DE2528290A1

DE2528290A1 - Verfahren und vorrichtung zum ueberwachen des gesponnenen fadens auf fehler an offen-end-rotorspinnmaschinen

Info

Publication number: DE2528290A1
Application number: DE19752528290
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Dr Artzt; Herbert Bauer; Gerhard Prof Dipl Ing D Egbers; Sohrab Dipl Ing Tabibi
Original assignee: Schubert und Salzer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG
Priority date: 1975-06-25
Filing date: 1975-06-25
Publication date: 1976-12-30
Also published as: NL7605190A; PL115252B1; IN146985B; JPS525331A; CH597385A5; FR2315552B1; FR2315552A1; ES447881A1; US4078231A; GB1511764A; BR7604025A; IT1078802B; DE2528290B2; DE2528290C3

Description

SCHUBERT & SALZER MASCHINENFABRIK AKTIEUefiSEfcfcSeHAFT

P + Gm 75/516

Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen des gesponnenen Fadens auf Fehler an Offen-End-Rotorspinnmaschinen

Zwecks wirtschaftlicher Fertigung in den garnverarbeitenden Betrieben der Textilindustrie wird das von den Spinnmaschinen in Kötzerform gelieferte Garnmaterial auf Spulmaschinen zu großformatigen Spulen umgespult, wobei der Umspulvorgang gleichzeitig zur Fadenreinigung benutzt wird. Die Reinigung des Fadens von Dickstellen erfolgt hierbei entweder mittels eines Schlitzreinigens, dem ein das Stillsetzen der Spulstelle bei dem dann zwangsläufig auftretenden Fadenbruch auslösender Fadenfühler zugeordnet ist, oder mittels !'elektronischer Fadenreiniger, die beispielsweise mit einer Faoünabschneidevorrichtung in Funktionsverbindung stehen (DT-OS 2.132.137).

Für nach der. Offen-End-Spinnverfahren gesponnene Garne, die bereits an ihrer Spinnstelle zu Kreuzspulen gewickelt werden, ist ein Umspulprozess nur zum Zweck der Fadenreinigung unwirtschaftlich. Es wurde daher schon vorgeschlagen, die von Spulmaschinen her bekannte kombinierte Anordnung eines Schlitzreinigers und FadenfühHars auf eine Offen-End-Spinnvorrichtung zu übertragen (DT-AS 1.814.033).

Schlitzreiniger beeinflussen jedoch die Fadenqualität in ungünstiger Weise. Der Faden wird durch die Kanten des Reinigers aufgerauht und erhält dadurch ein haariges Aussehen. Außerdem besteht die Gefahr, daß Dickstellen, die nur wenig größer als die Schlitzbreite sind, den Reiniger passieren, ohne daß es zu einem Fadenbruch kommt. Es werden daher bevorzugt elektronische Garnreiniger, die auf kapazitiver oder optischer Basis arbeiten, eingesetzt. Die Meßwertaufnehmer dieser Vorrichtungen sind jedoch kostenaufwendig. Sie sind fer-

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ner Umwelteinflüssen und Betriebsbedingungen ausgesetzt, die ihre Ansprechempfindlichkeit beeinträchtigen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß diese Systeme von der Durchlaufgeschwindigkeit des Fadens beeinflußt werden, so daß eine bestimmte Geschwindigkeit nicht unterschritten werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Vorrichtungen eine präzise Überwachung eines auf einer Offen-End-Rotorspinnmaschine gesponnenen Fadens auf Dick- und Dünnstellen sowie Fadenbrüche auf einfache Weise ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß unter Ausnutzung der auf den Faden im Rotor einwirkenden Fliehkraft die Fadenmasse gemessen wird und daß die so erzeugte Meßgröße mit einem vorgegebenen Schwellwert derart verglichen wird, daß bei Erreichen oder Überschreiten dieses Schwellwertes ein Schaltsignal erzeugt wird. Eine Überwachung des Fadens auf Dickstellen und auf Dünnstellen wird dadurch ermöglicht, daß ein oberer und ein unterer Schwellwert gebildet werden. Vorteilhaft werden der jeweiligen Masse des Fadens proportionale Meßgrößen erzeugt. Die Meßgröße wird aim einen in ein träges Signal zur Mittelwertbildung und zum anderen in ein dem Grad der Ausreinigung entsprechendes Kurzzeitsignal umgewandelt. Dadurch entfällt eine Einstellung der Vorrichtung auf Garnnummer und Rotordrehzahl. Zweckmäßig wird das Kurzzeitsignal abgeschwächt und/oder verstärkt. Die einen einen Druck auf den Faden ausübenden Fadenfühler und durch den Fadenfühler betätigbare Schaltmittel aufweisende Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenfühler eine Eigenfrequenz kleiner als die niedrigste Umlauffrequenz des Spinnrotors während des Spinnvorganges aufweist und in Abhängigkeit der auf ihn einwirkenden höheren

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oder niedrigeren Fadenspannung aus seiner Mittellage in zwei einander entgegengesetzte Richtungen im wesentlichen auer zur Fadenachse auslenkbar ist, und daß dem Fadenfühler ein auf eingegebene Grenzwerte ansprechender Signalgeber nachgeordnet ist. Verfahrensbedingte Fadenspannungsspitzen von höherer Frequenz werden damit von der Erfassung durch den Fadenfühler ausgeschlossen. Um eine der Fadenspannung proportionale Auslenkung zu erhalten, folgt der Fadenfühler in seinem Auslenkungsbereich dem Hookeschen Gesetz. Dadurch wird erreicht, daß die Empfindlichkeit der Überwachungsvorrichtung unabhängig von der Niveaulage der Meßgröße ist, so daß in jedem Bereich die gleiche Meßgenauigkeit gegeben ist. In einer besonders einfachen Ausführungsform ist der Fadenfühler als eine an einem Ende eingespannte Biegefeder ausgebildet. Zweckmäßig ist ein Meßwertaufnehmer mit zwei parallel angeordneten Spulen vorgesehen, in deren Streufeld der Fadenfühler bewegbar ist. Anstelle der Spulen können auch Feldplatten vorgesehen sein. Vorteilhaft sind dem Meßwertaufnehmer ein Tiefpaß, ein Spannungsteiler, ein Komparator sowie ein Signalgeber nachgeschaltet. Eine Änderung des Ausreinigungsgrades wird dadurch erreicht, daß der Spannungsteiler einstellbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend in einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine am Abzugsteil einer Offen-End-Spinnvorrichtung angeordnete Überwachungsvorrichtung gemäß der Erfindung, in schematischer Perspektive;

Fig. 2 das Blockschaltbild der Überwachungsvorrichtung; Fig. 3 einen Spinnrotor mit Fadenabzugsteil.

Der im Rotor 10 (Fig. 3) einer Offen-End-Spinnvorrichtung erzeugte Faden F wird durch ein Abzugsrohr 1 geführt und von

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einem Walzenpaar 2 abgezogen. Das Abzugsrohr 1 ist in bekannter Weise gebogen, um den Faden F bei seinem Lauf in Richtung des Walzenpaares 2 umzulenken. Im Rotor 10 wirkt auf den Faden F eine Fliehkraft ein, aus der eine Fadenspannung F₁ (Fig. 1) zwischen Rotor 10 und dem Klemmpunkt des Walzenpaares 2 resultiert, die sich aus F-\ = m«r«aJ²'C errechnet, wobei die die Reibung berücksichtigende Ronstante c = e /^dyn*iX ist. Daraus ergibt sich, daß eine Änderung der Fadenmasse m durch eine im Faden F vorhandene Dick- oder Dünnstelle zu einem der Masseänderung proportionalen Anstieg oder Abfall der Fadenspannung F^ führt. Erfindungsgemäß wird nun die auf den Faden F einwirkende Fliehkraft ausgenutzt, um die Fadenmasse über die Fadenspannung F₁ zu messen, wie im folgenden näher beschrieben wird.

Die Überwachung des Fadens F auf Dick- oder Dünnstellen sowie auch auf Fadenbrüche erfolgt zweckmäßig im Bereich der Umlenkstelle des Fadens F im Abzugsrohr 1. Die Wandung des Abzugsrohres 1 ist deshalb an dieser Stelle unterbrochen, so daß der Faden F frei liegt. Für die Überwachung wird ein Fadenfühler verwendet, dessen Eigenfrequenz kleiner als die niedrigste UmIauffrequenz des Rotors 10 ist, die dieser während des Spinnvorganges hat. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der Fadenfühler 3 aus einer an einem Ende in einem Lagerblock 30 eingespannten Biegefeder 31 und einem an ihrem freien Ende befestigten gerundeten Stift 32 aus einem abriebfesten Material. Der Fadenfühler 3 folgt in seinem Auslenkbereich dem Hookeschen Gesetz. Ein so beschaffener Fadenfühler schließt aus, daß verfahrensbedingte Fadenspannungsspitzen erfaßt werden, wie sie beispielsweise beim Rotorspinnen dann auftreten, wenn der Faden unter dem Speisepunkt hindurchwandert. Die Biegefeder 31 steht unter einer Vorspannung, so daß der sich quer zur Fadenachse erstreckende Stift 32, der gleichzeitig die Umlenkung des Fadens F übernimmt, ständig einen Druck auf den Faden F

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ausübt. Diesem Druck wirkt eine den in zwei verschiedenen Richtungen wirksamen Fadenspannungskräften Fi äquivalente, resultierende Kraft R entgegen, die am Stift 32 angreift. Die Vorspannung der Biegefeder 31 ist so bemessen, daß bei Durchlauf eines fehlerfreien Fadens F die resultierende Kraft R und die Druckkraft des Stiftes 32 auf den Faden F einander aufheben. In diesem Fall befindet sich der Fadenfühler 3 in Bezug auf zwei zu beiden Seiten der Biegefeder angeordnete Spulen 40 und 41, die Teil eines Meßwertaufnehmers 4 sind (Fig. 2), in einer Mittellage, die nicht der geometrischen Mitte zu entsprechen braucht.

Ist im Faden F eine Dickstelle vorhanden, so erhöht sich die Fadenspannung proportional der vorhandenen, größeren Fadenmasse und damit die ihr äquivalente, am Stift 32 angreifende resultierende Kraft R.Sie zwingt den Fadenfühler 3 zu einer entsprechenden, quer zur Fadenachse verlaufenden Auslenkung aus seiner Mittellage in Bezug auf die Spulen 40 und 41, wobei sich die in ihrem Streufeld befindliche Biegefeder 31 um ein durch die Kraft R bestimmtes Maß der Spule 40 nähert. Dadurch entsteht in dem Meßwertaufnehmer 4, der in Form einer aus den Spulen 40 und 41 und den Widerständen R1 und R2 bestehenden Brückenschaltung ausgebildet ist, eine Keßgröße, die der Fadenmasse entspricht und ihr vorzugsweise proportional ist. Diese Meßgröße wird im folgenden in ein träges Signal und in ein dem Grad der Ausreinigung entsprechendes Kurzzeitsignal umgewandelt. Zunächst wird das Meßsignal in einem Verstärker 5 verstärkt, der aus dem Operationsverstärker 0P1 und der die Eigenschaften der Funktionsgruppe festlegenden Beschaltung R3, R4 und R5 gebildet ist. Vom Ausgang des Verstärkers 5 gelangt das Signal über einen aus dem Widerstand R6 und dem Kondensator C bestehenden Tiefpaß 6, durch welchen ein träges Signal gebildet wird, welches dem Mittelwert der Fadenmasse entspricht und nur langzeitigen Änderungen folgt. Zweckmäßig erfolgt diese Anpassung

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des Mittelwertes über einen Zeitraum von etwa 1 Minute, so daß verfahrensbedingte Spannungspitzen, zum Beispiel beim Anspinnvorgang, außer Einfluß bleiben. Das im Tiefpaß 6 gebildete Mittelwert-Signal gelangt an den ersten Eingang eines Komparators 70, der aus dem Operationsverstärker OP 2 und den Widerständen R7 und R8 besteht. GIe-ichzeitig wird das den Verstärker 5 verlassende Kurzzeitsignal dem Reinigungsgrad entsprechend abgeschwächt, beispielsweise in einem aus den Widerständen R 9 und R 10 bestehenden Spannungsteiler 7, und dem zweiten Eingang des Komparators 70 zugeführt. Sofern das im Spannungsteiler 7 abgeschwächte, durch eine Dickstelle im Faden F bedingte Kurzzeitsignal das im Tiefpaß 6 gebildete Mittelwert-Signal übersteigt, gibt der Komparator 70 einen Impuls an einen Signalgeber 9 ab, der für eine Schaltfunktion, beispielsweise zum Abstellen der Faserlieferung oder zum Abschneiden des Fadens F, verwendet werden kann.

Weist der Faden F dagegen eine Dünnstelle auf, so vermindert sich die Fadenspannung proportional der nun vorhandenen geringeren Fadenmasse und dementsprechend auch die am Stift 32 angreifende resultierende Kraft R. Die Auslenkung des Fadenfühlers 3 aus seiner Mittellage erfolgt daher, bedingt durch die Vorspannung der Biegefeder 31, in Richtung zur Spule 41 des Meßwertaufnehmers 4, also in entgegengesetzter Richtung wie beim Auftreten einer Dickstelle. Die Auslenkung des Fadenfühlers 3 aus seiner Mittellage erzeugt wiederum eine der Fadenmasse entsprechende, vorzugsweise ihr proportionale Meßgröße, die, ebenso wie bei der oben beschriebenen Dickstellenermittlung, in ein träges Signal und ein dem Ausreinigungsgrad entsprechendes Kurzzeitsignal umgewandelt wird. Das Meßsignal wird im Verstärker 5 verstärkt und dem Tiefpaß 6 zugeführt, in dem das dem Mittelwert der Fasermasse entsprechende träge Signal gebildet wird. Der in 6 gebildete Mittelwert wird in einem Spannungsteiler 8 mit Widerständen R 11 und R 12 in

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einem festen Verhältnis zum Signal aus dem Verstärker 5 abgeschwächt und dient als Schwelle zur Dünnstellen-Erkennung. Es wird hier somit ein unterer Schwellwert gebildet, im Gegensatz zur Dickstellenerfassung, wo ein oberer Schwellwert gebildet wird. Das abgeschwächte Signal wird dem ersten Eingang eines Komparators 80 zugeführt, der aus dem Operationsverstärker 0P3 und den Widerständen R13 und R14 besteht. Gleichzeitig geht das aus dem Verstärker 5 kommende volle Kurzzeitsignal an den zweiten Eingang des Komparators Unterschreitet das aus dem Verstärker 5 kommende Signal den im Spannungsteiler 3 abgeschwächten gleitenden Mittelwert, so gibt der Komparator 80 einen Impuls an den Signalgeber 9, der, wie oben bereits dargelegt, für eine Schaltfunktion verwendet werden kann. Der gleiche Vorgang spielt sich beim Auftreten eines Fadenbruches ab.

Zur Wahl des gewünschten Ausreinigungsgrades kann die Größe des Abschwächungsgrades in den Spannungsteilern 7 und 8 verändert werden. Dies kann beispielsweise durch Parallelschalten von Widerstandsgrößen in einer zentralen Steuereinheit geschehen, wie dies durch die Widerstände R9', R9^t!, R9¹¹¹ mit Schalter S1 und R12¹, R12^t',R12¹" mit Schalter S2 angedeutet ist.

Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß zwischen dem entstehenden Signal und den vom Mittelwert abgeleiteten Ansprechschwellen ein Verhältnis gebildet wird. Dies hat gegenüber festen Schwellwerten den Vorteil, daß diese Verhältnisbildung ohne Umschaltung für beliebige Garnnummern, Liefergeschwindigkeiten und Rotordrehzahlen verwendet werden kann.

Hinsichtlich der Gestaltung der Schaltmittel und des Fadenfühlers sind auch andere Lösungen möglich. Beispielsweise können statt der Spulen 40 und 41 auch Feldplatten oder Hallgeneratoren verwendet werden. Anstelle einer einseitig eingespannten Biegefeder kann auch ein anderer Fadenfühler, der in seinem Auslenkungsbereich dem Hookeschen Gesetz folgt, verwendet werden.

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Claims

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Patentansprüche

(λj Verfahren zum Überwachen des gesponnenen Fadens auf Fehler an Offen-End-Rotorspinnmaschinen, dadurch gegekennzeichnet, daß unter Ausnutzung der auf den Faden im Rotor einwirkenden Fliehkraft die Fadenmasse gemessen wird und daß die so erzeugte Meßgröße mit einem vorgegebenen Schwellwert derart verglichen wird, daß bei Erreichen oder Überschreiten dieses Schwellwertes ein Schaltsignal erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oberer und ein unterer Schwellwert gebildet wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweiligen Kasse des Fadens proportionale Keßgrößen erzeugt werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßgröße zum einen in ein träges Signal zur Mittelwertbildung und zum anderen in ein dem Grad der Ausreinigung entsprechendes Kurzzeitsignal umgewandelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurzzeitsignal abgeschwächt und/oder verstärkt wird.
6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5 mit einem einen Druck auf den Faden ausübenden Fadenfühler und durch den Fadenfühler betätigbaren Schaltmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenfühler (3) eine Eigenfrequenz kleiner als die niedrigste Umlauffrequenz des Spinnrotors do) während des Spinnvorganges aufweist und in Abhängigkeit der auf ihn einwirkenden höheren oder niedrigeren Fadenspannung aus seiner Mittellage in zwei einander entgegengesetzte Richtungen im wesentlichen quer zur Fadenachse auslenkbar ist, und daß dem Fadenfühler (3) ein auf eingegebene Grenzwerte ansprechender Signalgeber (9) nachgeordnet ist.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenfühler (3) in seinem Auslenkungstereich dem Hook&^schen Gesetz folgt.
S. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenfühler (3) als eine an einem Ende · eingespannte Biegefeder (31) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 8, gekennzeichnet durch einen Meßwertaufnehmer (4) mit zwei parallel angeordneten Spulen (40,41), in deren Streufeld der Fadenfühler (3) bewegbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Spulen (40,41) Feldplatten vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Keßwertaufnehmer (4) ein Tiefpaß (6), ein Spannungsteiler (7,8), ein Komparator (70,80) sowie ein Signalgeber (9) nachgeschaltet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler (7,8) einstellbar ist.

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