DE2905713C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Spannung eines laufenden Garnes mit festen Garn­ führungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der US-Patentschrift 39 31 938 ist eine Garnwickelvorrichtung zum Aufwickeln eines Garnes beschrieben, wel­ ches kontinuierlich mit einer im wesentlichen konstanten Ge­ schwindigkeit zugeführt wird. Das Garn wird zu einer Garnwicklung mit einer bestimmten, im wesentlichen konstanten Spannung aufgewickelt. Bei dieser Garnwickelvorrichtung ist ein Kraftübertrager vorgesehen, der periodisch durch einen Vibrator unter rechten Winkeln zum Garn in Schwingungen versetzt wird. Spannungs- bzw. Zugsignale können dadurch erhalten werden, daß der Kraft­ übertrager periodisch mit dem laufenden Garn in Berührung gebracht wird. Der Kraftübertrager hat ein Dehnungs­ meßgerät, und die erzeugte Dehnung wird als Spannungssignal abgenommen.

Wegen der Benutzung eines Vibrators wird jedoch die durch die­ se Vibration auf dem Dehnungsmesser erzeugte Dehnung auf dem Spannungs- bzw. Zugsignal überlappt, wie ein Rauschen. Hier­ durch wird es schwierig, die Spannung mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu erfassen. Insbesondere bei einer niedrigen Garnspannung ist eine spezielle Signalbehandlung notwendig, um das Rauschen aus dem Spannungssignal zu eliminieren, weil die Größe des erhaltenen Spannungssignals selbst klein ist. Auch ist der Leitungsdraht des Dehnungsmessers der Be­ schädigung durch Vibrationen ausgesetzt, wodurch die Lebens­ dauer der Dehnungsmeßeinrichtung verkürzt wird.

Bei der den Oberbegriff des Patentanspruches bildenden Vorrichtung gemäß der GB-PS 14 79 897 ist die Garnauslenkführung mit dem Kraftübertrager zu ei­ ner Einheit zusammengesetzt. Das hat den Nachteil, daß et­ waige Störschwingungen in der Garnauslenkführung, die z. B. durch Eigenresonanzen entstehen können, die Genauigkeit der Spannungsmessung durch den Kraftüberrager direkt beein­ trächtigen.

Gegenüber diesem Stand der Technik soll daher die Aufgabe gelöst werden, den direkten Einfluß von Störschwingungen auf den Kraftübertrager zu vermeiden, um so die Meßgenauig­ keit des Kraftübertragers zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Kraftübertrager zwischen den festen Garnführungen mit Abstand von der Garnauslenkführung angeordnet ist und daß eine Garnberüh­ rungsfläche des Kraftübertragers durch die Garnführungsflä­ che der Garnauslenkführung intermittierend in Kontakt mit dem laufenden Garn bringbar ist, um den Berührungsdruck des laufenden Garnes an der Garnberührungsfläche des Kraft­ übertragers zu messen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unter­ ansprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Figuren beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 schematisch die Vorderansicht einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfin­ dung in einer Garnwickelvorrichtung,

Fig. 2 die schematische Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Garnwickelvorrichtung,

Fig. 3 bis Fig. 5 schematische perspektivische Ansichten verschiedener Ausführungsformen von Garnauslenkführungen,

Fig. 6 und Fig. 7 schematische perspektivische Ansichten und Darstellung verschiedener Kraftübertrages,

Fig. 8 eine schematisches Blockdiagramm unter Darstellung eines Beispiels der Signalbehandlungsschaltung des Kraftübertragers der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform,

Fig. 9 eine Graphik zur Darstellung der Wellenform des Aus­ gangssignales der in Fig. 8 gezeigten Signalbehandlungs­ schaltung,

Fig. 10 eine schematische Frontansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer anderen Garnwickelvorrichtung und

Fig. 11 die schematische Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform einer Garnwickelvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnen die Symbole 1 A und 1 B Beschickungs­ walzen. Ein Garn Y wird kontinuierlich mit konstanter Geschwindigkeit in Richtung der Pfeile durch diese Beschickungs­ walzen 1 A und 1 B zugeführt. Dieses Garn Y ist beispielsweise ein aus einer Spinndüse gesponnenes Garn. Die Füh­ rung 2 dient der Verhinderung des Schüttelns oder Schaukelns des Garnes Y, und eine feste Führung 3 wirkt als Hebel-Stütz- bzw. Ruhepunkt oder Drehpunkt der Changierbewegung des Gar­ nes Y. Mit 4 ist eine Revolverwickelvorrichtung bezeichnet, auf welcher drehbar ein Revolverkopf 7 vorgese­ hen ist, der zwei gegenüberliegende Wickelspindeln 8 A und 8 B aufweist, welche in Pfeilrichtung von dem Induktionsmotor 10 A bzw. 10 B (Fig. 2) angetrieben sind.

Auf den Wickelspindeln 8 A und 8 B sind Hülsen 9 A bzw. 9 B zum Aufwickeln des Garnes Y angebracht. Auf einer Hülse 9 A ist eine Garnwicklung 11 in Kreuzwickelform gebildet. Sobald die Bildung der Garnwicklung 11 fertig ist, wird der Revolver­ kopf 7 um 180° in Pfeilrichtung von einem Motor 13 gedreht, der an einem Rahmen 12 der Haspel 4 angepaßt ist, und dann wird eine Garnwicklung auf der Hülse 9 B geformt.

Während der Bildung einer Garnwicklung auf der Hülse 9 B wird die Spule 9 A/11 (Wicklung auf Hülse = Spule), die zuvor gebildet wurde, von der Wickel­ spindel 8 A abgenommen, und es wird eine leere Hülse aufgesetzt.

In der Wickelvorrichtung oder Haspel 4 ist aufstromig von der Wickelspindel 8 A (8 B) eine Changiervorrichtung 14 vorgesehen, die dem Garn Y eine Changierbewegung erteilt. Diese Changiervorrichtung 14 ist mit einer Berührungswalze 16 versehen, die bei Berührung mit der Garnwicklung 11 umgekehrt zur Drehung der Garnwicklung dreht und einen Oberflächendruck bestimmter Größe auf die Garnwicklung 11 aufbringt. Die Changiervorrichtung 14 ist gleitbar durch einen Halter 17 auf Führungswellen 18 A und 18 B angebracht, die innerhalb eines Rahmens 12 der Wickelvorrichtung 4 vorgesehen sind, und bei Bildung der Garnwicklung 11 bewegt sie sich allmählich nach oben zu der festen Führung 3 hin.

Zwischen der festen Führung 2 und der festen Führung 3 befindet sich eine Garn­ auslenkführung bzw. Drehführung 19, die in Pfeilrichtung durch einen Induk­ tionsmotor 20 gedreht wird und periodisch das Garn Y etwas aus seiner geradlinigen Bahn ablenkt, welche sich zwischen den Führungen 2 und 3 erstreckt. Die Drehführung 19 dreht vorzugsweise in derselben Richtung, in wel­ cher das Garn Y läuft. Ein Kraftübertrager ist im Weg des Garns Y zwischen den Führungen 2 und 3 vorgesehen und be­ findet sich in einer solchen Stellung, daß Garnspannungs­ änderungen infolge der Pulsiertätigkeit der Drehführung 19 abgefühlt werden. Wenn der Kraftübertrager 25 vom Garn Y berührt wird, erzeug er ein elektrisches Signal, welches der Spannung des Garnes Y, die dann aufge­ bracht ist, entspricht.

Wenn unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 die Garnauslenkführung (Drehführung) 19 im Betrieb gedreht wird, wird das Garn Y zwischen den Stellungen der ausgezogenen Linie und der gestrichelten Linie hin- und hergestoßen, und ein Druck wird intermittierend vom Garn Y auf den Kraftübertrager 25 aufgebracht. Das darauf befind­ liche Dehnungsmeßgerät, von welchem Einzelheiten nachfolgend genauer angegeben werden, fühlt die sich ergebende Kraft ab und signalisiert diese über eine Vergleichsschaltung 33, die in Fig. 2 gezeigt ist.

Die Vergleichsschaltung 33 ist mit der Drehführung 19 sowie auch mit einer Einstellvorrichtung 35 verbunden, die ein der gewünschten Spannung des Garnes Y entsprechendes elek­ trisches Signal erzeugt. Die Vergleichsschaltung 33 vergleicht das Ausgangssignal dieser Einstellvorrichtung 35 mit dem Span­ nungssignal, welches aus der Drehführung 19 geschickt wird, und sendet ein Signal, welches den Unterschied zwischen den zwei Signalen anzeigt, zu einer Reglereinrichtung 36 ( Fig. 2). Der Regler 36 weist eine Steuereinheit 37 und eine Kraftregler­ einheit 38 auf, welche die Kraftgröße modifiziert, die dem Induktionsmotor 10 A (10 B) zugeführt wird, welcher die Wickel­ spindel 8 A (8 B) antreibt, wodurch die Drehgeschwindigkeit (Drehzahl) der Wickelspindel 8 A (8 B) geregelt wird.

Die Spannung des Garnes Y versucht normalerweise während des Garnwickelbetriebes hochzugehen, nicht aber abzunehmen. Falls die Spannung des Garnes Y höher ist als der gewünschte Wert, reduziert die Kraftreglereinheit 38 die dem Induktionsmotor 10 A (10 B) zugeführte Kraft entsprechend der Größe der Signal­ differenz unter Ansprechen auf einen Befehl der Steuereinheit 37. Folglich nimmt die Drehzahl der Wickelspindel 8 A (8 B) ab, und die Spannung des Garnes Y wird im wesentlichen konstant gehalten.

Es ist auch möglich, eine obere und untere Grenzspannungsregu­ lierung an Stelle des oberen Grenzreguliersystems gemäß den vorstehenden Ausführungen vorzusehen. Bei diesem Beispiel wird eine Vergleichsschaltung verwendet, die in der Lage ist, anzuzeigen, ob die signalisierte Größe positiv oder negativ ist. Der Regler vergrößert oder verkleinert dann die Drehzahl der Wickelspindel auf der Basis der zwei Signale.

Die Spannung des Garnes Y versucht, an den zwei äußersten Enden des Bereiches, der von seiner Changierbewegung abgedeckt wird, am größten zu sein und in der Mitte am kleinsten zu sein. Um also die Genauigkeit zu verbessern, ist es erwünscht, die Garn­ spannung dann zu erfassen, wenn sich das Garn Y immer in der­ selben Changierstellung befindet. Obwohl eine solche Position willkürlich ausgewählt werden könnte, ist das Zentrum bevorzugt; denn die Spannung des Garnes Y ist dort am geringsten, und es besteht weniger die Möglichkeit der Garnbe­ schädigung durch Berührung mit dem Kraftübertrager 25 und der Drehführung 19. Außerdem ist der Spannungsverlust ge­ ringer.

Folglich ist gemäß Fig. 2 eine Vergleichsschaltung 39 vorge­ sehen zum Vergleich der Phase des Induktionsmotors 15, welcher die Changiervorrichtung 14 antreibt, mit der des Induk­ tionsmotors 20, welcher die Drehführung 19 antreibt. Auf der Basis der Differenz zwischen den zwei Phasen wird die Phase des Induktionsmotors 20, welcher die Drehführung 19 antreibt, geregelt, und die Spannung des Garnes wird erfaßt, wenn das Garn Y und die Drehführung 19 sich in den durch die ausgezogene Linie in Fig. 2 gezeigten Stellungen be­ finden. Die Phasenregulierung des Induktionsmotors 20 erfolgt durch einen Regler 40 (Fig. 2), der mit der Vergleichsschaltung 39 verbunden ist. Die Frequenz, mit welcher die Dreh­ führung 19 das Garn Y berührt, kann erwünscht durch Einstellen ihrer Drehzahl einjustiert werden. Beispielsweise kann die Drehzahl so gesteuert werden, daß die Drehführung 19 das Garn Y nur in Laufrichtung des Garnes Y berührt, oder sogar nur einmal, während das Garn verschiedene Hübe macht. Außer­ dem kann das Spannungssignal entweder jedes Mal dann abgenom­ men werden, wenn das Garn Y die Drehführung 19 berührt, oder sie kann als Mittelwert von Spannungen abgenommen werden, die während verschiedener Berührungen gemessen werden.

Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen verschiedene Beispiele der Dreh­ führung 19. In Fig. 3 ist sie ein Blatt, Messer oder Steg 21 mit einer abgerundeten Kante. In Fig. 4 ist sie ein Führungs­ stift 23, der aus einer Kreisplatte absteht, die auf einer Welle 22 angebracht ist. Nach Fig. 5 hat die Drehfüh­ rung die Form einer Nocke mit einer gekrümmten Garnführungs­ oberfäche 24. Eine Drehführung irgendeiner gewünschten Form oder Art kann benutzt werden, solange sie mit einer pulsieren­ den oder hin- und hergehenden Garnführungsoberfläche versehen ist. Außerdem können mehrere solcher Oberflächen in symmetri­ schen Stellungen vorgesehen sein.

Obwohl der Kraftübertrager 25 entsprechend der US-Patentschrift 39 31 938 aufgebaut sein kann, sind in den Fig. 6 und 7 andere Beispiele gezeigt. In Fig. 6 ist nur ein Kraftwandlerelement vorgesehen, während in Fig. 7 zwei vorgesehen sind.

Der Kraftübertrager 25 hat ein Kraftwandlerelement 29, welches aus einer elastischen Platte 26 mit einem festen Ende, einer an ihrem anderen Ende befestigten Führung 27 und einer an der elastischen Platte 26 anhaftenden Dehnungsmeßeinrichtung 28 besteht.

Wenn das Garn Y längs eines bestimmten Weges verläuft, wie z. B. in Fig. 7 gezeigt ist, wird die Garnberührungsfläche oder Führung 27 des Kraftübertragers 25 in Pfeilrichtung vorgespannt und addiert eine Dehnung zu der ela­ stischen Platte 26. Eine solche Dehnung wird durch eine her­ kömmliche Dehnungsmeßschaltung und einen (nicht gezeigten) Signalverarbeiter in ein Signal umgewandelt, welches die Span­ nung des Garnes Y anzeigt. Gewöhnlich dient nur ein Kraftwand­ lerelement diesem Zweck. Wenn jedoch Vibrationen und Tempera­ turschwankungen angetroffen werden, sind zwei Kraftwandlerele­ mente bevorzugt. Das eine Kraftwandlerelement erfaßt die Span­ nung des Garnes sowie die Vibrationen, während das andere Kraftwandlerelement, welches mit dem Garn nicht in Berührung gebracht wird, nur die Vibrationen erfaßt. Das resultierende Signal wird auf eine Brückenschaltung bei Dehnungsmeßgeräten in Kraftübertrager aufgegeben. Mit Hilfe dieser Mittel wird der Effekt von Temperaturschwankungen und Vibrationen eliminiert, und es wird ein reines elektrisches Signal erhalten, welches der Spannung des Garnes entspricht.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel, bei welchem eine Kombination von zwei Kraftwandlerelementen 29 verwendet wird. Durch die Schal­ tungen mit den Widerständen R ₁ und R ₂ in der Signalbehandlungs­ schaltung wird eine Brücke geformt. Die Drehmeßwiderstände 28 verändern sich mit der Spannung des Garnes. Der Brücken­ ausgang wird von einem Verstärker 30 verstärkt und in einen Bandausschaltfilter 31 geführt. Das Ausgangssingal des Bandausschaltfilters 31 wird in eine Spitzenmeßschal­ tung 32 geführt, und deren Ausgangssignal wird in die in Fig. 1 gezeigte Vergleichsschaltung 33 geleitet. Mit 34 ist das Netzgerät bezeichnet.

Fig. 9 ist ein Spannungs-Zeit-Diagramm zur Darstellung des Verhältnisses zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangs­ signal der Spitzendetektorschaltung 32, wie in Fig. 8 gezeigt. Die Kurve "A" zeigt das Eingangssignal der Spitzendetektor­ schaltung an, und seine Spitzenwerte zeigen die Spannung des Garnes, die intermittierend in Abhängigkeit von den Schwin­ gungen der Drehführung 19 gemessen ist. Die Kurve "B" zeigt auf der anderen Seite das Ausgangssignal der Spitzende­ tektorschaltung, welches die Spitzenwerte der Kurve "A" hält bzw. trägt.

Fig. 10 ist eine schematische Vorderansicht unter Darstellung einer Mehrzahl von Garnen mit einer Mehrzahl von Wickelvorrich­ tungen. Die Spannung wird nur von einem Garn er­ faßt, und auf der Basis dieses Signals werden alle Wickelvorrichtungen gleichzeitig gesteuert.

In Fig. 10 bezeichnen die Symbole 1 A ₁ bis 1 A ₄ und 1 B Zuführ­ rollen oder Beschickungswalzen, die kontinuierlich Garne Y ₁ bzw. Y ₄ mit konstanter Geschwindigkeit zuführen. Wickelvorrichtungen 4 ₁ bis 4 ₄ sind ähnlich der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung und weisen entsprechende Wickelspindeln 8 ₁ bis 8 ₄ zur Anbringung von Wickelhülsen 9 ₁ bis 9 ₄ auf, weisen ferner Synchronmotoren 10 ₁ bis 10 ₄ auf, die je­ weils die Spindeln 8 ₁ bis 8 ₄ antreiben, weisen ferner Garnchangier­ vorrichtungen 14 ₁ bis 14 ₄ für die Garne Y ₁ bis Y ₄ auf und haben Induktionsmotoren 15 ₁ bis 15 ₄ für den Antrieb der Garnchangiervorrichtungen 14 ₁ bis 14 ₄. Mit 2 ist eine Führung bezeichnet, die nur für das Garn Y ₁ vorgesehen ist, dessen Spannung erfaßt werden soll und das Schaukeln des Garnes verhindern soll. Die Zahlen 3 ₁ bis 3 ₄ zeigen feste Führungen, die als Dreh- oder Stützpunkte der Changierbewegungen der Garne wirken.

In Fig. 10 wird nur die Spannung dieses Garnes Y ₁ erfaßt. Dies kann z. B. wie in den Fig. 1 und 2 durchgeführt werden. Das die Garnspannung anzeigende Signal wird von der Vergleichs­ schaltung 33 mit dem gewünschten Wert verglichen. Das Ausgangs­ signal der Vergleichsschaltung 33 wird ebenfalls zu der Regu­ liereinrichtung 36 geführt, die bei dieser Ausführungsform die Drehzahl aller Wickelspindeln 8 ₁ bis 8 ₄ der Wickelvorrich­ tungen 4 ₁ bis 4 ₄ vollständig unter denselben Bedingungen re­ gelt. Es ist somit möglich, die Spannungen aller Garne zu steuern, während nur die Spannung eines Garnes erfaßt bzw. gemessen wird. Dies liegt daran, daß die Erfassungs- bzw. Meßeinrichtung einen geringen Spannungs­ verlust auf das durchlaufende Garn aufbringt.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist es auch möglich, mehrere Wickelspindeln gleichzeitig mit einem einzigen Syn­ chronmotor anzutreiben. Ferner können die Synchronmotoren 10 ₁ bis 10 ₄ für den Antrieb der Wickelspindeln 8 ₁ bis 8 ₄ jeweils durch Induktionsmotoren ersetzt werden, die identischen Schlupf haben.

Andererseits kann in Fig. 10 die Drehführung 19 für meh­ rere Garne vorgesehen sein, z. B. für beide Garne Y ₁ und Y ₂. Selbst wenn das Garn Y ₁ gebrochen ist und es unmöglich wird, die Spannung bei ihm zu messen, ist es noch möglich, den Wickel­ betrieb forzusetzen, wobei die Spannung beim Garn Y ₂ gemes­ sen wird. Ferner ist es auch möglich, zwischen einer Gruppe von Kraftübertragern und der Vergleichsschaltung eine Einrichtung vorzusehen für die Vergleichmäßigung von Spannungssignalen, so daß ein Mittelwert der Spannungssignale aus allen Kraftwand­ lern zu der Vergleichsschaltung als Eingangssignal geführt wer­ den kann.

Obwohl die anfängliche Beschickungswalze 1 B bei der vorstehen­ den Ausführungsform gemeinsam mit den Garnen Y ₁ bis Y ₄ verwen­ det wird, können separate anfängliche Beschickungswalzen für jedes Garn Y ₁ bis Y ₄ vorgesehen sein.

Fig. 11 ist eine schematische Vorderansicht unter Darstellung dieser obengenannten Ausführungsform, wobei die üblichen Bezugszahlen dieselbe Bedeutung haben wie bei Fig. 1 und 2.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Messen der Spannung eines laufenden Garnes mit festen Garnführungen, die einen geraden Laufweg des laufenden Garnes gewährleisten, mit einer Garnauslenkführung, die eine Garnführungsfläche aufweist, die zwischen den festen Garnführungen angeordnet ist und eine periodische Auslenkung des laufenden Garnes aus dem geraden Laufweg erzeugt, und mit einem Kraftübertrager, der die Spannung des laufenden Garnes als elektrisches Signal erfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftübertrager (25) zwischen den festen Garnführungen (2, 3) mit Abstand von der Garnauslenkführung (19) angeordnet ist und daß eine Garnberührungsfläche (27) des Kraftübertragers (25) durch die Garnführungsfläche der Garnauslenkführung (19) intermittierend in Kontakt mit dem laufenden Garn (Y) bringbar ist, um den Berührungsdruck des laufenden Garnes (Y) an der Garnberührungsfläche (27) des Kraftübertragers (25) zu messen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Garnauslenkführung (19) eine durch einen Motor (20) über eine Welle (22) in gleichbleibender Richtung angetriebene Drehführung ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehführung (19) ein Blatt (21) aufweist, das auf der Welle (22) befestigt ist und dessen freies Ende die Garnführungsfläche bildet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehführung (19) aus einer Kreisplatte besteht, die auf der Stirnseite der Welle (22) befestigt ist und auf welcher ein die Garnführungsfläche bildender Führungsstift (23) exzentrisch zur Achse der Welle (22) angebracht ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehführung (19) aus einer Nocke (24) besteht, die die Garnführungsfläche bildet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftübertrager (25) eine einseitig eingespannte elastische Platte (26), einen an diesen befestigten Dehnungsmesser (28) und ein die Garnberührungsfläche bildendes Garnkontaktelement (27) aufweist, das am freien Ende der elastischen Platte (26) angebracht ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung der Drehführung (19) mit der Laufrichtung des laufenden Garnes (Y) zusammenfällt.