DE2755647A1

DE2755647A1 - Vorrichtung zur ueberwachung des fadens einer oe-spinnturbine

Info

Publication number: DE2755647A1
Application number: DE19772755647
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl Ing Schumann; Heinz Dr Rer Nat Wehde; Burkhard Dr Wulfhorst
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1977-12-14
Filing date: 1977-12-14
Publication date: 1979-06-28
Also published as: IN150550B; BR7808180A; FR2411905B3; GB2010344B; JPS5488330A; CH635140A5; FR2411905A1; GB2010344A; US4242860A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen de3 abgezogenen Fadens einer Offenend-Spinnturbine, die mittels eines Motors, insbesondere eines bürstenlosen Gleichstrommotors mit einer vorgegebenen Drehzahl angetrieben wird, mit einem Meßwertgeber, der auf Änderungen der Stromaufnahme des Motors anspricht und bei Überschreiten einer vorgegebenen Schwelle der Stromänderung ein Signal erzeugt.

Es ist bereits vorgeschlagen worden (P 26 58 477.0) die Änderungen des Motorstroms zum Erkennen von Dickstellen im Faden wegen einer örtlich begrenzten Schmutzablagerung in der Rille des Rotors oder von Änderung der Fadenstruktur aufgrund einer ausgedehnten Ablagerung in der Rille oder bei Abnutzung an der Rille auszunutzen. Bei Abzug des Fadens aus der Rille kommt bei Fadenungleichmäßigkeiten, z.B. einer Dickstelle, wegen der geänderten, insbesondere vergrößerten Fadenmasse (Reibungsänderung) und des veränderten, insbesondere größeren Luftwiderstandes des Fadens eine Drehmomentenänderung und damit eine Änderung der Stromaufnahme des Spinnmotors zustande.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Anwendung eines elektrischen Einzelantiiebes einer Offenend-Spinnturbine, insbesondere mit einem bürstenlosen Gleichstrommotor, auf einfache V/eise eine Fadenüberwachung zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Meßwertgeber, der auf die bei Fadenbruch eintretende Abnahme der Stromaufnahme gemäß einem vorgegebenen ?/ert anspricht und daraufhin ein Fadenbruch3ignal erzeugt.

Eine andere Überwachungsaufgäbe 'wird durch einen Meßwertgeber gelöst, der auf die Erhöhung oder Verringerung der Stromaufnahme gemäß einem vorgegebenen Wert und vorgegebenen Zeiten anspricht und daraufhin ein Abschalt- oder Warnsignal erzeugt.

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Fadenwächter, die bei Fenlcn des Fadens ein Schaltsignal abgeben, sind an sich bekannt. Bei den bisherigen Anordnungen wird ein Fühler vorgesehen, der z. B. mechanisch, optisch oder auf kapazitiver Basis arbeitet und das Vorhandensein des abgezogenen Fadens überwacht. Mechanische Fadenfühler können jedoch zu einer Aufrauhung des Fadens führen und ihm dadurch ein haariges Aussehen verleihen. Die auf optischer oder kapazitiver Basis arbeitenden Fadenfühler sind andererseits kostenaufwendig und Umwelt- und Betriebsbedingungen ausgesetzt, die ihre Ansprechempfindlichkeit beeinträchtigen.

Die Erfindung hat demgegenüber den Vorteil, daß die Fadenbruchüberwachung mit einer einfachen Strommessung · ermöglicht wird, wobei weder die Fadenqualität beeinträchtigt wird noch Umwelteinflüsse sich nachteilig bemerkbar machen können. Die bisher erforderlichen Zusatzeinrichtungen entfallen, während andererseits die Strommessung keinen besonderen Aufwand erfordert, da durch den Einzelantrieb des Spinnrotors die Voraussetzungen für eine solche Strommessung bereits vorhanden sind. Insgesamt wird damit eine einfache und sichere berührungslose Überwachungseinrichtung für den Faden geschaffen.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich die Stromaufnahme des den Spinnrotor antreibenden Motors in Abhängigkeit von der in den Rotor eingespeisten und aus ihm abgezogenen Fadenmasse und der dabei auftretenden Drehungsarbeit und Reibung ändert. Je feiner die erzeugte Garnnummer ist, desto weniger Strom nimmt der Motor auf. Vergleicht man beispielsweise die Stromaufnahme eines Motors, der einen Spinnrotor mit 50 000 U/min antreibt, während der Erzeugung eines Garnes der Nm 30 und andererseits eines Garnes der Nm 10, so verringert sich die Stromaufnahme bei der Herstellung des feineren Garnes um 20 %. Ein weiteres Absinken der Motorstromaufnahme tritt dann ein, wenn der Spinnrotor ohzie Fasermaterial umläuft. Tritt ein solcher Leerlauf des Spinnrotors während der Erzeugung

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eines Garnes der Νια 30 orter eines Garnes der Nm 10 ein, dann verringert sich die Stromaufnahme im ersteren Fall um 20 % und im zweiten Fall um 30 %. Ein solches Absinken der Motorstromaufnahme auf einen unteren Grenzwert erfolgt entsprechend dem Fadenbruchvorgang schlagartig und ist ein Anzeichen dafür, daß ein Fadenbruch vorliegt. Gibt man jeweils einen solchen Wert vor, so kann das Absinken der Stromaufnahme auf den vorgegebenen Wert zur Bildung eines Signals benutzt werden, dessen Auftreten als Fadenbruch gewertet wird. Eine typische Fadenbruchursache stellt z. B. eine Fadendünnstelle dar. Wenn die Fadenabzugsspannung größer als die örtliche Reißfestigkeit der Dünnstelle ist, so erfolgt der Fadenriß. Ein Fadenriß kann auch entstehen, wenn die Faserzufuhr schwankt oder ganz ausfällt. .·.'·-

Um kurzzeitige, vorübergehende Stromänderungen, wie sie z. B. durch Schaltvorgänge erzeugt werden können, von der Erfassung auszuschließen, wird der Erfindungsgegenstand dahingehend v/eitergebildet, daß man ermittelt, ob die -Motorstromverkleinerung für eine vorgegebene Zeit anhält. Dadurch werden Fehlschaltungen vermieden. Das Fadenbruchsignal kann man als Warnsignal benutzen.

.Vorzugsweise wird es jedoch zur Abschaltung der / Spinnstelle benutzt und zusätzlich wird auf den Fadenbruch optisch oder aktustisch aufmerksam gemacht. Ein solches Signal kann auch in eine zentrale überwachungseinrichtung eingegeben werden. Vorzugsweise wird die Häufigkeit des Auftretens des Padenbruchsignals mittels eines Zählers ermittelt, so daß man relativ schnell auf Spinnsteilen aufmerksam wird, bei denen durch irgendwelche Umstände ein häufiger Fadenbruch vorkommt. Fadenbruch^ beis Anspinnen sollten nicht in die Summa eingehen, weshalb nan. den Zählereingang während des Anspinnvorgangs z.B. sperrt. Zur Messung kann ein in die Speiseleitung für den Motor eingeschalteter Widerstand mit nachgeschalteten Mitteln zus. Erkennen der bei Fadenbrach auftretenden Verringerung der

f~ Faserzuspeisung, gegebenenfalls auch der gesamten

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abgegriffenen Spannung dienen. Diese Mittel (axißer den Widerstand) können geraeinsam für mehrere Hotore vorgesehen sein, wenn man die Überwachung im Multiplexbetrieb durchführt. Anstelle dieser Meßmethode können auch andere Methoden zur Strommessung eingesetzt v/erden. -

In der Zeichnung ist ein Rotor 1 vorgesehen mit einem topf— förmigen Teil 9, v/elcher im Zentrum des Bodens 2 eine Bohrung 3 aufweist. In der genannten Bohrung 3 ist ein Zapfen 5 angeordnet, dessen freies Ende 6 in eine Lagerbuchse 7 hineinragt, Der Schwerpunkt des Rotors befindet sich zumindest näherüngsweise auf der Symmetrieachse 8 und zwar im Bereich des Zapfenlagers, welches die Lagerbuchse 7 sowie den Zapfen 5 enthält. In den topfförmigen Rotorteil 9 ragt das Teil 10 des Stators 11 hinein, welches eine Bohrung 12 zur Aufnahme der Lagerbuchse 7 aufweist. Die genannte Lagerbuchse 7 ist mittels Teilen aus elastischem Material in der Bohrung 12 angeordnet, welche Teile als O-Ringe 13 ausgebildet sind/ Diese O-Ringe liegen in Nuten 15. der Bohrung 12 sowie in Nuten 17 der Lagerbuchse 7. Zum Antrieb des Rotors 1 ist ein Elektromotor vorgesehen, enthaltend auf der Innenfläche des Rotors 1 angeordnete Permanentmagnete 20. Die im v/es entliehen radial magnetisieren Permanentmagnete 20 besitzen in Urafangsrichtung abwechselnde Polarität und sind als einzelne Magnete am Rotor befestigt. Den genannten Permanentmagneten sind "gegenüberliegend auf dem Stator 10 Wicklungen 1? zugeordnet, welche von Strom durchflossen sind, so daß der Rotor nach Art eines bürstenlosen Gleichstrommotors angetrieben wird. Die Wicklungen. 1! sind eisenlos ausgebildet, so daß auch von dem derart gebildeten Elektromotor keine zusätzlichen Kräfte oder Körnen te auf die Lagerung hervorgerufen werden- Das vordere Ende des Rotors ist als ein Trichter 14 ausgebildet, in welchen das zu spinnende Material in bekannter Weise hineingelegt und der Faden abgezogen wird. Befindet sich der Schwerpunk des Rotors beispielsweise infolge von Fertigungstoleranzsrs oder infolge des in den Trichter 14 befindlichen Materials

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nicht exakt auf der Syimaetrieach.se 8, so kann sich der Rotor aufgrund der erfindungsgemäßen, schwimmenden Lagerung dennoch um seine Hauptträgheitsachse drehen. Zusätzliche Lagerkräfte werden vermieden. Aufgrund der sehr wesentliche Ausbildung des Antriebes als eisenloser Elektromotor wird weiterhin erreicht, daß auch vom Antrieb keine zusätzlichen radialen Kräfte oder Momente auf die Lagerung ausgeübt wer— den, und zwar auch dann, wenn sich der Rotor nicht exakt um die Achse 8 dreht. . · - ■·;·'.

Die Wicklung wird hier als dreiphasig angenommen. Diese -' drei Phasen werden nacheinander mittels des Umschalters 22 mit der regelbaren Gleichstromquelle 21 verbunden. Der Ein fachheit halber ist in der Zeichnung nur das Leitungspaar für eine Wicklung an den Umschalter angeschaltet. Die Durch führung der Umschaltung des Schalters 22 ist bekannt und braucht hier nicht ^vnäher erläutert werden. Im Block 24 wird eine der Drehzahl des Rotors 9 z.B. mittels eines induktiven Meßr/ertgebers ermittelten Größe mit einer von der Solldrehzahl abhängigen Größe verglichen und ein Signal zur Regelung des Hotorstroms hinsichtlich der Solldrehzahl gewonnen. Solche Regelverfahren sind bekannt und brauchen hier nicht näher erläutert werden.

In die Stromzuführung ist ein Widerstand 23 eingeschaltet, an dem eine dem Speisestrom entsprechende Spannung abgegriffen wird. Bei Bruch des abgezogenen Fadens verkleinert sich - wie erwähnt - der Motorstrom und damit auch die as. Widerstand 23 abgegriffene Spannung. .

Die abgegriffene Spannung wird mittels eines Speichers 25 gespeichert und im Vergleicher 26 wird -die augenblicklich abgegriffene Spannung mit der gespeicherten Spannung vergleichen. Am Ausgang des Vergleichers 26 entsteht ein Signal, das der Abweichung der augenblicklich abgegriffenen

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Spannung von der gespeicherter- Spannung entspricht. Übersteigt dieses Signal einen im Block 27 vorgegebenen Pegel und zwar derart, daß das gespeicherte Signal das augenblicklich abgegriffene Signal um diesen Pegel überschreitet, so gibt Block 27 ein Signal ab. Dieses Signal wird im Zeitglied 28 um eine Zeit von z. B. 0,5 see. verzögert. Tritt das verzögerte Signal auf und ist das Ausgangssignal des Blocks 27 dann noch vorhanden (hält also die Stromverringerung solange an), so wird über UND-Gatter 29 das bistabile Glied 30 gesetzt, das ein Signal zur Stillsetzung der Faser-Zuspeisung an den Block 31 und ein Warnsignal an die Warnlampe 32 liefert. Die Zeit ist so zu bemessen, daß kurzzeitige Störungen unterdrückt werden. Anstelle eines Signal Vergleichs könnte auch eine Differenzierung zur Erkennung des Absinkens der Spannung am Widerstand 23 dienen.

Das Signal am Ausgang des bistabilen Glieds 30 wird auch einem Zähler 32 zugeführt, der somit die auftretenden Fadenbrüche registriert.und gegebenenfalls das Abstellen der Spinneinheit nach frei wählbarer, vorbestimmter Fehleranzahl auslöst. Um Fadenbrüche im Zeitraum des Wiederanspinnens, die ja nicht der Spinnstelle anzulasten sind, zu sperren, ist das UND-Gatter 34 vorgesehen, das in der Normalstellung des monostabilen Glieds 35 durchlässig ist, das jedoch beim Anspinnen für eine durch die Zeitkonstante des monostabilen Glieds 35 vorgegebene Zeit gesperrt wird, wozu bei Beginn des Anspinnens das Glied 35 gekippt wird.

Eine weitere Uberwachungsaufgabe, die durch die Messung der Änderung der Stromaufnahme des den Spinnrotor antreibenden Motors gelöst wird, ist die kontinuierliche Feststellung von Schwankungen der Garnnummer außerhalb eines zulässigen Toleranzbereiches. Derartige Nummernschwankungen treten beispielsweise auf, wenn langwellige Fehler im Vorlagematerial vorhanden sind oder durch fehlerhaftes Anlegen Doppelbänder zur Einspeisung kommen.

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Wie eingangs dargelegt wurde, differiert die Stromaufnähme des Motors bei der Herstellung eines Garnes der Nn 34 und der eines Garnes der Nm 10 um 20 %. Daraus wird deutlich, daß selbst bei geringen langwelligen Schwankungen eine erkennbare Änderung in der Stromaufnähme des Motors eintritt.

Ändert sich während einer bestimmten Zeitdauer also die Stromaufnahme über einen zulässigen Toleranzbereich, so deutet dies auf die Einspeisung einer fehlerhaften Vorlage hin. Durch geeignete, dem Fachmann geläufige Maßnahmen, kann die Erhöhung oder das Absinken der Stromaufnahme gemäß einem vorgegebenen Wert über einen bestimmten Zeitraum festgestellt und ein Impuls zur Auslösung eines Warn- oder Schaltsignals erzeugt werden. Auf diese Weise wird verhindert, daß unzulässige Abweichungen der Garnnummer unbemerkt erzeugt werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, das Ausgangssignal des Vergleichers 26, das in der bereits beschriebenen V/eise durch einen Vergleich der augenblicklich abgegriffenen Spannung mit der gespeicherten Spannung entsteht, einerdie Garngleichmäßigkeit beurteilenden Auswerteanlage zuzuführen.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann über einen einzigen Meßgeber die gesamte Garnerzeugung in der beschriebenen Weise überwacht werden, so daß Fehler beim Spinnprozeß sofort festgestellt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit eine Überwachung der Garnerzeugung hin- ■ sichtlich Fadenbrüchen und Nummernschwankungen, so daß übliche und sonst nur stichprobenartig erfolgende Labormessungen zur Qualitätskontrolle hier automatisch anfallen und für die gesamte Produktion ausgewertet werden können.

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Eine Änderung der Stromabnahme des den Spinnrotor antreibenden Motors erfolgt jedoch nicht nur bei fehlerhaften Vorgängen im Spinnprozeß, sondern auch bei Veränderungen in den Lager- und Antriebsverhältnissen. So führen beispielsweise auftretende Schaden an der Lagerung infolge der dann ansteigenden Reibungskräfte zu einer erhöhten Stromaufnahme. Erreicht diese einen vorgegebenen Wert, so erfolgt das Stillsetzen der Spinnstellen und Auslösen eines "Warnsignals. Mechanische Teile der Spinnvorrichtung werden auf diese Y/eise vor größeren Schaden gesichert, so daß neben der Qualitätskontrolle des Garne.5 zusätzlich auch eine generelle Maschinenüberwachung erfolgt.

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Claims

Vorrichtung zur Überwachung des Fadens einer OE-Spinnturbine Patentansprüche:

Vorrichtung zum Überwachen des abgezogenen Fadens einer Offenend-Spinnturbine, die mittels eines Motors, insbesondere eines bürstenlosen Gleichstrommotors mit einer vorgegebenen Drehzahl angetrieben wird, mit einem Ließwertgeber, der auf Änderungen der Stromaufnahme des Motors anspricht und bei Überschreiten einer vorgegebenen Schwelle der Stromänderung ein Signal erzeugt, gekennzeichnet durch einen Meßwertgeber, der auf die bei Fadenbruch eintretende Abnahme der Stromaufnahme gemäß einem vorgegebenen Wert anspricht und daraufhin ein Fadenbruchsignal erzeugt.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heßwertgeber ein Zeitglied enthält, das das Fadenbruchsignal nur entstehen läßt, wenn die Motorstromänderung eine vorgegebene Zeit angedauert hat.

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3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenbruchsignal die Abschaltung der Faser-Zuspeisung bewirkt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenbruchsignal zusätzlich als V/arnsignal dient.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenbruchsignal einer zentralen Überwachungseinrichtung zugeführt wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß für jede Spinnstelle ein Zähler zum Auf summier en der Fadenbruchsignale vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler für Fadenbruchsignale, die v/ährend des Anspinnvorganges auftreten, gesperrt wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber wenigstens teilweise mehreren Spinnstellen zugeordnet ist und im Zeitmultiplexverfahren abwechselnd mit den entsprechenden Anschlüssen der Spinnstelle verbunden wird. "

9. Vorrichtung zum Überwachen des abgezogenen Fadens einer Offenend-Spinnturbine, die mittels eines Motors, insbesondere eines bürstenlosen Gleichstrommotors mit einer vorgegebenen Drehzahl angetrieben wird, mit einem Meßwertgeber, der auf Änderungen der Stromaufnahme des Motors anspricht und bei Überschreiten einer vorgegebenen Schwelle der Stromänderung ein Signal erzeugt, gekennzeichnet durch einen Meßwertgeber, der auf die Erhöhung oder Verringerung der Stromaufnahme gemäß einem vorgegebenen Wert und vorgegebenen Zeiten anspricht und daraufhin ein Abschalt- oder Warnsignal erzeugt.

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