DE4225348A1 - Fadentransport- und -verlegevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fadentransport- und -verlegevorrichtung, mit einer angetriebenen Fadenführungstrommel sowie einer Überwachungseinrichtung, die die Changierbewegung des aufzuwickelnden Fadens registriert und in elektrische Impulse umsetzt.

Bei allen Fadentransport- oder -verlegevorrichtungen besteht die Gefahr, daß sich im Falle eines Fadenbruches die Fadenenden an den rotierenden Oberflächen festsetzen und in der Folge zu unerwünschten Wickeln aufgespult werden.

Da derartige Wickel zu erheblichen Schäden an den betreffenden Einrichtungen führen können, sind in der Vergangenheit bereits verschiedene Versuche unternommen worden, Vorrichtungen zu entwickeln, die eine Früherkennung solcher Fadenwickel ermöglichen.

Durch die DE 8 85 908 C ist beispielsweise eine Vorrichtung bekannt, die mit einer Lichtquelle und einer Fotozelle arbeitet. Der von der Lichtquelle auf die rotierende Welle gerichtete Lichtstrahl wird im Normalfall von der dunklen Oberfläche der Welle absorbiert beziehungsweise nur sehr schwach reflektiert. Auftretende Wickel führen zu einer deutlichen Verstärkung der Reflektion des Lichtstrahles, was von der Fotozelle registriert und über ein Steuerrelais zu Auslösung eines Steuervorganges benutzt wird.

Eine Weiterentwicklung dieser alten Fadenwickelerkennungseinrichtung ist Gegenstand der DE 33 21 261 C.

Bei dieser Vorrichtung sind auf der Oberfläche der rotierenden Welle Markierungen angeordnet, die gegenüber der restlichen Oberfläche der Welle einen unterschiedlichen Reflexionsgrad aufweisen. Der Vorbeilauf dieser Markierungen an einem Sensor wird von diesem registriert und als zur Wellendrehzahl proportionales Frequenzsignal an eine Steuereinrichtung weitergeleitet. Das Unterschreiten einer eingestellten Bezugsfrequenz bewirkt das Stillsetzen der betreffenden Welle.

Eine opto-elektronische Überwachungsvorrichtung ist auch in der DE 31 33 494 C beschrieben. Bei dieser Vorrichtung ist an einer Stirnseite der Transport- und Antriebswelle ein Lichtsensor und an der gegenüberliegenden Seite ein Lichtempfänger angeordnet. Mit Hilfe dieser Lichtschranke kann die gesamte Walzenbreite auf unerwünschte Wickelbildung hin überwacht werden.

Die vorbeschriebenen Vorrichtungen wurden in erster Linie für glatte Antriebs- und Transportwalzen konzipiert, das heißt, für Antriebs- oder Transportelemente bei denen der Faden keiner zusätzlichen Changierbewegung unterworfen ist.

Für genutete Fadenführungstrommeln, wie sie bei Kreuzspulenwickeleinrichtungen zur Fadenchangierung Verwendung finden, sind solche Vorrichtungen nur bedingt geeignet.

Durch die DE 26 25 805 A ist allerdings auch eine Kreuzspulenwickeleinrichtung mit einer genuteten Fadenführungstrommel zum Antreiben der Kreuzspule und zum Changieren des Fadens bekannt, die eine Vorrichtung zur Vermeidung von Fadenwickeln aufweist. Bei dieser Vorrichtung sind zwei Lichtquellen und zwei fotoelektrische Elemente einander gegenüberliegend beidseitig der Bewegungsebene des hin- und hergehenden Fadens angeordnet und derart an eine Steuereinrichtung angeschlossen, daß unregelmäßige oder ausbleibende Impulse der fotoelektrischen Elemente zu einem Abschalten der betreffenden Spulstelle führen.

Weiter ist in der DE 24 29 055 eine Kreuzspulenwickeleinrichtung mit einer genuteten Fadenführungstrommel beschrieben, in deren Führungsnut ein spezieller Läufer gleitet. Der Läufer weist Schneidmittel zum Auftrennen eventuell entstehender Wickel und/oder Sensoreinrichtung zum Erfassen und Melden solcher Wickel auf.

Die vorbeschriebenen Vorrichtungen zum Erkennen oder Vermeiden von an rotierenden Antriebs- oder Transportwellen auftretenden Fadenwickeln weisen einige Nachteile auf und konnten sich daher in der Praxis nicht durchsetzen.

Die frei liegenden opto-elektronischen Vorrichtungen sind beispielsweise recht empfindlich gegen Verschmutzung beziehungsweise Verflugung. Es erfordert beispielsweise einen nicht erheblichen Reinigungsaufwand, diese Einrichtungen stets funktionsfähig zu halten, das heißt, frei von dem in Spinnereien allgegenwärtigen Faserflug.

Die Anordnung eines mechanischen, senorbestückten Läufers in der Führungsnut der Antriebstrommel erfordert einen großen konstruktiven Aufwand, was zu einer spürbaren Verteuerung der Spulstelle führt.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erkennen von Fadenwickeln zu schaffen, die in ihrer Funktion zuverlässig und in der Herstellung kostengünstig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Überwachungseinrichtung Sensormittel aufweist, die feststehend in einer Nut der Fadenführungstrommel angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß die Sensormittel einerseits relativ geschützt liegen und andererseits der in die Nut einlaufende, den Meßbereich überstreichende Faden eine selbsttätige Reinigung dieses Bereiches bewirkt.

Die Sensormittel sind vorzugsweise als opto-elektronische Meßwertaufnehmer ausgebildet und in einer äußeren Nut der Fadenführungstrommel angeordnet. Das Einlaufen des Fadens zwischen Sender (Leuchtdiode) und Empfänger (Transistor) wird vom Meßwertaufnehmer als Abschattung registriert und als elektrischer Ausgangsimpuls an eine nachgeordnete Schaltlogik gemeldet. Die ihrerseits an eine Energie- und Datenübertragungseinrichtung angeschlossen ist.

In alternativer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, anstelle des opto-elektronischen Meßwertaufnehmers, einen kapazitiven Meßwertaufnehmer einzusetzen. Bei solchen kapazitiven Meßwertaufnehmern fährt der zwischen die Kondensatorplatten eintretende Faden zu einer Änderung des wirksamen Dielektrikums, was ebenfalls als elektrischer Ausgangsimpuls an die nachgeschaltete Schaltlogik weitergeleitet wird.

In bevorzugter Ausführungsform weist die Energie- und Datenübertragungseinrichtung zwei Induktionsspulen auf, die als Rotationstransformator verschaltet und über die Luft magnetisch gekoppelt sind. Eine der Induktionsspulen läuft dabei mit der Fadenführungstrommel um, während die andere Induktionsspule an einem feststehenden Bauteil der Fadenführungstrommellagerung angeordnet ist. Die Verwendung von Induktionsspulen hat insbesondere den Vorteil, daß die Energie-und Datenübertragung berührungslos und damit verschleiß- und störungsfrei erfolgt.

Die im feststehenden Teil der Trommellagerung angeordnete Induktionsspule ist mit einer Steuer- und Versorgungseinheit verbunden, die als wesentliche Bauteile eine Stromerfassungseinrichtung, einen Frequenzgenerator sowie einen Rechner aufweist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind einem nachfolgend anhand der Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispiel entnehmbar.

Es zeigt

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine Fadenführungstrommel mit Sensoreinrichtung und zugehöriger Elektronik, im Schnitt,

Fig. 2 eine schematische Schaltskizze der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Sensoreinrichtung. Fadenchangiereinrichtungen 1 in Form von Fadenführungstrommeln 7, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, sind bekannt und haben sich in der Praxis seit langem bewährt.

Solche Fadenführungstrommeln 7 weisen auf ihrem Außenumfang gekreuzt angeordnete Fadenführungsnuten 8 auf und sind über einen Montagekonus 6 mit einer angetriebenen Trommelwelle 2 verbunden. Die Trommelwelle 2 ist ihrerseits über Rollenlager 5 in einer Lagerbuchse 3 abgestützt ist. Die Lagerbuchse 3 ist in einer entsprechenden Lagerstelle des Spulstellengehäuses 4 festgelegt.

In einer der Nuten 8, vorzugsweise in einer Außennut, ist eine Überwachungseinrichtung 26 mit Sensoreinrichtungen 9 beziehungsweise 27 angeordnet. Als Sensoreinrichtung findet dabei vorzugsweise eine opto-elektronische Sensoreinrichtung 9 Verwendung, die aus einem Sender (Leuchtdiode) 10 und einem Empfänger (Transistor) 11 besteht. Im Inneren der Fadenführungstrommel 7 sind außerdem die für den erfindungsgemäßen Betrieb der Sensorelementen 10, 11 notwendigen Elektrokomponenten, wie beispielsweise die Stromversorgungseinrichtung 12 und die Schaltlogik 13 angeordnet.

Die Energie- und Datenübertragung zwischen der umlaufenden Sensoreinrichtung 9 beziehungsweise der zugehörigen Elektronik 12, 13 erfolgt berührungslos über eine Energie- und Datenübertragungseinrichtung 14, die im wesentlichen zwei Induktionsspulen 15 und 16 aufweist.

Während die als Sekundärwicklung ausgelegte Induktionsspule 16 mit der Fadenführungstrommel 7 umläuft und über Versorgungs- beziehungsweise Signalleitungen an die Stromversorgungseinrichtung 12 beziehungsweise die Schaltlogik 13 angeschlossen ist, ist die als Primärwicklung ausgelegte Induktionsspule 15 fest in der stillstehenden Lagerbuchse 3 oder einem ähnlichen Lagerstellenteil angeordnet. Die Induktionsspule 15 ist ihrerseits über Strom- und Versorgungsleitungen mit einer Steuer- und Versorgungseinheit 32 verbunden, deren wesentlichen Bauteile eine Stromerfassungseinheit 17, ein Frequenzgenerator 18 sowie eine Rechner 19 sind.

Wie in Fig. 1 und 2 angedeutet, hat der Rechner 19 einen Steuer- und Datenbusanschluß 20. Außerdem ist der Rechner 19 mit dem Frequenzgenerator 18 und über eine Signalleitung 21 mit der Stromerfassungseinheit 17 verbunden.

Anhand der Fig. 1 beziehungsweise der in Fig. 2 schematisch dargestellten Schaltskizze wird nachfolgende die Funktion der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung erläutert:

Der in den Nuten 8 der Fadenführungstrommel 7 geführte Faden 22 wird von der umlaufenden Trommel abwechselnd von einer Spulenseite auf die andere Spulenseite verlegt. Bei diesen Changiervorgängen durchläuft der Faden 22 die Sensoreinrichtung 9 beziehungsweise 27, was im Falle der opto-elektronischen Sensoreinrichtung 9 als Abschattung registriert und in Form eines elektrischen Impulses an die Schaltlogik 13 gemeldet wird. Die Schaltlogik 13 verarbeitet diesen Impuls entsprechend und schaltet einen Kontakt 25, was in Verbindung mit dem parallel geschalteten Kondensator 24 zu Veränderungen eines elektrischen Schwingkreises führt. Diese Änderungen des elektrischen Schwingkreises, die im normalen Betriebszustand periodisch, in Abhängigkeit von der Drehzahl der Fadenführungstrommel 7 erfolgen, werden über die Induktionsspulen 15 und 16 auf die Stromerfassungseinheit 17 übertragen, dort in ein vom Rechner 19 verwertbares Signal umgesetzt und über die Signalleitung 21 an den Rechner 19 weitergeleitet.

Im Rechner 19, der über eine Steuer- und Datenbusleitung 20 angesteuert werden kann und der mit dem Frequenzgenerator 18 verbunden ist, wird die Frequenz der über die Signalleitung 21 einlaufendem Impulse mit einer vorgegebenen SOLL-Frequenz verglichen und bei Abweichungen, die auf Unregelmäßigkeiten des Fadenwickelvorganges schließen lassen, ein Signal zum Abschalten der entsprechende Spulstelle ausgelöst.

Anstelle der opto-elektronischen Sensoreinrichtung 9 kann alternativ, wie in Fig. 3 dargestellt, auch eine kapazitive Sensoreinrichtung 27 Verwendung finden. Bei solchen kapazitiven Sensoreinrichtungen 27 führt der zwischen die Kondensatorplatten 29 und 30 eintauchende Faden 22 zu einer Änderung des Dielektrikums 28, was ebenfalls als elektrischer Impuls an die Schaltlogik 13 gemeldet wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt insgesamt eine wirksame, funktionssichere und kostengünstige Überwachungseinrichtung dar, die die Gefahr des Entstehens eines Wickels schon im Ansatz erkennt. Durch die vorbeschriebene Vorrichtung kann unnötiger Materialverlust vermieden werden, da die Spulstelle bereits abgeschaltet wird bevor es zu einer Wickelbildung kommen kann.

Claims (9)

1. Fadentransport- und -verlegevorrichtung, mit einer angetriebenen Fadenführungstrommel sowie einer Überwachungseinrichtung, die die Changierbewegung des aufzuwickelnden Fadens registriert und in elektrische Impulse umsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (26) Sensormittel (9, 27) aufweist, die feststehend in einer Nut (8) der Fadenführungstrommel (7) angeordnet sind.

2. Fadentransport- und -verlegevorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensormittel ein opto-elektronischer Meßwertaufnehmer (9) ist, der einen Sender (10) und einen Empfänger (11) aufweist.

3. Fadentransport- und -verlegevorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensormittel ein kapazitiver Meßwertaufnehmer (27) ist.

4. Fadentransport- und -verlegevorrichtung, nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Nut (8) der Führungstrommel (7) angeordneten Sensormittel (9, 27) an eine im Trommel inneren angeordnete Schaltlogik (13) angeschlossen sind, die ihrerseits mit einer Energie- und Datenübertragungseinrichtung (14) in Verbindung steht.

5. Fadentransport- und -verlegevorrichtung, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie- und Datenübertragung berührungslos über Induktionsspulen (15, 16) erfolgt, die als rotierender Transformator verschaltet sind.

6. Fadentransport- und -verlegevorrichtung, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule (16) mit der Fadenführungstrommel (7) umläuft, während die Induktionsspule (15) an einem feststehenden Bauteil der Führungstrommellagerung angeordnet ist.

7. Fadentransport- und -verlegevorrichtung, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Bauteil der Führungstrommellagerung eine Lagerbuchse 3 ist.

8. Fadentransport- und -verlegevorrichtung, nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule (15) an eine Steuer- und Versorgungseinheit (32) angeschlossen ist.

9. Fadentransport- und -verlegevorrichtung, nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Versorgungseinheit (32) eine Stromerfassungseinrichtung (17), einen Frequenzgenerator (18) sowie einen Rechner (19) aufweist.