DE4025005A1 - Maschine zum herstellen von kreuzspulen, mit einrichtungen zum steuern der spulstellen nach der fadenspannung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Herstellen von Kreuzspulen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zum Stand der Technik werden benannt: DE 37 34 471 A1, DE-AS 24 12 153.

Beim Wickeln von Kreuzspulen ist das Einhalten einer möglichst konstanten Fadenspannung als eine der Voraussetzungen für das Wickeln mit möglichst großer Spulgeschwindigkeit erkannt worden. Es sind auch schon Einrichtungen zum entsprechenden Steuern der Wickelgeschwindigkeit nach der Fadenspannung bekannt. Allerdings gewährleisten die Fadenspannungssensoren derartiger Einrichtungen nicht das Einhalten vorgegebener Proportionalität zwischen Fadenspannung und bewertbarem Fadensignal, weder bezüglich parallelarbeitender Spulstellen noch bezüglich der Betriebszeit und auch nicht hinsichtlich der nachteilsfreien Austauschbarkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu überwinden und die Fadenspannungssensoren für nach der Fadenspannung gesteuerte Spulstellen zu verbessern.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Auf einige Unteransprüche wird später noch näher eingegangen.

Die als IC-Bausteine ausgebildeten Fadenspannungssensoren sind gegen schädliche Umwelteinflüsse weitgehend geschützt. Dies liegt in der Natur eines IC-Bausteins begründet. Die Komponenten der elektronischen Schaltung sind im IC-Baustein fixiert. Sie können im Wickelbetrieb keine mechanischen Eigenschwingungen ausführen oder daraus herrührende Störungsmöglichkeiten entfalten. Das Zusammenschalten der Komponenten kann intern im IC-Baustein selbst vorgesehen sein, es kann aber auch extern erfolgen. Beides hat seine Vor- und Nachteile, so daß diese beiden Möglichkeiten zur Auswahl stehen.

Wenn die Komponenten im IC-Baustein selbst zu der elektronischen Schaltung miteinander verbunden sind, ergibt sich eine einfachere Anordnung, und es ergeben sich auch weniger Störungsmöglichkeiten. Andererseits ist man dann aber auf die spezifische Schaltung festgelegt.

Das Abgleichen der IC-Bausteine kann während oder nach ihrer Herstellung vorgenommen werden. Ein IC-Baustein kann beispielsweise dadurch abgeglichen werden, daß man ihn an geeigneter Stelle für eine bestimmte Zeit einem Laserstrahl aussetzt, der beispielsweise die Werte bestimmter Widerstände oder Kondensatoren verändert, bestimmte Leitungswege parallelarbeitender Komponenten unterbricht oder dergleichen. Das Abgleichen kann auch dadurch geschehen, daß elektrische oder elektromagnetische Felder auf den IC-Baustein an bestimmter Stelle einwirken und dadurch etwa ähnliche Effekte eintreten, wie durch die Behandlung mit einem Laserstrahl. Andererseits kann der IC-Baustein auch dadurch abgeglichen werden, daß man für bestimmte Zeit einen elektrischen Strom bestimmter Stärke durch hierfür ausgewählte Anschlüsse schickt, so daß der Strom durch bestimmte Komponenten fließt und dort infolge der Stromstärke Veränderungen an den Komponenten vornimmt, beispielsweise ebenfalls hinsichtlich der Änderung eines Widerstandswertes, der Unterbrechung bestimmter Leitungen, der Veränderung von Kapazitätswerten, der Veränderung oder des Ausschaltens von Leitungswegen, Dioden oder Transistoren.

Erfindungsgemäß stehen dann schließlich exakt abgeglichene und ohne Nachjustieren gegeneinander austauschbare Fadenspannungssensoren zur Verfügung, deren Abgleichen an den einzelnen Spulstellen der Maschine sowohl bei der Erstbeschickung als auch bei der Austauschbeschickung entfällt. Dadurch werden Fehlerquellen ausgeschaltet, und außerdem geschieht die Erstbeschickung der Maschine beziehungsweise der Austausch der Sensoren viel rascher, als das bisher der Fall war.

Zu den auf mechanische Spannungen reagierenden Komponenten des IC-Bausteins gehören beispielsweise nach Wahl piezoelektrische Drucksensoren beziehungsweise Druckfolien, kapazitive Druckaufnehmer, auf Biegung beanspruchte Dehnungsmeßstreifen, Drucksensoren aller Art, speziell Dünnfilm-Drucksensoren und dergleichen.

Herkömmliche Drucksensoren sind beispielsweise als elektrische Widerstände aufzufassen, deren Widerstandswert sich unter Druckspannung verändert. Das gleiche ist bei piezoelektrischen Sensoren der Fall, die wahlweise sowohl als elektrische Elemente eingesetzt werden können, bei denen es in der Hauptsache darauf ankommt, die generierte elektrische Spannung beziehungsweise den generierten elektrischen Strom zu erfassen, oder sie können auch als elektrische Widerstände angesehen werden, weil ihr Durchgangswiderstand sich proportional zur mechanischen Druckspannung ebenfalls ändert.

Derartige Drucksensoren sind daher hier unter die druckabhängig veränderbaren elektrischen Widerstände eingereiht worden.

Um ein Ausgangssignal in der Größenordnung von mehreren Volt zu erhalten, ist es vorteilhaft, mindestens einen Verstärker in den IC-Baustein vorzugsweise zu integrieren oder ihm zuzuordnen. Dieser Verstärker könnte nun zusätzlich oder anstelle einer anderen Komponente abgeglichen werden.

Auch die Frage der Temperaturkompensation sollte nicht vernachlässigt werden. Daher ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, eine Temperatur-Kompensationsanordnung vorzugsweise in den IC-Baustein zu integrieren oder ihm zuzuordnen. Eine Temperatur-Kompensationsanordnung könnte beispielsweise darin bestehen, daß von zwei Widerständen mit beispielsweise positiver Widerstands-Temperaturkennlinie der eine Widerstand druckempfindlich ist und der andere nicht. Beim Ermitteln der Druckspannung beziehungsweise der die Druckspannung generierenden Fadenspannung werden die Widerstandswerte dieser beiden Widerstände miteinander verglichen, so daß der Einfluß wechselnder Umgebungstemperatur kompensiert ist. In der elektronischen Schaltung kann man demnach parallele Stromzweige vorsehen, deren Komponenten gleichartiges Verhalten unter wechselnden Temperaturen zeigen, um die gewünschte Temperaturkompensation zu erhalten.

In Weiterbildung der Erfindung ist das mechanische Übertragungsglied derartig angeordnet, daß es von der Fadenspannung herrührende Druckkräfte auf eine den IC-Baustein gegen die Atmosphäre abschließende dünne Membran überträgt, die entweder direkt oder über ein kompressibles Medium mit der mindestens einen druckempfindlichen Komponente der elektronischen Schaltung des IC-Bausteins in Kontakt ist oder selber diese Komponente bildet.

Damit hierbei keine vom laufenden Faden herrührenden Seilschwingungen auf den Sensor übertragen werden, ist in Weiterbildung der Erfindung das mechanische Übertragungsglied mit einer Schwingungsdämpfungseinrichtung versehen, und/oder es ist ihm eine solche Einrichtung zugeordnet.

Zur Anpassung des jeweiligen Sensors an die jeweiligen Gegebenheiten der Meßstelle ist das mechanische Übertragungsglied in Weiterbildung der Erfindung mit einer Kraftübertragungseinrichtung verbunden.

Insbesondere zum Ausschalten der Übertragung von Schwingungen, die aus Seilschwingungen des laufenden Fadens herrührenden, auf das Übertragungsglied und damit auf den Sensor, ist in Weiterbildung der Erfindung an der Spulstelle eine Haltekonstruktion für den IC-Baustein und für einen nach Art eines Scharniergelenks an der Haltekonstruktion aufgehängten Hebel vorhanden, der an dem in einem vorbestimmten Abstand vom Aufhängepunkt ein als mechanisches Übertragungsglied dienender Stößel befestigt ist, dessen vorzugsweise kugelig gerundetes Ende am Sensor oder an der Membran des IC-Bausteins vorzugsweise zentral aufliegt. An dem Hebel ist in einem ebenfalls vorbestimmten Abstand vom Aufhängepunkt ein vom Faden tangierter oder teilumschlungener Fadenführer befestigt.

Die Masse dieser Hebelanordnung ist so gewählt, daß möglichst keine Vibrationen oder hochfrequenten Schwingungen vom laufenden Faden auf die Membran übertragbar sind, so daß die Hebelanordnung als Kraftübersetzungseinrichtung und zugleich als Schwingungsdämpfungseinrichtung ausgebildet ist.

Die Kraftübersetzungseinrichtung ist vorteilhaft einstellbar oder austauschbar.

In Weiterbildung der Erfindung bestehen zur Steuerung der Spulstelle Wirkverbindungen zwischen dem Fadenspannungssensor und einer die Wickelgeschwindigkeit steuernden Steuereinrichtung und/oder einem Stellmotor einer die Fadenspannung steuernden Fadenbremse.

Der Stellmotor der Fadenbremse ist vorteilhaft so angeordnet und geschaltet, daß er bei plötzlichem Ausbleiben eines Fadenspannungssignals die Fadenbremse in eine Fadenklemmstellung bringt. Beim Wiederanfahren der Spulstelle wird der Faden hierdurch zunächst unter Spannung gehalten, bis sich die Fadenbremse eingeregelt hat. Die vorteilhafte Folge sind festverlegte Garnlagen in der Anlaufphase, das Vermeiden von Abschlägen und die Verbesserung der Ablaufeigenschaften der Kreuzspule bei späteren Verarbeitungsprozessen.

Zur Steigerung des Wirkungsgrades der Maschine ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Steuereinrichtung für die Wickelgeschwindigkeit durch den Stellmotor der Fadenbremse in der Weise verriegelt ist, daß sie erst dann auf Fadenspannungssignale des Fadenspannungssensors reagiert, wenn der Stellmotor die Fadenbremse in eine Öffnungsstellung oder in eine minimale Bremsstellung gefahren hat. Bis dahin kann die Spulstelle mit maximal möglicher Wickelgeschwindigkeit gefahren und zugleich die Fadenspannung durch Steuerung der Fadenbremse konstantgehalten werden. Sobald die Fadenspannung ansteigt, weil die Bremskraft nicht weiter zurückgenommen werden kann, setzt die Minderung der Wickelgeschwindigkeit ein, um hierdurch die Fadenspannung auf einem zulässigen Wert zu halten.

Besondere Vorteile bietet das in Weiterbildung der Erfindung vorgesehene Schutzgehäuse, das als Ganzes ausgetauscht werden kann. Es ist in diesem Fall besser, bei Störungen nicht nur den IC-Baustein auszuwechseln. Vorteilhafter ist es jedenfalls, die ganze Baueinheit auszuwechseln, weil ja die vom Faden berührten Teile auch einer Alterung beziehungsweise einem Verschleiß unterliegen.

An den in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen soll nun die Erfindung noch näher erläutert und beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt drei Spulstellen einer Maschine zum Herstellen von Kreuzspulen.

Fig. 2 zeigt eine elektromotorisch steuerbare Fadenbremse für eine in Fig. 1 dargestellte Spulstelle.

Fig. 3 zeigt eine Kraftübersetzungseinrichtung für einen Fadenspannungssensor.

Die Fig. 4 bis 10 zeigen Schaltungsbeispiele von in dem IC-Baustein eines Fadenspannungssensors enthaltenen Komponenten.

In Fig. 1 sind von einer Maschine 1 zum Herstellen von Kreuzspulen nur drei Spulstellen 2, 3 und 4 dargestellt. Es handelt sich bei der Maschine 1 um einen Kreuzspulautomaten, in dem aus Spinnkopsen 5, 6, 7 Kreuzspulen 8, 9, 10 hergestellt werden.

Fig. 1 zeigt bei weitem nicht alle Komponenten der einzelnen Spulstellen. Die Fäden 11, 12, 13 laufen von den Spinnkopsen 5, 6, 7 über Fadenspannungssensoren 14, 15, 16 jeweils in die Kehrgewinderille 17, 18, 19 einer Wickeltrommel 20, 21, 22 ein und gelangen von dort aus auf die Kreuzspulen 8, 9, 10. Die Wickeltrommeln 20, 21, 22 fungieren als Kreuzspulenantriebseinrichtungen. Ihre Wellen 23, 24, 25 sind zugleich die Wellen von Elektromotoren, die in Steuereinrichtungen 26, 27, 28 integriert sind. Die Steuereinrichtungen 26, 27, 28 sind jeweils an einem Spulstellenrahmen 29, 30, 31 befestigt, der auch die Spinnkopse 5, 6, 7 trägt. Durch Leitungen 32, 33, 34 sind die Steuereinrichtungen 26, 27, 28 jeweils mit einer Auswerteeinrichtung 35, 36, 37 verbunden. Auch die Auswerteeinrichtungen 35, 36, 37 sind an den Spulstellenrahmen 29, 30, 31 befestigt. Durch Stützrohre 38, 39, 40 sind die Schutzgehäuse der Fadenspannungssensoren 14, 15, 16 mit den Auswerteeinrichtungen 35, 36, 37 verbunden. Die Leitungsverbindungen zwischen den Fadenspannungssensoren 14, 15, 16 und den Auswerteeinrichtungen 35, 36, 37 liegen gut geschützt in den Stützrohren 38, 39, 40.

Die Kreuzspulen 8, 9, 10 werden jeweils durch einen auf- und niederschwenkbaren, gabelartigen Spulenrahmen 41, 42, 43 gehalten. Sie liegen auf den Kreuzspulenantriebseinrichtungen 20, 21, 22 auf und werden von ihnen durch Friktion angetrieben.

Die von den Fadenspannungssensoren 14, 15, 16 an die Auswerteeinrichtungen 35, 36, 37 weitergeleiteten Meßwerte werden dort ausgewertet zum Gewinnen von Steuersignalen. Diese gehen entweder über die Leitungen 32, 33, 34 an die Steuereinrichtungen 26, 27, 28, welche wiederum die in sie integrierten Elektromotoren so mit elektrischer Energie versorgen, daß die Wickelgeschwindigkeit gemäß der gemessenen Fadenspannung auf Bestwerte hin gesteuert wird, oder über Leitungen 110, 111, 112 an einen Stellmotor 113, 114, 115 einer die Fadenspannung steuernden Fadenbremse 116, 117, 118.

Die Fadenbremsen als solche sind als Tellerfadenbremsen herkömmlicher Art ausgebildet, wie sie als Fadenspanner beispielsweise in Spulautomaten verwendet werden. Der eine Bremsteller 119, 120, 121 ist über eine Traverse 122, 123, 124 mit dem Spulstellenrahmen 29, 30, 31 verbunden. Der andere Bremsteller 125, 126, 127 ist mit dem in Fig. 1 nicht sichtbaren Stößel des als Solenoid ausgebildeten Stellmotors 113, 114, 115 verbunden, der seinerseits ebenfalls auf der Traverse 122, 123, 124 befestigt ist. Schwingungsdämpfungseinrichtungen 151, 152, 153 in Gestalt von Fadenführern halten Fadenschwingungen, insbesondere solche, die durch changierende Fadenverlegung entstehen, von den Fadenspannungssensoren 14, 15, 16 fern.

Die Stellmotoren der Fadenbremsen können alternativ statt aus Elektromagnetantrieben aus elektromotorischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieben bestehen. Als elektromotorische Antriebe kommen beispielsweise Getriebemotoren aller Art, Linearmotoren, insbesondere aber Schrittmotoren mit oder ohne Getriebe in Frage. Eine Alternativausbildung zeigt Fig. 2.

Nach Fig. 2 ist die elektromotorisch steuerbare Fadenbremse 128 auf einer Traverse 129 angeordnet, die an dem Spulstellenrahmen 130 einer hier nicht näher dargestellten Spulstelle befestigt ist. Der Halter 131 des einen Bremstellers 132 ist mit der Traverse 129 verbunden. Der Halter 134 des zweiten Bremstellers 133 ist mit der Spindel 135 eines Schneckengetriebes 136 verbunden. An das Schneckengetriebe 136 ist ein Schrittmotor 137 angeschlossen, der hier den eigentlichen Stellmotor der Fadenbremse 128 darstellt.

In Fig. 1 sind die Fadenspannungssensoren 14, 15, 16 nur schematisch dargestellt. Ihre praxisgerechte Ausbildung soll anhand des in Fig. 3 näher dargestellten Fadenspannungssensors 16 erläutert werden.

An der in Fig. 3 nicht näher dargestellten Spulstelle 4 ist eine Haltekonstruktion 138 für den IC-Baustein 16 und für einen nach Art eines Scharniergelenks 139 an der Haltekonstruktion aufgehängten Hebel 140 vorhanden. In einem vorbestimmten Abstand vom Aufhängepunkt 139 ist an dem Hebel 140 ein als mechanisches Übertragungsglied 51′ dienender Stößel befestigt, dessen kugelig gerundetes Ende an der kreisrunden Membran 141 des IC-Bausteins 16 zentral aufliegt. In einem ebenfalls vorbestimmten Abstand vom Aufhängepunkt 139 ist am Ende des Hebels 140 ein vom Faden 13 teilumschlungener gabelartiger Fadenführer 142 befestigt, der aus keramischem Material besteht. Die Masse dieser Hebelanordnung 51′, 139, 140, 142 ist so gewählt, daß möglichst keine Vibrationen oder hochfrequenten Schwingungen vom laufenden Faden 13 auf den IC-Baustein 16 beziehungsweise dessen Membran 141 übertragbar sind. Die ganze Hebelanordnung 51′, 139, 140, 142 ist somit nicht nur als Kraftübertragungseinrichtung, sondern zugleich auch als Schwingungsdämpfungseinrichtung ausgebildet. Zwei weitere Schwingungsdämpfungseinrichtungen 154, 155 in Gestalt von Fadenführern halten Fadenschwingungen fern, die stromauf oder stromab des Fadenspannungssensors auftreten könnten.

Die nach Fig. 3 im wesentlichen aus dem Hebel 140 bestehende Kraftübersetzungseinrichtung ist insofern einstellbar, als der Fadenführer 142 am Hebel 140 entlang verschiebbar und durch eine Stellschraube 143 fixierbar ist. Außerdem ist der Hebel 140 auch noch austauschbar. Er kann aus dem Scharniergelenk 139 ausgehängt und gegen einen kürzeren oder längeren Hebel ausgetauscht werden. Die Austauschbarkeit des Hebels 140 kann erforderlich werden, falls Fäden wesentlich unterschiedlichen Titers mit wesentlich unterschiedlichen Fadenspannungen an ein und derselben Spulstelle zu Kreuzspulen gewickelt werden sollen. Für diese Fälle ist auch die leichte Austauschbarkeit des Sensors 16 und seiner Haltekonstruktion 138 vorgesehen.

Nach Fig. 3 ist die Lage des mechanischen Übertragungsgliedes 51′ bezüglich des IC-Bausteins 16 durch eine Justiereinrichtung justierbar, die aus zwei Justierschrauben 144, 145 besteht, welche den Bewegungsspielraum des Hebels 140 begrenzen.

Die Haltekonstruktion 138 ist als ein den IC-Baustein 16 gemeinsam mit der das Übertragungsglied 51′ in einer Nullstellung haltenden Haltevorrichtung, bestehend aus dem Hebel 140, vor Staub und Feuchtigkeit schützendes Schutzgehäuse ausgebildet. Das Schutzgehäuse 138 ist gegen die Umgebungsluft durch eine die Haltevorrichtung 140 umschließende, nachgiebige Membran 146 abgedichtet. Die Membran 146 hat die Form eines Faltenbalges.

Die Stellmotoren 113, 114, 115 der Fadenbremsen 116, 117, 118 sind so angeordnet und geschaltet, daß sie bei plötzlichem Ausbleiben des Fadenspannungssignals die Fadenbremse 116, 117, 118 in eine Fadenklemmstellung bringen. Das geht in diesem Fall besonders einfach, weil die Stellmotoren aus Solenoiden bestehen, deren Stößel bekannterweise unter Federkraft ganz ausfahren, wenn die Solenoidspule keine Spannung mehr erhält. Hierdurch belastet das jeweilige Solenoid den jeweiligen Bremsteller 125, 126, 127 mit Maximalkraft.

Die Innenschaltung der Auswerteeinrichtungen 35, 36, 37 ist so beschaffen, daß die Steuereinrichtung 26, 27, 28 für die Wickelgeschwindigkeit durch den Stellmotor 113, 114, 115 der Fadenbremse 116, 117, 118 in der Weise verriegelt ist, daß sie erst dann auf Fadenspannungssignale des Fadenspannungssensors 14, 15, 16 reagiert, wenn der Stellmotor 113, 114, 115 die Fadenbremse in eine minimale Bremsstellung, wahlweise in die Öffnungsstellung gefahren hat, wenn also die Solenoide ihren Maximalstrom führen. Erst dann nehmen die Steuereinrichtungen 26, 27, 28 die Wickelgeschwindigkeit zurück, um die Fadenspannung beispielsweise konstantzuhalten oder an einen vorgegebenen Verlauf der Fadenspannung in Abhängigkeit von der Kreuzspulengröße anzugleichen.

Die Fadenspannung kann auf diese Art und Weise geregelt werden. Dabei kann sie je nach Fadenart, Fasermaterial, Kopsart, Titer, Kopsgröße, Kreuzspulenart, Kreuzspulengröße unterschiedlich groß sein und gegebenenfalls Bestwerten hinsichtlich Qualität der Kreuzspule und möglichst hoher Wickelgeschwindigkeit folgen.

In der Praxis ist es üblich, an einem Spulautomaten entweder alle Spulstellen oder zumindest möglichst viele Spulstellen parallelarbeiten zu lassen. An diesen Spulstellen wird das gleiche Garn verarbeitet, und es werden auch die gleichen Kreuzspulen hergestellt. Die Fadenspannungssensoren 14, 15, 16 bestehen jeweils aus einem IC-Baustein, der jeweils eine Anordnung von Komponenten einer elektronischen Schaltung enthält, von denen elektrische Anschlüsse nach außen geführt sind. Mindestens eine der in dem jeweiligen IC-Baustein 14, 15, 16 enthaltenen Komponenten ist so beschaffen, daß sie unter dem Einfluß eines Druckes oder einer mechanischen Spannung ihren elektrischen Widerstand verändert.

Der Kontakt zwischen dem jeweiligen Faden 11, 12, 13 und der druck- oder spannungsempfindlichen Komponente des IC-Bausteins 14, 15, 16 wird jeweils durch ein mechanisches Übertragungsglied 49, 50, 51 hergestellt. Die drei Übertragungsglieder 49, 50, 51 ähneln dem Übertragungsglied 51′ nach Fig. 3. Sie sind so angeordnet und gehalten, wie es Fig. 3 zeigt.

Bei den IC-Bausteinen 14, 15, 16 handelt es sich um abgleichbare und auf vorgegebene Proportionalwerte zwischen Fadenspannung und an mindestens einem der Anschlüsse abgreifbarem elektrischen Ausgangssignal abgeglichene und demgemäß ohne Nachjustieren gegeneinander austauschbare Bausteine.

Die Fig. 4 bis 10 zeigen mögliche Schaltungsanordnungen der in erfindungsgemäßen IC-Bausteinen beispielsweise enthaltenen Komponenten.

Nach Fig. 9 sind die Komponenten 55 und 56 in Reihenschaltung miteinander verbunden. Die Eingänge der Komponenten 55 und 56 sind zu Anschlüssen 68 und 69, ihr Verbindungspunkt 91 ist zu einem Anschluß 70 herausgeführt. Die Komponente 55 ist hier die druckempfindliche Komponente. Beide Komponenten können als elektrische Widerstände oder wahlweise als elektrische Kondensatoren ausgebildet sein. Demgemäß verändert die Komponente 55 ihren Widerstandswert entsprechend einer Druckbelastung, falls sie als druckempfindlicher Widerstand ausgebildet ist. Sie verändert dagegen ihre Kapazität, falls sie als druckempfindlicher Kondensator ausgebildet ist.

Nach Fig. 10 sind die Komponenten 57 und 58 in Parallelschaltung miteinander verbunden. Ihr Verbindungspunkt 92 ist zu einem Anschluß 73 herausgeführt. Ihre Eingänge sind dagegen intern nicht miteinander verbunden. Sie sind zu Anschlüssen 71 und 72 herausgeführt. Die Komponente 57 ist hier die druckempfindliche Komponente. Ihr Widerstand ist entsprechend einer mechanischen Belastung veränderbar, falls die Komponenten als elektrische Widerstände ausgebildet sind. Wahlweise kann aber die Komponente 57 als ein piezoelektrisches Element ausgebildet sein, das unter Druckspannung eine Spannung generiert, also als Spannungsgenerator wirksam ist.

Die Komponenten 46, 47, 48 und 59 bis 67 der Schaltungsanordnungen nach den Fig. 6, 7 und 8 sollen als elektrische Widerstände ausgebildet sein, von denen die Komponenten 46, 47, 48 und 61, 63 und 66 druckempfindliche Widerstände sind, und zwar Dünnfilm-Drucksensoren, die in Einbaulage im IC-Baustein jeweils auf der Innenseite einer Membran sitzen, deren Außenseite mit dem mechanischen Übertragungsglied in Verbindung gebracht wird.

Die Anordnung nach Fig. 6 soll in den IC-Baustein 14, die Anordnung nach Fig. 7 in den IC-Baustein 15 und die Anordnung nach Fig. 8 in den IC-Baustein 16 integriert sein.

Bei der Reihen-Parallelschaltung nach Fig. 6 sind die Eingänge der Komponenten 59 und 46 zu Anschlüssen 74 und 75 herausgeführt. Der Verbindungspunkt 93 zwischen den Komponenten 59 und 60 ist zu einem Anschluß 77, der Verbindungspunkt 94 zwischen den Komponenten 46 und 61 zu einem Anschluß 78 und der Verbindungspunkt 95 zwischen den Komponenten 60 und 61 zu einem Anschluß 76 herausgeführt.

Bei der Anordnung nach Fig. 7 sind Ein- und Ausgänge sämtlicher Komponenten 47, 62, 63, 64 zu Anschlüssen 79 bis 85 herausgeführt.

Bei der Anordnung nach Fig. 8 ist eine Brückenschaltung verwirklicht. Der Verbindungspunkt 96 zwischen den Komponenten 48 und 67 ist zu einem Anschluß 87, der Verbindungspunkt 97 zwischen den Komponenten 65 und 66 zu einem Anschluß 88, der Verbindungspunkt 98 zwischen den Komponenten 48 und 65 zu einem Anschluß 89 und der Verbindungspunkt 99 zwischen den Komponenten 66 und 67 zu einem Anschluß 90 herausgeführt. Druckempfindlich ist neben der Komponente 48 auch die Komponente 66.

Bei der Anordnung nach Fig. 5 sind alternativ und nur als Beispiel unter vielen anderen Möglichkeiten in den IC-Baustein 100 drei Komponenten 101, 102, 103 integriert. Die Komponenten 101 und 102 sind elektrische Widerstände, von denen der Widerstand 101 druckempfindlich und der Widerstand 102 abgleichbar ist. Die Eingänge der Widerstände 101 und 102 sind zu Anschlüssen 105, 106 herausgeführt. Der Verbindungspunkt 104 zwischen den Komponenten 101 und 102 ist an den Eingang der als Signalverstärker ausgebildeten Komponente 103 gelegt. Der Ausgang des Signalverstärkers 103 ist zu dem Anschluß 109 herausgeführt. Die Spannungsversorgung des Signalverstärkers 103 geschieht über herausgeführte Anschlüsse 107 und 108. Auch der Signalverstärker 103 ist abgleichbar ausgebildet und abgeglichen.

Alternativ können in den IC-Baustein 100 neben einem Verstärker beispielsweise die den wechselnden Einfluß der Umgebungstemperatur auf das Fadenspannungssignal kompensierenden Anordnungen nach Fig. 9 oder Fig. 10 integriert sein.

Bei der Anordnung nach Fig. 4 enthält ein IC-Baustein 147 die Brückenschaltung nach Fig. 8 und außerdem einen Vorverstärker 148 und einen nachgeschalteten Verstärker 149. Die Verbindungspunkte 96 und 97 sind nicht herausgeführt, sondern an den Vorverstärker 148 angeschlossen. An die Anschlüsse 89 und 90 wird eine konstante Versorgungsspannung angelegt. Das Fadenspannungssignal wird nach Verstärkung am Anschluß 150 abgegriffen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Der Stellweg der Stellmotoren der Fadenbremsen kann beispielsweise durch vorgegebene Endstellungen überwachende Hallsensoren begrenzt werden. Es kann eine minimale Spulgeschwindigkeit vorgegeben werden, die nicht unterschritten werden darf, wenn dadurch der Nutzeffekt oder Wirkungsgrad der Maschine heraufgesetzt werden kann, ohne daß eine wesentliche Qualitätseinbuße eintritt. Die Regelung der Fadenspannung kann nach Art eines Zweipunktereglers vorgenommen werden mit Einleiten eines Regelvorgangs nach Über- oder Unterschreiten eines Grenzwertes oder eines Integrationsschwellenwertes mit dem Vorteil der Schonung mechanisch bewegbaren Teile. Für den Fall einer Störung kann eine Umschaltmöglichkeit auf manuelle Fadenspannungssteuerung vorgesehen sein. Es kann eine Überwachung drastischer Offsetverschiebungen des Sensors, die auf Verschleiß oder Ausfall des Sensors hinweisen, mit der Möglichkeit des selbsttätigen Stillsetzens der Spulstelle vorgesehen sein.

Claims (18)

1. Maschine zum Herstellen von Kreuzspulen, mit Einrichtungen zum Steuern der Spulstellen nach der Fadenspannung, die jeweils einen Fadenspannungssensor, eine nachgeschaltete Auswerteeinrichtung zum Auswerten des Fadenspannungssignals und zum Gewinnen eines Steuersignals, sowie eine an die Auswerteeinrichtung angeschlossene Steuereinrichtung besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenspannungssensoren (14, 15, 16, 100; 147) jeweils aus IC-Bausteinen bestehen, die eine Anordnung von Komponenten (101, 102, 103; 48, 65, 66, 67, 148, 149) einer elektronischen Schaltung enthalten, von denen elektrische Anschlüsse (105 bis 109; 89, 90, 150) nach außen geführt sind, daß mindestens eine dieser Komponenten (101; 48, 66) so beschaffen ist, daß sie unter dem Einfluß eines Druckes oder einer mechanischen Spannung hierzu proportional eine elektrische Spannung generiert oder einen ihrer elektrischen Werte verändert, daß diese Komponente (101; 48, 66) über ein mit dem IC-Baustein (14, 15, 16, 100; 147) in Berührung stehendes mechanisches Übertragungsglied (49, 50, 51) mit dem zu messenden Faden (11, 12, 13) in Kontakt bringbar ist, und daß gleichartige IC-Bausteine (14, 15, 16) abgleichbar ausgebildet und auf vorgegebene Proportionalwerte zwischen Fadenspannung und an mindestens einem der elektrischen Anschlüsse (109, 150) abgreifbarem Ausgangssignal abgeglichen und daher ohne Nachjustieren gegeneinander austauschbar sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu den im IC-Baustein (14, 15, 16) enthaltenen Komponenten elektrische Widerstände (46, 59, 60, 61; 47, 62, 63, 64; 48, 65, 66, 67) gehören, von denen mindestens ein Widerstand (46, 61; 47, 63; 48, 66) unter dem Einfluß eines Druckes oder einer mechanischen Spannung eine elektrische Spannung generiert oder seinen Widerstandswert verändert, und daß der auf Druck oder mechanische Spannungen reagierende elektrische Widerstand (46, 61; 47, 63; 48, 66) über das mit dem IC-Baustein in Berührung stehende mechanische Übertragungsglied (49, 50, 51) mit dem zu messenden Faden (11, 12, 13) in Kontakt bringbar ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten beziehungsweise elektrischen Widerstände (46, 59, 60, 61) des IC-Bausteins in Parallelschaltung (Fig. 10), in Serienschaltung (Fig. 9) oder in Serien-Parallelschaltung (Fig. 6) miteinander verbunden sind und daß mindestens ein elektrischer Wert mindestens einer Komponente (58; 56; 59, 60) der Schaltung abgleichbar ist.

4. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten beziehungsweise elektrischen Widerstände (48, 65, 66, 67) in Brückenschaltung miteinander verbunden sind und daß mindestens eine Komponente (65, 67) der Brückenschaltung abgleichbar ist.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens alle vier Eckpunkte (96 bis 99) der Brückenschaltung als elektrische Anschlüsse (87 bis 90) aus dem IC-Baustein (16) herausgeführt sind.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Verstärker (103; 148, 149) in den IC-Baustein (100; 147) integriert oder dem IC-Baustein (100; 147) zugeordnet ist und daß gegebenenfalls zusätzlich oder anstelle einer anderen Komponente (101, 102) der Verstärker (103; 149) abgleichbar und/oder abgeglichen ist.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine den wechselnden Einfluß der Umgebungstemperatur auf das Fadenspannungssignal kompensierende Temperatur-Kompensationsanordnung (Fig. 9, Fig. 10) in den IC-Baustein (14, 15, 16) integriert oder ihm zugeordnet ist.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Übertragungsglied (51′) derartig angeordnet ist, daß es von der Fadenspannung herrührende Druckkräfte auf eine den IC-Baustein (16) gegen die Atmosphäre abschließende dünne Membran (141) überträgt, die entweder direkt oder über ein kompressibles Medium mit der mindestens einen druckempfindlichen Komponente (101) der elektronischen Schaltung (Fig. 5) des IC-Bausteins (16, 100) in Kontakt ist oder selber diese Komponente bildet.

9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Übertragungsglied (51′) mit einer Schwingungsdämpfungseinrichtung (139, 140, 142) versehen ist und/oder daß ihm eine Schwingungsdämpfungseinrichtung (151 bis 155) zugeordnet ist.

10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Übertragungsglied (51′) mit einer Kraftübersetzungseinrichtung (140) verbunden ist.

11. Maschine nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Spulstelle (4) eine Haltekonstruktion (138) für den IC-Baustein (16) und für einen nach Art eines Scharniergelenks (139) an der Haltekonstruktion (138) aufgehängten Hebel (140) vorhanden ist, an dem in einem vorbestimmten Abstand vom Aufhängepunkt (139) ein als mechanisches Übertragungsglied (51′) dienender Stößel befestigt ist, dessen vorzugsweise kugelig gerundetes Ende am Sensor oder an der Membran (141) des IC-Bausteins (16) vorzugsweise zentral aufliegt, daß an dem Hebel (140) in einem ebenfalls vorbestimmten Abstand vom Aufhängepunkt (139) ein vom Faden (13) tangierter oder teilumschlungener Fadenführer (142) befestigt ist, und daß die Masse dieser Hebelanordnung (51′, 139, 140, 142) so gewählt ist, daß möglichst keine Vibrationen oder hochfrequenten Schwingungen vom laufenden Faden (13) auf den IC-Baustein (16) beziehungsweise dessen Membran (141) übertragbar sind, so daß die ganze Hebelanordnung (51′, 139, 140, 142) als Kraftübersetzungseinrichtung und zugleich als Schwingungsdämpfungseinrichtung ausgebildet ist.

12. Maschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübersetzungseinrichtung (140) einstellbar oder austauschbar ist.

13. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des mechanischen Übertragungselements (51′) bezüglich des IC-Bausteins (16) mittels einer Justiereinrichtung (144, 145) justierbar ist.

14. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Spulstelle (2, 3; 4) Wirkverbindungen (32, 33, 34; 110, 111, 112; 35, 36, 37) zwischen dem Fadenspannungssensor (14, 15, 16) und einer die Wickelgeschwindigkeit steuernden Steuerungseinrichtung (26, 27, 28) und/oder einem Stellmotor (113, 114, 115, 137) einer die Fadenspannung steuernden Fadenbremse (116, 117, 118, 128) bestehen.

15. Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (113, 114, 115) der Fadenbremse (116, 117, 118) so angeordnet und geschaltet ist, daß er bei plötzlichem Ausbleiben eines Fadenspannungssignals die Fadenbremse (116, 117, 118) in eine Fadenklemmstellung bringt.

16. Maschine nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (26, 27, 28) für die Wickelgeschwindigkeit durch den Stellmotor (113, 114, 115) der Fadenbremse (116, 117, 118) in der Weise verriegelt ist, daß sie erst dann auf Fadenspannungssignale des Fadenspannungssensors (14, 15, 16) reagiert, wenn der Stellmotor (113, 114, 115) die Fadenbremse (116, 117, 118) in eine Öffnungsstellung oder in eine minimale Bremsstellung gefahren hat.

17. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der IC-Baustein (16) gemeinsam mit der das mechanische Übertragungsglied (51′) in einer Nullstellung haltenden Haltevorrichtung (140) in ein mechanisch widerstandsfähiges, den IC-Baustein (16) vor Staub und Feuchtigkeit schützendes Schutzgehäuse (138) eingesetzt ist.

18. Maschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgehäuse (138) gegen die Umgebungsluft durch eine das Übertragungsglied (51′) oder seine Haltevorrichtung (140) umschließende, nachgiebige Membran (146) abgedichtet ist.