DE3704248A1 - Einrichtung zur ueberwachung von zwischen zwei bauteilen gefuehrten faeden oder draehten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Über­ wachung von zwischen zwei Bauteilen geführten Fäden oder Dräh­ ten, insbesondere für Textilmaschinen, welche Fäden oder Drähte zwischen diesen beiden Bauteilen quer zur Förderrichtung zyk­ lisch, insbesondere unter Ausbildung eines einen imaginären Rotationskörper bildenden Ballons, bewegt werden, mit ein pie­ zoelektrisches Element aufweisenden Fühlern, welche vom laufen­ den Faden bzw. Draht verursachte Schwingungen in zur Über­ wachung herangezogene elektrische Signale umgewandelt werden.

Derartige Einrichtungen wurden bereits bei Ringspinnmaschinen, etwa in den US-PSen 42 54 613 oder 43 93 647, vorgeschlagen. Bei diesen bekannten Lösungen ist der Fadenführer elastisch in einem Halter befestigt, wobei ein piezoelektrisches Element mit dem Fadenführer fest verbunden ist und die durch den Faden während des Abziehens verursachten Vibrationen in elektrische Signale umsetzt. Die Auswertung dieser Signale erfolgt in der Weise, daß untersucht wird, ob Signale, die diesen Vibrationen entsprechen auftreten, wobei ein Fehlen dieser Signale einen Fadenbruch anzeigt. Dabei ergibt sich allerdings das Problem, daß auch Signale, die durch andere Ursachen bedingte Vibra­ tionen, z.B. jene die durch die Antriebe verursacht werden, hervorgerufen werden, zu einem Überdecken eines Fadenbruchs führen können und ein solcher u.U. nicht sofort erkannt wird. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Lösung besteht in dem doch relativ komplizierten Aufbau des Fühlers, der in dem Fadenführer integriert ist. Außerdem muß bei einem solchen Aufbau des Fühlers jeder Fühler bei der Montage separat ver­ drahtet werden, wodurch ein entsprechend hoher Montageaufwand an der Maschine unvermeidlich wird. Ein weitere Nachteil der bekannten Lösungen besteht auch darin, daß diese zwar die Erkennung eines Fadenbruchs, wenn auch mit einiger Unsicher­ heit, nicht aber die Messung der Ballondrehzahl ermöglichen.

Ziel der Erfindung ist es eine Einrichtung der eingangs erwähn­ ten Art vorzuschlagen, bei der diese Nachteile vermieden sind und die sich durch einen einfachen und montagefreundlichen Aufbau auszeichnet und die auch die Erfassung der Ballondreh­ zahl mit einer einfachen Auswerteschaltung erlaubt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Fühler zwischen den beiden Bauteilen angeordnet ist und ein Prall­ plättchen aufweist, welches mit dem piezoelektrischen Element verbunden ist, wobei der zwischen den Bauteilen zusätzlich zur Förderrichtung quer bewegliche Faden bzw. Draht das Prallplätt­ chen impulsartig berührt.

Damit ergibt sich eine von Faden- bzw. Drahtführungsteilen unabhängige und damit konstruktiv einfacher Aufbau, wobei der Fühler einfach durch das mit dem piezoelektrischen Element, vorzugsweise durch Kleben, fest verbundene Prallplättchen ge­ bildet ist. Dadurch können auch bereits aufgestellte Maschinen leicht nachgerüstet werden. Werden die Fäden bzw. Drähte zwischen den Bauteilen in Form eines Ballons geführt, kann erfindungsgemäß auf einfache Weise die Ballondrehzahl ermittelt werden. Dazu ist es lediglich erforderlich aufgrund der impuls­ artigen Berührungen des Prallplättchens die Anzahl dieser Umdrehungen des Ballons pro Zeiteinheit zu ermitteln. Plötz­ liche Änderungen der Ballondrehzahl sind ein Anzeichen für eine schlupfende Spindel oder einen Fehler des Spindelantriebes.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß mehrere den zu überwachenden Faden bzw. Drähten zugeordnete Prallplättchen nebeneinander auf einer Trägerschiene angeordnet sind. Auf diese Weise ist es möglich die Fühler auf der Träger­ schiene vorzumontieren und dann gemeinsam mit dieser an der Maschine anzubringen. Dadurch wird mit einem sehr geringen Montageaufwand an der Maschine das Auslangen gefunden, wobei die Montage der Fühler auf dem Träger mit industriellen Metho­ den erfolgen kann. Dieser Vorteil ergibt sich besonders, wenn nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die elektrische Verbindung der Fühler mit einer Auswerteeinrichtung durch in der Trägerschiene geführte Kabel, vorzugsweise Flachbandkabel, erfolgt.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die die Fühler aufnehmende Trägerschiene in ihrer Lage quer zur Förderrichtung der Faden bzw. Drähte von und zu diesen ver­ stellbar ist Dadurch ist es insbesondere bei Ringspinnmaschi­ nen auf einfache Weise möglich die Trägerschiene an den Faden­ laufwinkel anzupassen.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 schematisch die erfindungsgemäße Anordnung eines Fühlers in Seitenansicht bei einer Textilmaschine;

Fig. 2 schematisch die Anordnung mehrerer Fühler an einer Textilmaschine im Schrägriß;

Fig. 3 einen Träger mit Fühlern und Verdrahtung; und

Fig. 4 eine Anordnung zur Justierung der Lage des Fühlers.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wird der Faden 1 von oben zwischen den Walzen 8 eines Streckwerkes geführt, durch welches er auf den erforderlichen Durchmesser gestreckt wird. Der Faden läuft dann als Garn durch die Öse des Fadenführers 2, den Balloneinengungsring 7 und den Spinnläufer 6 und wird auf dem Kops 4 aufgewunden. Mit 3 ist die leere Hülse bezeichnet, welche von einer Spindel (nicht gezeigt) angetrieben wird und zusammen mit dem Garnwickel den Kops 4 bildet. Über die Nutzhöhe der Hülse 3 wird durch Auf- und Abbewegen der Ringbank 5 und des Balloneinengungsringes 7 diese mit dem durch den Spinnläufer 6 geführten Fäden bewickelt. Der Spinnläufer 6 gleitet auf einem Spinnring (nicht gezeigt) um den Kops 4, wobei er indirekt durch die sich drehende Spindel und den entstehenden Fadenballon angetrieben wird. Um die richtige Ballonausbildung zu erhalten, muß einerseits zwischen dem Ring­ läufer 6 und dem Balloneinengungsring 7 und andererseits zwischen dem Balloneinengungsring und dem Fadenführer 2 ein bestimmter vertikaler Abstand eingehalten werden. Zu diesem Zweck wird im Rhythmus der Ringläufer-Einengungsringvertikal­ bewegung auch eine den Fadenführer 2 haltende Schiene (nicht gezeigt) mitbewegt.

Zwischen dem Fadenführer 2 und den Streckwerkswalzen 8 ist ein Träger 100 angeordnet, der mit Fühlern 103 (Fig. 2) bestückt ist. Die Fühler 103 sprechen auf das impulsartige Anschlagen des Fadens 1 an, der auf Grund des Spiels in der Öse des Faden­ führers 2 einen umlaufenden Fadenballon 1 a ausbildet.

Wie dies aus den Fig, 2 und 3 ersichtlich ist, sind die Füh­ ler 103 in Abständen, welche jenen der Kopse 4 entsprechen, durch Klemmplättchen 110 an dem Träger 100 befestigt.

Fig. 3 zeigt den Aufbau des die Fühler 103 aufnehmenden Trä­ gers 100 in Form einer Schiene in einer Explosionsdarstellung. Dieser Träger 100 besteht aus zwei U-Profilen zwischen denen Flachbandkabel 112 verlaufen, die einerseits an einem Stecker 113 und andererseits an den einzelnen Fühlern 103 ange­ schlossen sind. Die Fühler 103 werden von auf Prallplätt­ chen 104, 104′ angeordneten Piezoelementen 105 gebildet. Die Adern 108 der Flachbandkabel 112 sind mit je einem der abiso­ lierten Enden 109 mit dem Prallplättchen 104, 104′ und dem Piezoelement 105 verbunden. Die Prallplättchen können eben oder gewölbt ausgebildet sein, wobei die ebenen Prallplättchen mit 104 und die gewölbten Prallplättchen mit 104′ bezeichnet sind. Die Prallplättchen 104, 104′ sind mit den Piezoelemen­ ten 105 z.B. durch Verkleben verbunden und bilden mit diesen die Fühler 103. An den Piezoelementen 105 sind Drahtanschluß­ laschen 106 angeordnet. Um einen Masseschluß zu verhindern sind Isolierfolie 107 und 107 a vorgesehen. Die elektrische Verbin­ dung zwischen den blanken Enden 109 der Adern 108 und den Piezoelementen 105 bzw. den metallischen Prallplätt­ chen 104, 104′ erfolgt einfach durch Festklemmen mittels der Klemmplättchen 110, welche die Prallplättchen 104, 104′ gegen das U-Profil des Trägers 100 pressen, wodurch das blanke En­ de 109 der einen Ader 108 in Kontakt mit dem Prallplätt­ chen 104, 104′, an dem in diesem Bereich keine Isolierfolie 107 anliegt, und das andere Ende 109 der Ader 108 in Kontakt mit der Drahtlasche 106 des Piezoelementes 105 gehalten wird. Das Klemmplättchen 110 kann auch durch eine Schraube 111 am Trä­ ger 100 befestigt werden.

Die Fühler 103 können auf dem Träger 100 samt den für die Verdrahtung erforderlichen Flachbandkabeln 112 vormontiert wer­ den, wobei diese Vormontage industriell erfolgen kann. Dadurch fallen bei der Ausrüstung einer Textilmaschine mit einer erfin­ dungsgemäßen Überwachungseinrichtung nur wenige Montagearbeiten vor Ort an.

Fig. 4 zeigt die drehbare Befestigung des Trägers 100 an Schwenkarmen 10. Die Schwenkarme 10 sind durch ein Gelenk 15 mit starr am Maschinengestell angebrachten Tragarmen 16 verbun­ den. Die Anpassung der Trägerschienen 100 an den Fadenlaufwin­ kel α erfolgt, indem die Trägerschiene 100 mit einer eine schiefe Ebene 18 aufweisenden Gleitschine 17 vor bzw. zurückge­ führt wird, wobei die Gleitschiene 17 zusammen mit einer den Fadenführer 2 haltenden Schiene 13 auf und ab gewegt wird. Zur Steuerung der Schwenkbewegung der Trägerschiene kann auch ein schräggestellter Hebelarm 19 vorgesehen werden. Die Fig. 4 zeigt den Fadenführer 2 einmal in der unteren Lage (Lage 11 der Tragerschiene 100) und einmal in der um den Abstand h nach oben verschobenen Lage (Position 10 der Trägerschiene 100). Die Position 12 der Trägerschiene stellt deren Ruhelage dar, in welcher der Kopswechsel durchgeführt wird.

Mittels des Steckers 113 (Fig. 3) können die Fühler 103 mit einer Auswerteeinrichtung bzw. einer Steuereinrichtung verbun­ den werden. Dabei kann die Auswertung der Signale eines jeden Fühlers 103, die durch das Anschlagen des Fadens an dem Prall­ plättchen 104, 104′ bei jeder Drehung des Fadens um eine zwischen dem Fadenführer 2 und den Streckwerkswalzen 8 verlau­ fende imaginäre Achse ausgelöst werden, in der Weise erfolgen, daß die Zeit zwischen dem Einlangen zweier aufeinanderfolgender Signal eines jeden Fühlers 103 gemessen wird, wodurch nicht nur ein Fadenbruch erfaßt werden kann, sondern auch die Laufge­ schwindigkeit des Fadens und die Menge des Fadens errechnet werden kann. Es kann auch das Auftreten von Fadenbrücken sta­ tistisch ausgewertet werden und dieses Ergebnis für die Steue­ rung der Textilmaschine oder einer Gruppe von Textilmaschinen verwendet werden. Dazu ist es lediglich erforderlich eine ent­ sprechende Datenverarbeitungsanlage vorzusehen.

Da der Fadenlauf nicht durch Registrieren einer Vibration er­ faßt wird, wie dies bei den meisten bisher üblichen Fühlern der Fall ist, sondern durch das individuelle Erfassen eines jeden Fadenschlagimpulses auf den Fühler, ist die erfindungsgemäße Lösung unempfindlich gegen Störimpulse, die leicht mittels einer Schwellwertschaltung ausgefiltert werden können, wobei die Auslegung der Schwelle aufgrund des sehr großen Unterschie­ des zwischen den üblicherweise auftretenden und allenfalls von den Fühlern erfaßten Vibrationen und den durch den Fadenschlag ausgelösten Nutzsignalen nicht kritisch ist.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Überwachung von zwischen zwei Bauteilen geführten Fäden oder Drähten, vorzugsweise für Textilmaschinen, welche Fäden oder Drähte zwischen diesen beiden Bauteilen quer zur Förderrrichtung zyklisch, insbesondere unter Ausbildung eines einen imaginären Rotationskörper bildenden Ballons, be­ wegt werden, mit ein piezoelektrisches Element aufweisenden Fühlern, welche vom laufenden Faden bzw. Draht verursachte Schwingungen in zu Überwachung herangezogene elektrische Sig­ nale umgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Füh­ ler (103) zwischen den beiden Bauteilen (8, 2) angeordnet sind und je ein Prallplättchen (104, 104′) aufweisen, welches mit dem piezoelektrischen Element (105) verbunden ist, wobei die zwischen den Bauteilen (8, 2) zusätzlich zur Förderrichtung quer beweglichen Fäden bzw. Drähte das Prallplättchen (104, 104′) impulsartig berühren.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere den zu überwachenden Fäden bzw. Drähten zugeordnete Prallplättchen (104, 104′) nebeneinander auf einer Träger­ schiene (100) angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung der Fühler (103) mit einer Aus­ werteeinrichtung durch in der Trägerschiene (100) geführte Kabel, vorzugsweise Flachbandkabel (112) erfolgt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die die Fühler (103) aufnehmende Träger­ schiene (100) in ihrer Lage quer zur Förderrichtung der Fäden bzw. Drähte in Richtung zu bzw. von diesen verstellbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Fühler (103) haltende Trägerschiene (100) an Schwenkar­ men (10) befestigt ist, die gelenkig mit an einem Rahmen ange­ brachten Tragarmen (16) verbunden sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, zur Verwendung in Ringspinnmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die die Fühler (103) tragende Trägerschiene (100) zwischen den Streckwerkswalzen (8) und den Fadenführern (2) angeordnet ist.