DE2700287A1 - Verfahren und vorrichtung zur automatischen feststellung des vorhandenseins oder nichtvorhandenseins eines fadens in einer spinnmaschine - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur automatischen feststellung des vorhandenseins oder nichtvorhandenseins eines fadens in einer spinnmaschineInfo
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Description
in einer Spinnmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Feststellung
des Vorhandenseins oder NichtVorhandenseins eines Fadens aus beliebigen Fasern in einer Spinnmaschine und eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere einen Teil der Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrensabschnitts in
Form eines elektronischen Fühlers, der vorzugsweise nahe der öse und des Ballonabweisers, insbesondere mit Hilfe eines hierzu
vorgesehenen Stützteils angebracht oder eingesetzt werden kann, so daß er nahe dem Offenringführer angeordnet werden kann, an dem
der Faden zur Spindel vom Streckwerk her vorbei^läuft. Der Führer
kann alternativ auch in der Nähe des Läuferrings für den Ringläufer auf der Spindelbank angeordnet werden. Das Verfahren und
die Vorrichtung zur automatischen Feststellung des Fadens wird im Nachfolgenden mit Bezug auf das zuvor ausgeführte beschrieben
werden, d.h. in der Anwendung für die automatische Feststellung
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des Vorhandenseins oder NichtVorhandenseins des Fadens in der Spinnmaschine. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß durch
diese Beschreibung die Erfindung nicht auf die unmittelbare Anwendung in Spinnmaschinen beschränkt ist, da ohne weiteres einsichtig
ist, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch auf anderen Maschinen anwendbar ist, insbesondere solchen,die der Aufbereitung
von Fasern zum Spinnen dienen, bei denen in gleicher Weise automatisch das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Vorgarns
od. dgl. festgestellt werden kann, wie der Durchschnittsfachmann ohne weiteres erkennt.
Es ist bekannt, daß beim Spinnen ein gewisser Prozentsatz an Fadenbrüchen auftritt, der manchmal einen vorbestimmten Standardwert
als Folge des Verlassens der optimalen Arbeitsbedingungen überschreitet.
Eine solche Fadenbruchhäufigkeit hat eine negative Auswirkung
auf die Produktivität und macht das sofortige Eingreifen der Bedienungsperson wünschenswert, um die optimalen Arbeitsbedingungen
wieder herzustellen. Derzeit wird die Überwachung des Betriebszustandes von Spinnmaschinen, wie erwähnt, einer Bedienungsperson
übertragen, die eine bestimmte, zuvor ausgewählte Anzahl von Spinnmaschinen überwacht und durch unmittelbares Beobachten mögliche
Fadenbrüche feststellt, um dann einzugreifen und normale Spinnbedingungen wieder herzustellen. Andererseits wird eire statistische
Stichprobennahme der Anzahl von Fadenbrüchen Betriebsingenieuren (Analysiertechnikern) übertragen, die für eine bestimmte
Anzahl von Spindeln, üblicherweise der Hälfte einer Maschine, die Anzahl der Fadenbrüche, die innerhalb einer bestimmten
Zeit aufgetreten sind, feststellen. Eine derartige Anzahl wird dann auf die gesamte Spinnmaschine oder eine vorbestimmte
Anzahl von Spinnmaschinen durch Extrapolation bezogen. Aus solchen Auswertungen wird der Wirkungsgrad einer Maschine, von der
verarbeiteten Partie und anderer Einflußgrößen ermittelt, und zwar normalerweise mit Hilfe von Tabellen und Darstellungen, die
das Ergebnis früherer Untersuchungen wiedergeben. Die endgültigen Daten sind daher offensichtlich sehr roh und werden mit einer
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Zeitverzögerung von einem oder zwei Tagen, je nach dem Erforder-
naclr
nis des Sammelns der statistischen Daten,/deren Auswertung gewonnen.
Auf diese Weise läßt sich außerdem nicht diejenige defekte Spindel orten, die aufgrund von konstruktionsbedingten mechanischen
Defekten wiederholte Fadenbrüche verursacht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit welchen Fadenbrüche in einfacher Weise
feststellbar und auswertbar sind.
Lösungen dieser Aufgabe sind in den Patentansprüchen gekennzeichnet.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, zu
einer schnellen Feststellung und Lokalisierung des Vorhandenseins oder NichtVorhandenseins des Fadens zu gelangen, so daß schnell
die erforderlichen Maßnahmen zur Wiederherstellung der optimalen Betriebsbedingungen ergriffen werden können, und gleichzeitig
ein Satz von Angaben über de η Betriebszustand und die Effizienz des gesamten Spinnbetriebs gewonnen und
die Angaben in Echtzeit gegeben werden.
Ein solches Verfahren zur Überwachung einer Spinnmaschine für
beliebige Fasern besteht darin, daß das Vorhandensein oder NichtVorhandensein des Fadens mit Hilfe elektronischer Fühler
bzw. Fühleinrichtungen abgetastet wird, die an geeigneter Stelle an der Spinnmaschine, insbesondere jeder Spindel zugeordnet
in bzw. an dafür vorgesehenen Stützteilen eingesetzt oder befestigt sind oder nahe Offenring-Fadenführern (öse und Ballonabweiser)
oder in der Nähe der Läuferringe für die Läufer auf der Spindelbank angebracht sind, daß die von den Fühlern abgegebenen
Signale Abtastschaltungsanordnungen, die diese nacheinander analysieren, zugeführt und die von diesen abgegebenen
Fadenbruchsignale an eine Datenspeicher- und Auswertschaltungsanordnung abgegeben und nach Fadenbruchort- und häufigkeit ausgewertet
werden.
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Mit einem solchen Verfahren ist es möglich, schnell eine Menge von Angaben, wie die Anzahl und die Lage der Spindeln, an denen
Fadenbrüche aufgetreten sind, und die Zeit, während der die Spindeln außer Betrieb mit der Folge eines Produktionsausfalls
gewesen sind, abzugeben. Übertrifft die Anzahl der Fadenbrüche einen vorbestimmten Standardwert, kann darauf geschlossen werden,
daß eine systematische Fadenbruchursache vorliegt, die auf diese Weise festgestellt und lokalisiert wird, um eine Wartung oder
Reparatur und nicht nur ein Wiederanknüpfen des gebrochenen Fadens
vorzunehmen. Auf diese Weise kann auch die Effizienz einer ganzen Spindelreihe oder eines Teils des Spinnsaals oder einer Produktionslinie
oder -maschine und einer Bedienungsperson oder einer verarbeiteten Faserart und dgl. berechnet werden. Schließlich kann
auch ein Signal zum Auswechseln der Spulen gegeben werden, d.h., ein Zeichen an de Bedienungsperson, daß das ersponnene Garn bzw.
das hergestellte Produkt der Maschine entnommen werden muß.
Gegenstand der Erfindung sind auch elektronische Fadenabtaster oder Fühler zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die elektronischen Fühler bzw. Fadenwächter gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung können in die Fadenführer eingebaut
werden, die zwischen der Streckwerksbank und der Spindelbank der Spinnmaschine angebracht sind. Als Alternative hierzu können
sie gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung in der Nähe des Läuferrings für den Ringläufer oder auch direkt auf der Vorderseite
der Spinnmaschine jeder Spindel zugeordnet angeordnet werden.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung sind die Fühlvorrichtungen
(Fadenwächter) unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, von denen einige der öse zugeordnet sind, wobei
deren Anwendung unmittelbar auf den Ballonabweiser erstreckt werden kann. Es zeigen:
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Fig. 1, 2, 3, 4 und 5 piezoelektrische Fadenfühler,
Fig. 6,7, 8 und 9 photoelektrische Fadenfühler,
Fig. 10 und 11 triboelektrische Fadenfühler,
Fig. 12 und 13 Schwingfühler,
Fig. 14 einen kapazitiven Fühler,
Fig. 15 und 16 elektrostatische Ladungen feststellende
Fadenfühler,
Fig. 17 und 18 elektromagnetische Fadenfühler,
Fig. 19 einendem Läufer des Läuferrings der Spin
del zugeordneten photoelektrischen Fühler und
Fig. 20 einen dem Läufer des Läuferrings der
Spindel zugeordneten elektromagnetischen Fühler.
Der Fadenwächter gemäß Fig. 1 hat für eine günstige Funktionsfähigkeit den Fühler eingebettet, beispielsweise in dessen Wandstärke
an geeigneter Stelle, so daß sich die günstigste Weise für die Anwendung ergibt, der Betrieb in keiner Weise behindert wird
und eine zuverlässige Kontrolle des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins des Fadens erzielt wird. Der Faden, der durch das
Teil, auf das er gewickelt wird, gezogen wird, gleitet in dem Ring des Fadenführers und läuft gleichzeitig in einer zu seiner
Drehachse senkrechten Ebene um und ist infolge der Zentrifugalkraft
auf Grund der hohen Winkelgeschwindigkeit (6000 bis 15,000 U/min) tangential an der inneren Oberfläche des Rings gehalten.
Aus diesem Grunde ist dsr piezoelektrische Fühler in einer zum
Faden tangentialen Stellung eingebaut. Bei jedem Umlauf des Fadens wird ein Impuls erzeugt, der als Zeichen des Vorhandenseins des
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Fadens oder seines NichtVorhandenseins verwendet werden kann.
Hierzu streift der Faden bei jedem Umlauf an einem Stift bzw.
Körper 1 aus keramischem Werkstoff an, dessen Oberfläche zur Berührung mit dem Faden speziell geglättet ist. Der Stift 1 ist
innerhalb der Dicke eines Fadenführerrings 2 eingebettet, dessen eines Ende starr mit Hilfe eines geeigneten Klebers mit einem
bilaminaren piezoelektrischen Plättchen 3 verbunden ist. Die Enden des Plättchens 3 sind starr an der äußeren Oberfläche des
Fadenführerrings befestigt. Das ganze Plättchen ist darüber hinaus mittels eines elastischen Kunstharzes geschützt und isoliert.
Fig. 2 zeigt eine Abwandlung des Fadenwächters, bei welchem ein piezoelektrisches Plättchen 1 die von der Bewegung des Fadens
über einen Schaft 2 in dem Bereich, in dem dessen Steifigkeit aufgrund des Einsetzens des Plättchens 1 verringert ist, übertragenen
Schwingungen aufzunehmen vermag.
Fig. 3 zeigt eine weitere Abwandlung, bei welcher ein piezoelektrisches
Plättchen 1 in einer entsprechend geformten Nut im Fadenführerring statt in dessen Schaft eingesetzt ist und auf diese
Weise die von der Fadenbewegung ausgehenden Schwingungen abgetastet werden.
Derartige Schwingungen können auch, wie dies die Ausführungsform nach Fig. 4 zeigt, mit einem piezoelektrischen Plättchen 1 aufgenommen
werden, das am Schaft 2 eines Fadenführers angeordnet ist. Ein solches piezoelektrisches Plättchen 1 ist integral auf der
einen Seite mit dem Schaft 2 und auf der anderen Seite mit einem Stift 3, der ein Ganzes mit dem Fadenführerstützteil bildet, verbunden.
Eine zusätzliche Abwandlung eines solchen Fadenwächters besteht im Einsetzen des piezoelektrischen Fühlers längs eines
Querschnitts des Fadenführerschaftes, wie dies in Fig. 5 dargestellt
ist, bei welchem der piezoelektrische Fühler 1 die Abschnitte 2 und 2' des Fadenführers in gegenseitigen Kontakt miteinander
bringt.
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In Fig. 6 ist ein Fadenwächter mit einem photoelektrischen Fühler dargestellt. Dieser ist zu beiden Seiten des Fadens angeordnet
und der von einem Sender oder Emitter ausgehende Strahl ist zweimal durch den Faden während eines Umlaufs unterbrochen,
so daß der Strahlempfänger oder Detektor einen Impulszug abgibt. Ein Fadenbruch ist von einem Wechsel des abgegebenen
Signals begleitet, d.h., von einem Impulszug zu einem glatten Signal. Aus Fig. 6 ist entnehmbar, daß der Sender 1 und der
Empfänger 2 auf einer auf dem Fadenführerschaft befestigten Gabel angebracht sind.
Fig. 7 zeigt eine Modifikation eines solchen Fadenwächters, bei welcher sowohl der Emitter 1 als auch der Empfänger 2 beide in
die Fadenführerhülse derart eingesetzt sind, daß die günstigste
Form der inneren Oberfläche erhalten bleibt,
Der in Fig. 8 dargestellte Fadenwächter, der mit einem zurückgeworfenen
Strahl arbeitet {Reflexschranke) kann auf dem Schaft oder der Stütze des Fadenführers oder auch direkt auf der Vorderseite
der Spinnmaschine gegenüber jedem Faden bzw. jeder Fadenstelle zugeordnet angebracht werden. Hier wird vom Empfänger 2
das vom Emitter 1 ausgesendete Licht durch Lichtbrechung oder Reflexion am Faden selbst empfangen und das Vorhandensein oder
NichtVorhandensein des Fadens auf diese Weise festgestellt,
Fig. 9 stellt eine Abwandlung eines solchen Fadenwächters dar, bei welcher der Emitter 1 und dem Empfänger 2 im gleichen Stützteil
eingebettet sind.
Fig. 10 zeigt einen Fadenwächter mit einem triboelektrischen
Fühler. In diesem Fall ist der Fadenführerring mit einem triboelektrischen Material beschichtet und wird ein elektrostatisches
Signal abgeleitet, das durch den Faden auf der Ringbeschichtung erzeugt wird. Der Fadenbruch wird durch das NichtVorhandensein
eines an sich abzugebenden Signals festgestellt,
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Aus Fig. 11 geht im einzelnen eine quer gerichtete Querschnittsdarstellung eines solchen Fadenführers hervor, aus der der
Stahlkern des Fadenführers 1, eine Isolationsschicht 2, eine
und Elektrode 3 zum Ableiten des Signals, eine Leiterschicht 4 / eine
Schicht 5 aus triboelektrischem Material, mit welchem der Faden in unmittelbaren Kontakt kommt, erkennbar sind.
Fig. 12 zeigt einen Fadenwächter mit einem Fühler, der Schallschwingungen
aufnehmen kann, d.h., der auf Schwingungen oder Änderungen solcher Schwingungen reagiert. Der Fühler 1 nimmt
sehr die Schallschwingungen wahr, die der Faden bei seiner/ schnellen
Umlaufbewegung und Längsbewegung erzeugt.
Fig. 13 stellt eine Abwandlung dieses Fadenwächters dar, der einen Sender oder Emitter 1 für Wellen bestimmter Frequenz und
einen Empfänger 2 hat. Der durchlaufende Faden erzeugt eine Änderung der empfangenen Signale gegenüber den vom Emitter 1 ausgesendeten.
Ein möglicher Fadenbruch bewirkt eine Unterbrechung der Störung bei jedem Fadendurchtritt, so daß der Fadenwächter in
der Lage ist, das Vorhandensein oder NichtVorhandensein des Fadens festzustellen.
Fig. 14 zeigt Fadenwächter mit einem kapazitiven Fühler, d.h., einen Fühler, der auf Änderungen der dielektrischen Konstante
des Luft-Fadenmediums zwischen zwei Platten 1, zwischen denen der
Faden hindurchläuft, anspricht.
Die Fig. 15 und 16 zeigen Fadenwächter, die Fühler aufweisen, welche elektrostatische Ladungen feststellen. Diese Fühler beruhen
auf einer gegenseitigen Entsprechung des Vorhandenseins elektrostatischer Ladungen und des Vorhandenseins eines Fadens.
Diese Ladungen beruhen auf der Reibung einer Faser an umgebenden Fasern und dem Aufladen aufgrund des Verstreckens und Verdrehens
oder auf Ladungen, die von einem entsprechenden Ladungsgenerator
abgegeben werden, damit die Aufladung gleichmäßig für verschiedene Textilfaser.", ist,
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Fig. 15 stellt einen Fühler 1 dar, der solche Aufladungen abtastet.
Fig. 16 zeigt eine Draufsicht und perspektivisch einen Fadenwächter,
der einen Ladungsemitter 1 und einen Detektor 2 aufweist. Letzterer, der in unmittelbarer Nähe des Emitters 1 angeordnet
ist, stellt sowohl die Ladungen auf dem Faden als auch die vom Emitter 1 erzeugten oder induzierten Ladungen fest.
Fig. 17 stellt einen Fadenwächter dar, der auf Änderungen des magnetischen Felds im Spalt zwischen einem Oberflächenabschnitt
1 eines Vibrationsfadenführers und einem in unmittelbarer Nähe darüber angeordneten Fühler 2 anspricht. Ein quergerichteter
Querschnitt A1-A1 des Fadenwächters ist in Fig. 18 dargestellt,
in welcher der Schaft des Fadenführers und der elektromagnetische Fühler dargestellt sind.
Fig. 19 stellt einen Fadenwächter mit photoelektrischer Abtastung eines Läufers dar. Der Fadenwächter ist auf der Ringbank
befestigt und überwacht den Umlauf des Läufers, der, gezogen vom Faden, mit einer Winkelgeschwindigkeit, die geringfügig
niedriger als die der Spindel ist, auf einem speziell vorgesehenen Stahlläuferring umläuft. Der vom Lichtsender 1 ausgesandte Strahl
wird auf der spiegelähnlichen Oberfläche des Läuferrings 2 zu einem Empfänger 3 reflektiert. Bei jedem Umlauf des Läufers
4 wird aufgrund der Strahlunterbrechung ein Impuls durch den Empfänger erzeugt. Das Vorhandensein des Fadens wird dann durch
einen Impulszug festgestellt. Bei einem Fadenbruch dagegen wird der Läufer nicht mehr angetrieben und hält an, so daß der
Empfänger 3 keinen weiteren Impuls abgibt und das Nichtvorhandensein des Fadens festgestellt wird.
Fig. 20 gibt einen Fadenwächter mit elektromagnetischer Abtastung eines Läufers wieder. Der Fadenwächter ist auf der Ringbank gegenüber
jeder Spindel befestigt und besteht im wesentlichen aus einem elektromagnetischen Fühler 1, der mit kurzem Abstand vom
Läuferring angeordnet ist. Bei jedem Passieren des Stahlläufers
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vor dem Fühler 1 tritt eine Änderung des magnetischen Widerstandes
ein, welche vom Fühler 1 festgestellt wird. Das Nichtvorhandensein des Fadens wird durch das Ausbleiben eines Impulszuges
angezeigt.
/Ansprüche
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Claims (6)
1. Verfahren zur automatischen Feststellung des Vorhandenseins
oder Nichtvorhandenseins eines Fadens aus beliebigen Fasern in einer Spinnmaschine od. dgl., dadurch gekennzeichnet,
daß das Vorhandensein des Fadens mit elektronischen Fühlern, die an jeder Spinnstelle an geeigneter Stelle an der
Spinnmaschine angebracht sind, insbesondere jeder Spindel zugeordnet, eingesetzt oder befestigt sind, in bzw. an dafür vorgesehenen
Stützteilen oder angebracht sind nahe Offenring-Fadenführern (öse
und Ballonabweiser) oder in der Nähe der Läuferringe für die Läufer auf der Spindelbank, abgetastet wird, die von diesen abgegebenen
Signale Abtastschaltungsanordnungen, die diese nacheinander analysieren, zugeführt und die von diesen abgegebenen Fadenbruchsignale
an eine Datenspeicher- und Auswertschaltungsanordnung abgegeben und nach Fadenbfuchort- und -häufigkeit ausgewertet
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mit piezoelektrischen, photoelektrischen,
triboelektrischen, schwingungsempfindlichen, kapazitiven, elektrostatischen
oder elektromagnetischen Fühlern abgetastet wird,
3. Offenring-Fadenführer zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er in einer Aussparung eingebettet einen piezoelektrischen
Fühler mit einem Stift (1) aus keramischem Werkstoff hat, dessen
eines Ende eine zur Innenfläche des Offenrings tangentiale Lage hat und dessen anderes Ende mit einem bilaminaren piezoelektrischen
Plättchen (3) verbunden ist, dessen Enden starr am Offenring be-
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festigt sind und dessen äußere Oberfläche durch ein elastisches Kunstharz geschützt und isoliert ist und daß zur Ableitung des
abgegebenen Signals ein abgeschirmtes Kabel dient (Fig. 1).
4. Offenring-Fadenführer zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß in dessen Schaft (2) in einer länglichen Nut ein bilaminarer
piezoelektrischer Fühler (Plättchen 1) vorgesehen ist, dessen Enden am Schaft befestigt sind und dessen äußere Oberfläche durch
ein elastisches Kunstharz geschützt und isoliert ist, und daß zur Ableitung des abzugebenden Signals ein abgeschirmtes Kabel
dient (Fig. 2).
5. Offenring-Fadenführer zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß im Inneren eines Stützteils (3) für den Schaft (2) ein piezoelektrischer laminarer Fühler (Plättchen 1) eingebettet ist,
dessen einer Teil von diesem in einer am Ende des Schaftes vorgesehenen
Nut befestigt ist und dessen anderer Teil mit dem Stützteil durch ein elastisches Kunstharz, wie Füller, verbunden
ist, daß am Stützteil eine Feststellschraube zur Verhinderung einer Verschiebung gegenüber dem Schaft vorgesehen ist und daß
zur Ableitung des abzugebenden Signals ein abgeschirmtes Kabel dient (Fig. 4).
6. Offenring-Fadenführer zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen triboelektrischen Fühler (1) mit einem mit einer Isolierstoff
schicht (2) versehenen Stahlkern, auf dem im Bereich des Schaftes ein eine das abzugebende Signal ableitende Elektrode (3)
bildender Ring aus leitendem Werkstoff und im Ringabschnitt auf der Isolierstoff-schicht eine Schicht (4) aus leitendem Werkstoff,
auf der eine Schicht (5) aus einem triboelektrischen Material
aufgebracht ist, vorgesehen ist (Fig. 10, 11),
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