger, rotierender Spindeln und Rollen also nicht notwendigerweise Falschzwirnspindeln gemessen werden können. Das Material des Spindelkörpers braucht nicht besonders ausgewählt zu werden, da das Meßprinzip nur von einer Aussparung, einem Einschluß oder dgl. abhängt, der für die mechanischen Eigenschaften ohne nachteilige Bedeutung ist. Es sei weiterhin hervorgehoben, daß auch die Drehzahl Null gemessen werden kannn .Im Stillstand der Spindel 1 zeigt sich am Ausgangsverstärker 10 bzw. Impulsformer 9 ein konstantes Ausgangssignal.

Die einzelnen Bestandteile der Einrichtung können heute als vorgefertigte elektronische Bauteile, welche vor allem auch als integrierte Schaltungen ausgeführt sind, beschafft werden. Hinweise auf Einzelheiten der Schaltung für den Oszillator finden sich in

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General Electric Comp. Transistor Manual 196*t S-. 20^, 206 für den Impulsformer ebenda S. 199» "200. Die Verstärkerelemente sind vorteilhaft als Transistorschaltungen auszuführen. Fig. 2 zeigt die Ausgangssignale der Bauelemente der Meßeinrichtung.

Mit A ist das Ausgangssignal des Oszillators k beschrieben. Der Oszillator k zeigt bei Rotation der Spindel 1 eine Folge von Sehiiringungen großer Amplitude "14 und - bei Bedämpfung der Spindel durch die Aussparung - von Schwingungen mit kleiner Undefinierter Amplitude 15·

Mit B ist das Ausgangssignal des Verstärkers 8 bezeichnet. Dieses Ausgangssignal B zeichnet sich dadurch aus, daß alle Signale gleichgerichtet sind. Auch hier zeigt sich wieder in Abhängigkeit von der momentanen Stellung der Aussparung 13 in der Spindel 1 eine Schwankung der Amplituden. Es sei erwähnt, daß die Schwingung mit kleiner Amplitude, die entsteht, wenn der Schwingkreis 3 durch das Spindelmetall bedämpft wird, nicht ausreicht, den Impulsformer 9 zum Ansprechen zu bringen.

Das Ausgangssignal· des Impulsformers 9 wird in Fig. 2 mit C bezeichnet. Das Ausgangssignal C besteht aus einer drehzahlabhängigen Folge von Rechteckimpulsen. Durch den Verstärker 1Ö werden diese Rechteckimpulse verstärkt.

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Claims

Patentanspruch

1. Einrichtung für die berührungslose Drehzahlmessung von Spindeln an Textilmaschinen, die durch Aussparung, Einschlüsse oder dgl. in Umfangsrichtung inhomogen,ausgestaltet sind, und wobei eine Spule elektromagnetisch in der Nähe der Aussparung bzw. des Einschlusses oder dgl. angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Spule (5) Teil eines gleichspannungsversorgten Oszillators (2) und durch die inhomogene Ausgestaltung der Spindel (1) zwischen zwei definiertgn Araplitudenpegeln ( 1^, 15 ) des Oszillators (2) be- und entdämpfbar ist.

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