DE4421912A1

DE4421912A1 - Centring of ring spindles in spinning ring

Info

Publication number: DE4421912A1
Application number: DE19944421912
Authority: DE
Inventors: Eckhard Uwe Dipl Ing Sonntag
Original assignee: Deutsche Institute fuer Textil und Faserforschung Stuttgart
Current assignee: Deutsche Institute fuer Textil und Faserforschung Stuttgart
Priority date: 1994-06-24
Filing date: 1994-06-24
Publication date: 1996-01-11

Abstract

Spindles (1) on a ring spinning or twisting machine are centred by a non-contact method with two sensors (S1, S2) at a distance (r1,r2) from the spindle surface. They enclose an angle (a) and point at the centre of the non-rotating part (3) of the machine. The spindle (1) is moved in a first direction (x) till the distances (r1,r2) are equal. It is then moved in a second direction (y) till the angles (alpha,beta) are equal, where beta is the angle subtended between the lines from the centre of the spindle to the intersection points (11,12) of the fixed part (3) and the lines enclosing the angle alpha.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zentrieren von Spindeln von Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen oder dergleichen im Lauf mittels berührungslosem Messen der Zentrizität der Spindel zu einem die Spindel umgebenden drehfesten Teil sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for centering spindles of ring spinning or ring twisting machines or the like during the run by means of contactless measurement of the centricity of the Spindle to a rotationally fixed part surrounding the spindle and a device for performing the method.

In der Ringspinnerei werden heute Spindeldrehzahlen bis zu 25 000 Umdrehungen/Minute erreicht. Eine genaue Zentrierung der rotierenden Spindel samt Hülse und Garnkörper zum Spinnring ist für die Stabilität des Spinnprozesses von außerordentlicher Wichtigkeit, da bekanntermaßen Exzentrizitäten der Spindel zu ansteigenden Fadenzugskraftschwankungen im rotierenden Fadenballon und somit zu einer höheren Beanspruchung des Fadens führen. Die Folge sind höhere Fadenbruchzahlen, schlechtere Garnqualität, höhere Garnhaarigkeit und ansteigender Faserflug sowie ein hoher Ring- und Läuferverschleiß. Die Spindeln von Spinn- oder Zwirnmaschinen werden deshalb nicht nur bei der Montage, sondern auch im Spinnereibetrieb von Zeit zu Zeit in ihrer Zentrierung zum Ring überprüft. Temperaturschwankungen, Materialverzug der Ringbank, Vibrationen oder auch ungenaue Ringbankführungen und Ringschienenhalterungen können auch während des normalen Spinnbetriebes zu Dezentrierungen einzelner Spinnstellen führen. In the ring spinning mill today spindle speeds are up to 25,000 revolutions / minute reached. An exact centering the rotating spindle together with the sleeve and package to the spinning ring is of extraordinary importance for the stability of the spinning process Importance, as is known to be the eccentricity of the Spindle to increasing thread tension fluctuations in the rotating Thread balloon and thus to a higher load of the thread. The result is higher thread break counts, poorer yarn quality, higher yarn hairiness and increasing Fiber flight as well as high ring and rotor wear. The spindles of spinning or twisting machines are therefore not only during assembly, but also in spinning checked from time to time in their centering to the ring. Temperature fluctuations, material distortion of the ring bench, vibrations or inaccurate ring bench guides and ring rail holders can also during normal spinning lead to decentering of individual spinning positions.

Eine weitere Störquelle im Spinnprozeß stellen die Präzessionsbewegungen des Kopses dar, die hauptsächlich durch Unwucht des Spindelkörpers oder des rotierenden Kopses, aber auch durch die Zugkraft des aufzuwindenden Fadens in dem Fadenabschnitt zwischen Ring und Kops entstehen können. Die Auswirkungen derartiger Präzessionsbewegungen sind die gleichen wie bei einer reinen Exzentrizität zwischen Spindel und Ring. Die Präzessionsbewegungen sind drehzahl- und unwuchtabhängig und hochfrequenter Art, so daß sie nur bei hoher zeitlicher Auflösung von Meßgeräten erfaßbar sind.Precession movements represent another source of interference in the spinning process of the cops, mainly by Imbalance of the spindle body or the rotating cop, however also by the tensile force of the thread to be wound in the thread section can arise between ring and cop. The effects such precession movements are the same like a pure eccentricity between spindle and ring. The precession movements are speed and unbalance dependent and high frequency type, so that they are only at high temporal Resolution of measuring devices can be detected.

Die Zentrierung von Spindel zu Ring erfolgte bisher mittels eines Zentrierringes, der auf die leere Spindel gesetzt wird und dessen Außendurchmesser geringfügig kleiner als der lichte Durchmesser des Spinnringes ist. Die Zentrierung erfolgt mit bloßem Auge oder einer Anzeige, gemäß welcher entweder der Spinnring oder aber die Spindel in ihrer Position so verändert werden, bis der radiale Abstand zwischen Zentrierung und Spinnring um den gesamten Umfang des Zentrierringes gleich groß ist. Eine solche Messung läßt sich nur stationär, d. h. bei stillstehender Spindel durchführen.The centering from spindle to ring has so far been carried out using a centering ring that is placed on the empty spindle and its outer diameter is slightly smaller than the inside diameter Diameter of the spinning ring is. Centering is done with naked eye or an indication according to which either the Spinning ring or the spindle changed in its position until the radial distance between centering and Spinning ring around the entire circumference of the centering ring is great. Such a measurement can only be stationary, i.e. H. Carry out with the spindle at a standstill.

Bei einem bekannten Zentriergerät (RES) erfolgt die Zentrierung von Spindel zu Ring mittels einer Zentrierhülse, die auf die Spindel gesteckt wird und dem Zentrierzylinder, der formschlüssig auf den Ringflansch gesetzt wird. Der lichte Durchmesser des Zentrierzylinders ist geringfügig größer als der Außendurchmesser der Zentrierhülse. Mittels einer induktiven Abstandsmessung und einer entsprechenden Anzeige an der Auswerteeinheit erfolgt die Zentrierung von Spindel und Ring, indem entweder der Spinnring oder aber die Spindel in ihrer Position so verändert werden, bis der radiale Abstand zwischen Zentrierhülse und Zentrierzylinder um den ganzen Umfang gleich groß ist. In a known centering device (RES), centering takes place from spindle to ring by means of a centering sleeve the spindle is inserted and the centering cylinder, which is positive is placed on the ring flange. The clear diameter the centering cylinder is slightly larger than that Outside diameter of the centering sleeve. By means of an inductive Distance measurement and a corresponding display on the evaluation unit the spindle and ring are centered, by either the spinning ring or the spindle in their Position so be changed until the radial distance between Centering sleeve and centering cylinder all around the same circumference is great.

Das beschriebene Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es nur anwendbar ist, wenn sich auf der Spindel keine Hülse und auch kein Kops befindet. Ferner müssen Ring und Spindel aus magnetisierbarem Metall sein, wobei kein Läufer auf dem Spinnring umlaufen darf. Das bedeutet, daß der Spinnprozeß für jede Zentrierung oder auch Überprüfung der Zentrierung an der betreffenden Spindel unterbrochen werden muß. Die Überprüfung und ggf. Korrektur der Exzentrizität nach dieser Methode benötigt bei einer 1000spindligen Ringspinnmaschine etwa zwei volle Tage. Ein derartiger Produktionsausfall ist in der Praxis nicht tragbar, weshalb diese Art der Zentrierung von Spindel und Ring fast ausschließlich nur bei der Montage einer neuen Spinnmaschine oder bei umfangreichen Montage- und Wartungsarbeiten durchgeführt wird. Die Erfassung der Spindelpräzession kann mit dieser Methode überhaupt nicht erreicht werden.However, the method described has the disadvantage that it only is applicable if there is no sleeve and also on the spindle no cop is located. Furthermore, the ring and spindle must be made of magnetizable Be metal with no runner on the spinning ring may circulate. This means that the spinning process for everyone Centering or checking the centering on the relevant Spindle must be interrupted. The verification and correction of the eccentricity may be required using this method about two in a 1000-spindle ring spinning machine full days. Such a loss of production is in practice not portable, which is why this type of spindle centering and ring almost exclusively when assembling one new spinning machine or for extensive assembly and maintenance work is carried out. Detection of spindle precession cannot be achieved with this method at all.

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen für Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen oder dgl., um die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden und nicht nur die Exzentrizität von Spindel zu Ring, sondern auch eine eventuelle Präzessionsbewegung zu erfassen.The invention has for its object a method and to create a device for ring spinning or ring twisting machines or the like. To avoid the disadvantages shown and not just the eccentricity from spindle to ring, but also to record a possible precession movement.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die berührungslos arbeitende Sensorik ist es möglich, bei laufender Maschine und damit ohne Produktionsausfall die Exzentrizität festzustellen. Ein Stillsetzen der Spindel ist dann allenfalls nur noch bei notwendiger Korrektur der Spindel erforderlich und auch dann nur, wenn konstruktiv bedingt, eine Verstellung der Spindel im Lauf nicht möglich ist. Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist leicht zu handhaben und wesentlich schneller als bekannte Exzentrizitätsmeßmethoden bzw. Zentriermaßnahmen. This object is solved by the features of claim 1. Thanks to the contactless sensor system, it is possible with the machine running and therefore without production downtime Determine eccentricity. The spindle is stopped then at most only if the spindle needs to be corrected required and only if a design requirement Adjustment of the spindle in the barrel is not possible. This invention Procedure is easy to use and essential faster than known eccentricity measurement methods or Centering measures.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigtThe invention is described in more detail with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 die Meßanordnung mit Exzentrizität der Spindel in X- und Y-Richtung; Figure 1 shows the measuring arrangement with eccentricity of the spindle in the X and Y directions.

Fig. 2 die Meßanordnung mit Exzentrizität der Spindel nur in Y-Richtung;2 shows the measuring arrangement with eccentricity of the spindle only in the Y direction.

Fig. 3 die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Seitensicht; Fig. 3 shows the apparatus according to the invention in side view;

Fig. 4 die erfindungsgmäße Vorrichtung in der Draufsicht. Fig. 4 shows the device according to the invention in plan view.

Die erfindungsgemäße Bestimmung der Exzentrizität von Spindel 1 zu Ring 3 erfolgt dadurch, daß zwei Signalformen parallel ausgewertet werden:The eccentricity from spindle 1 to ring 3 is determined in accordance with the invention in that two signal forms are evaluated in parallel:

Zum einen werden die Abstände r1 und r2 zwischen zwei Sensoren S1 und S2 und der Kopsoberfläche gemessen. Sind die Abstände r1 und r2 gleich, so ist der Kops 2 entweder zentrisch zum Ring 3 oder liegt auf der Y-Achse (Fig. 2).On the one hand, the distances r1 and r2 between two sensors S1 and S2 and the surface of the cop are measured. If the distances r1 and r2 are the same, the cop 2 is either centered on the ring 3 or lies on the Y axis ( FIG. 2).

Zum anderen wird die Laufzeit des Läufers 32 oder auch des Fadenballons über eine Strecke des Ringes mittels eines signifikanten Signals gemessen, aus der sich Winkelverhältnisse ableiten lassen.On the other hand, the running time of the rotor 32 or the thread balloon over a distance of the ring is measured by means of a significant signal, from which angular relationships can be derived.

Zur Durchführung der Messung werden zwei Sensoren S1 und S2 in einem Winkel α zu einander versetzt in Position gebracht und auf das Zentrum des Ringes 3 gerichtet, auf das die Spindel 1 zentriert werden soll. Zur Positionierung der beiden Sensoren S1 und S2 wird eine Referenzfläche benutzt. Dies kann die Kante 33 der Ringbank 31 oder der Spinnring 3 selber oder eine andere an dem Spinnring 3 befestigte Vorrichtung sein. Vorzugsweise dient ein Prisma 45 als Anschlag für die Meßvorrichtung 4, auf der die Sensoren S1 und S2 angeordnet sind. Dieses Prisma 45 stützt sich an dem Spinnring 3 ab und definiert somit den Abstand der beiden Sensoren S1 und S2 zum Zentrum des Spinnringes 3 bzw. zum Spinnring 3 selbst, den die Meßstrahlen der Sensoren S1 im Punkt 11 und S2 im Punkt 12 schneiden. Dieses Prisma 45 ist deshalb jeweils auf den Durchmesser des Spinnringes 3 abzustimmen und wird an der Meßvorrichtung 4 ausgewechselt, je nachdem, welche Spinnringgröße an der Maschine verwendet ist. Da das Meßgerät 4 durch das Prisma 45 zwar abstandsmäßig, aber noch nicht winkelmäßig auf das Zentrum des Spinnringes 3 ausgerichtet ist, kann mittels eines weiteren verstellbaren Anschlages 46, der sich an der Ringbankkante 33 abstützt und in einem seitlichen Abstand zum Prisma 45 angeordnet ist, das Meßgerät 4 und damit die auf ihm befestigten Sensoren S1 und S2 so auf das Zentrum des Ringes 3 positioniert werden, daß an jedem Ring 3 auch winkelmäßig stets die gleiche Meßposition eingenommen wird.To carry out the measurement, two sensors S1 and S2 are positioned at an angle α to one another and directed towards the center of the ring 3 , on which the spindle 1 is to be centered. A reference surface is used to position the two sensors S1 and S2. This can be the edge 33 of the ring bank 31 or the spinning ring 3 itself or another device attached to the spinning ring 3 . A prism 45 preferably serves as a stop for the measuring device 4 , on which the sensors S1 and S2 are arranged. This prism 45 is supported on the spinning ring 3 and thus defines the distance between the two sensors S1 and S2 to the center of the spinning ring 3 and to the spinning ring 3 itself, which the measuring beams of the sensors S1 intersect at point 11 and S2 at point 12 . This prism 45 must therefore be matched to the diameter of the spinning ring 3 and is exchanged on the measuring device 4 , depending on the size of the spinning ring used on the machine. Since the measuring device 4 is oriented by the prism 45 at a distance, but not yet at an angle, to the center of the spinning ring 3 , a further adjustable stop 46 , which is supported on the ring bench edge 33 and is arranged at a lateral distance from the prism 45 , The measuring device 4 and thus the sensors S1 and S2 attached to it are positioned on the center of the ring 3 in such a way that the same measuring position is always assumed on each ring 3 .

An sich ist diese winkelmäßige Positionierung für das Zentrieren nicht erforderlich, da die Koordinaten zur Bestimmung der Lage des Spindelzentrums zum Ringzentrum durch das Meßgerät 4 und die Positionierung der beiden Sensoren S1 und S2 vorgegeben sind.As such, this angular positioning is not necessary for centering, since the coordinates for determining the position of the spindle center relative to the ring center are specified by the measuring device 4 and the positioning of the two sensors S1 and S2.

Anstelle des auswechselbaren Prismas 45 und den auf der Grundplatte 41 fest montierten Sensoren S1 und S2 können die Sensoren S1 und S2 auch gegenüber dem Prisma 45 verschiebbar in der Meßvorrichtung 4 angeordnet sein. In diesem Fall ist durch das Prisma 45 und den Anschlag 46 die Meßvorrichtung 4 positioniert, während die Sensoren S1 und S2, die zweckmäßig gemeinsam auf einem Schlitten in dem Winkel α zueinander angeordnet sind, noch so weit auf den Spinnring 3 hin verschoben werden, bis der Schnittpunkt der Meßstrahlen im Zentrum des Ringes 3 liegt. Instead of the exchangeable prism 45 and the sensors S1 and S2 fixedly mounted on the base plate 41 , the sensors S1 and S2 can also be arranged displaceably in the measuring device 4 with respect to the prism 45 . In this case, the measuring device 4 is positioned by the prism 45 and the stop 46 , while the sensors S1 and S2, which are expediently arranged together on a slide at an angle α to one another, are still displaced onto the spinning ring 3 until the intersection of the measuring beams lies in the center of the ring 3 .

Für den Winkel α kann ein beliebiger Wert zwischen 0 und 180° gewählt werden. Es hat sich jedoch als zweckmäßig für die Positionierung am Spinnring 3 erwiesen, einen Winkel von 90° zu wählen.Any value between 0 and 180 ° can be selected for the angle α. However, it has proven to be advantageous for the positioning on the spinning ring 3 to choose an angle of 90 °.

Die Sensoren S1 und S2 werden außerdem in der Höhe so eingestellt, daß die Meßstrahlen über den Spinnring 3 hinweg die Oberfläche der rotierenden Spindel 1, der Hülse oder des Kopses 2 erreichen, andererseits aber auch den auf dem Ring 3 umlaufenden Läufer 32 treffen können, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.The sensors S1 and S2 are also adjusted in height so that the measuring beams reach the surface of the rotating spindle 1 , the sleeve or the cop 2 over the spinning ring 3 , but on the other hand they can also hit the rotor 32 rotating on the ring 3 , as shown in Fig. 3.

Die Sensoren S1 und S2 arbeiten berührungslos. Bevorzugt werden Laser-Triangulationssensoren, da Laserstrahlen in der Lage sind, sehr schnell Messungen durchzuführen. In Anbetracht dessen, daß die Spindel 1 bereits durch ihre Drehzahl eine Umlauffrequenz von 100 Hz und mehr erreicht, sind für die Abstandsmessung und die Feststellung der Präzession etwa 3 kHz als Meßfrequenz der Sensoren S1 und S2 ausreichend. Damit können etwa 10 Meßpunkte während einer Spindelumdrehung bestimmt werden, was zur Aufzeichnung der Präzessionskurve genügt. Diese Meßfrequenz wird mit diesen Laser-Triangulationssensoren erreicht. Natürlich können auch andere Sensoren S1 und S2 benutzt werden, die nach anderen elektromagnetischen oder akustischen Prinzipien arbeiten, falls die erforderliche Meßfrequenz ausreicht. Die Sensorik als solche ist nicht Gegenstand der Erfindung. Die Arbeitsweise ist bekannt und in Melliand Textilberichte 12/93, Seite 1212, unter Abschnitt 3.5 im einzelnen beschrieben.The sensors S1 and S2 work without contact. Laser triangulation sensors are preferred because laser beams are able to carry out measurements very quickly. In view of the fact that the spindle 1 already achieves a rotational frequency of 100 Hz and more due to its rotational speed, about 3 kHz as the measuring frequency of the sensors S1 and S2 are sufficient for the distance measurement and the determination of the precession. This means that around 10 measuring points can be determined during one spindle revolution, which is sufficient to record the precession curve. This measurement frequency is achieved with these laser triangulation sensors. Of course, other sensors S1 and S2 can also be used, which operate according to other electromagnetic or acoustic principles if the required measuring frequency is sufficient. The sensor system as such is not the subject of the invention. The method of operation is known and is described in detail in Section 3.5 of Melliand Textile Reports 12/93, page 1212.

Wie oben bereits erwähnt, werden über die Sensoren S1 und S2 die Abstände r1 und r2 zwischen den Schnittpunkten 11 und 12 auf dem Ring 3 und der Kopsoberfläche ermittelt.As already mentioned above, the distances r1 and r2 between the intersection points 11 and 12 on the ring 3 and the cop surface are determined via the sensors S1 and S2.

Zur Bestimmung der Exzentrizität ist jedoch noch eine andere Messung erforderlich, um aus Winkelverhältnissen die Zentrizität von Ring 3 und Kops 2 ableiten zu können. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, schneiden die Meßstrahlen der Sensoren S1 und S2 den Ring 3 am Punkt 11 bzw. 12. Die jeweils durch diese Punkte 11 und 12 zum Mittelpunkt der Spindel 1 gelegten Geraden schließen einen Winkel β ein. Dieser Spindelzentrumswinkel β ist somit der eingeschlossene Winkel zwischen den Punkten 11 und 12, an denen die Sensoren S1 und S2 den Läufer 32 erfassen, und dem momentanen Mittelpunkt des Kopses 2 bzw. der Spindel 1. Wird nun beispielsweise zwischen den beiden Punkten 11 und 12 die Zeit t1 gemessen, die vom Läufer 32 benötigt wird, um diese Strecke zwischen den Punkten 11 und 12 zurückzulegen, andererseits die Zeit t_p festgestellt, die der Läufer 32 benötigt, um zweimal hintereinander von dem Sensor S1 oder dem Sensor S2 erfaßt zu werden, so ist hiermit die Dauer der Umlaufperiode (360°) festgestellt. Durch eine relative Zeitabstandsmessung mittels dieser Signale, einmal von Sensor S1 zu Sensor S2 und dann von Sensor S2 zu Sensor S1 wird auf diese Weise die Stellung des Kopses 2 bzw. der Spindel 1 exakt festgestellt.However, another measurement is required to determine the eccentricity in order to derive the centricity of ring 3 and cop 2 from angular relationships. As can be seen from FIG. 1, the measuring beams from sensors S1 and S2 intersect ring 3 at points 11 and 12, respectively. The straight lines through these points 11 and 12 to the center of the spindle 1 enclose an angle β. This spindle center angle β is thus the included angle between the points 11 and 12 at which the sensors S1 and S2 detect the rotor 32 and the current center of the cop 2 or the spindle 1 . If, for example, the time t1 is required between the two points 11 and 12 , which is required by the runner 32 to cover this distance between the points 11 and 12 , on the other hand, the time t _p which the runner 32 needs to travel twice in succession is determined to be detected by the sensor S1 or the sensor S2, the duration of the circulation period (360 °) is hereby determined. By means of a relative time interval measurement using these signals, first from sensor S1 to sensor S2 and then from sensor S2 to sensor S1, the position of the cop 2 or the spindle 1 is determined exactly in this way.

Für die Feststellung der Laufzeiten t₁ und t_p muß der Sensor S1 bzw. S2 wie ein Impulsgenerator arbeiten. Hierfür bestimmt sich seine Meßfrequenz nach der Läufergeschwindigkeit und der Breite des Läufers 32. Für die üblichen Spinnbedingungen muß die Meßfrequenz bei etwa 50 bis 100 kHz liegen.To determine the transit times t 1 and t _p , the sensor S1 or S2 must work like a pulse generator. For this purpose, its measuring frequency is determined according to the rotor speed and the width of the rotor 32 . For the usual spinning conditions, the measuring frequency must be around 50 to 100 kHz.

Das Verhältnis der Laufzeiten t₁ zu t_p entspricht dem Verhältnis des Winkels β zu dem Umlaufwinkel einer Periode (=360°). Es ergibt sich somit die BeziehungThe ratio of the transit times t 1 to t _p corresponds to the ratio of the angle β to the circumferential angle of a period (= 360 °). The relationship thus arises

Aus der Laufzeitmessung von t₁ und t_p ist somit der Winkel bestimmt:The angle is thus determined from the transit time measurement of t 1 and t _p :

Zur Bestimmung der Zeit t₁ kann statt des Läufers 32 auch der Fadenballon herangezogen werden, da dieser mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit ω wie der Läufer 32 umläuft. Auch eine Erhebung auf der Kopsoberfläche (Garnhubbel) kann zur Erzeugung dieses Signales verwendet werden.To determine the time t 1, the thread balloon can also be used instead of the rotor 32 , since this rotates at the same angular velocity ω as the rotor 32 . An elevation on the bobbin surface (yarn hub) can also be used to generate this signal.

Gemäß Fig. 1 sind die Abstände r1 und r2 von den Punkten 11 und 12 zur Kopsoberfläche verschieden. Wird jetzt die Spindel 1 in Richtung der X-Achse soweit verschoben, daß die Abstände r1 und r2 gleich sind, so liegt der Mittelpunkt der Spindel 1 nunmehr auf der Y-Achse, wie in Fig. 2 dargestellt. Das bedeutet jedoch noch nicht, daß der Kops 2 zentrisch liegt. Er kann in Richtung auf die Y-Achse noch verschoben sein.Referring to FIG. 1, the distances are different r1 and r2 from the points 11 and 12 to the cop surface. If the spindle 1 is now displaced in the direction of the X-axis to such an extent that the distances r1 and r2 are equal, the center of the spindle 1 now lies on the Y-axis, as shown in FIG. 2. However, this does not mean that the cop 2 is centered. It can still be shifted in the direction of the Y axis.

Für die Zentrizität von Spindel 1 und Ring 3 ist noch eine zweite Bedingung zu erfüllen, nämlich, daß der fest eingeschlossene Winkel α zwischen den beiden Sensoren S1 und S2 und der aus der Laufzeitmessung ermittelte Spindelzentrumswinkel β gleich sind. Durch Verschieben der Spindel 1 in Richtung der Y-Achse solange, bis die beiden Winkel α und β übereinstimmen, wird die Spindel 1 in das Zentrum des Ringes 3 gebracht. Die Zentrierung ist damit abgeschlossen. Bei zentrierter Spindel sind sowohl die Abstände r1 und r2 als auch die Winkel α und β identisch.For the centricity of spindle 1 and ring 3 , a second condition has to be met, namely that the firmly included angle α between the two sensors S1 and S2 and the spindle center angle β determined from the transit time measurement are the same. By moving the spindle 1 in the direction of the Y axis until the two angles α and β coincide, the spindle 1 is brought into the center of the ring 3 . The centering is now complete. With the spindle centered, the distances r1 and r2 as well as the angles α and β are identical.

Abstands- und Laufzeitmessung zusammen genügen, um über eine entsprechende Meßverarbeitung die Exzentrizität und damit den Mittelpunkt der Spindel 1 gegenüber den Koordinatenachsen X und Y anzugeben. Durch die hohe Meßfrequenz werden auch die Präzessionsbewegungen der Spindel 1 erfaßt. Distance and transit time measurement together are sufficient to indicate the eccentricity and thus the center point of the spindle 1 with respect to the coordinate axes X and Y via a corresponding measurement processing. Due to the high measuring frequency, the precession movements of the spindle 1 are also detected.

Zur Durchführung des Meß- und Zentriervorganges sind die einzelnen Meßelemente in einem Meßgerät 4 zusammengefaßt. Das Meßgerät 4 besteht aus einer Grundplatte 41 mit Füßen 42 und einem Traggriff 43. An dem einen Ende der Grundplatte 41 ist ein Prisma 45 auswechselbar angeordnet. Auf der Grundplatte 41 des Meßgerätes 4 ist ferner die gesamte Elektronik zur Auswertung der Messungen, die elektrische Versorgung in Form eines Akkus 47 neben den Sensoren S1 und S2 untergebracht. Um eine Protokollausgabe auf einen Drucker zur Qualitätskontrolle zu ermöglichen, ist eine Schnittstelle für einen entsprechenden Ausgang vorgesehen.To carry out the measuring and centering process, the individual measuring elements are combined in a measuring device 4 . The measuring device 4 consists of a base plate 41 with feet 42 and a carrying handle 43 . A prism 45 is interchangeably arranged at one end of the base plate 41 . On the base plate 41 of the measuring device 4 , the entire electronics for evaluating the measurements and the electrical supply in the form of a rechargeable battery 47 are accommodated next to the sensors S1 and S2. To enable log output to a printer for quality control, an interface is provided for a corresponding output.

Wie bereits erwähnt, wird dieses Prisma 45 an die jeweiligen geometrischen Anforderungen der unterschiedlichen Maschinentypen angepaßt, insbesondere an den jeweils verwendeten Ringdurchmesser. Die Oberfläche der am Spinnring 3 anliegenden Flächen des Prismas 45 und des Anschlages 46 sollte verschleißfest sein, um Ungenauigkeiten der Messungen durch Abnutzung der Anschlagflächen zu vermeiden.As already mentioned, this prism 45 is adapted to the respective geometric requirements of the different machine types, in particular to the ring diameter used in each case. The surface of the surfaces of the prism 45 and the stop 46 abutting the spinning ring 3 should be wear-resistant in order to avoid inaccuracies in the measurements due to wear of the stop surfaces.

Wichtig ist, daß die von den Sensoren S1 und S2 ausgesandten elektromagnetischen oder mechanischen Wellen genau auf den Mittelpunkt des Ringes 3 justitiert sind. Dies kann sowohl durch die Genauigkeit der Anschlagsflächen des Wechselprismas 45 als auch bei konstanter Prismaform durch Verschieben und Feineinstellung der Sensoren S1 und S2 erfolgen. Um das Gerät 4 (Vorrichtung) abzugleichen oder elektronische Drifte auszuschließen, wird vor Beginn einer Meßreihe eine Kalibrierung mittels (Stufen-)Zylinder durchgeführt. Die gemessenen Abstände von Sensor zu Zylinderoberfläche müssen dann gleich groß sein - andernfalls wird elektronisch kalibriert. Das Gerät 4 wird für die Messung auf die Ringbank 31 aufgesetzt und stützt sich über das Prisma 45 am Ring 3 und über den Anschlag 46 an der Ringbankkante 33 oder einem anderen geeigneten Maschinenteil ab, um eine winkelmäßige Verdrehung um den Spinnring 3 zu verhindern. Das Prisma 45 selbst darf nur so hoch sein, daß der Läufer 32 bei seinem Umlauf auf dem Ring 3 nicht gehindert ist, andererseits der Sensor S1 oder S2 den Läufer 32 erfaßt. Ein Aufsetzen der Meßvorrichtung 4 genau horizontal ist nicht wesentlich, da dieser Winkel, wenn einer auftritt, bei der Messung keine Rolle spielt. Die Messung selber dauert etwa zwei bis drei Sekunden und wird in einem LCD-Bild 44 in den durch die Anordnung der Sensoren S1 und S2 bestimmten Koordinaten X und Y aufgezeigt, so daß die Exzentrizität direkt sichtbar wird. Wie oben bereits erwähnt, kann für das Prisma 45 an sich jeder Winkel zwischen 0 und 180° gewählt werden. Der Winkel α=90° eignet sich am besten für das Anbringen des Gerätes. Mathematisch gesehen wäre ein Winkel α=120° am günstigsten.It is important that the electromagnetic or mechanical waves emitted by sensors S1 and S2 are precisely adjusted to the center of the ring 3 . This can be done both by the accuracy of the abutment surfaces of the interchangeable prism 45 and, in the case of a constant prism shape, by shifting and fine-tuning the sensors S1 and S2. In order to adjust the device 4 (device) or to exclude electronic drifts, a calibration is carried out using a (step) cylinder before the start of a series of measurements. The measured distances from the sensor to the cylinder surface must then be the same size - otherwise the system is calibrated electronically. The device 4 is placed on the ring bench 31 for the measurement and is supported by the prism 45 on the ring 3 and by the stop 46 on the ring bench edge 33 or another suitable machine part in order to prevent angular rotation about the spinning ring 3 . The prism 45 itself may only be so high that the rotor 32 is not hindered in its circulation on the ring 3 , on the other hand the sensor S1 or S2 detects the rotor 32 . Placing the measuring device 4 exactly horizontally is not essential, since this angle, if one occurs, does not play a role in the measurement. The measurement itself takes about two to three seconds and is shown in an LCD image 44 in the coordinates X and Y determined by the arrangement of the sensors S1 and S2, so that the eccentricity is directly visible. As already mentioned above, any angle between 0 and 180 ° can be selected per se for the prism 45 . The angle α = 90 ° is best suited for attaching the device. Mathematically, an angle α = 120 ° would be the best.

Zur Bestimmung der Präzessionsbewegung dient die hochfrequente Abstandsänderung der Kopsoberfläche über der Zeit.The high-frequency is used to determine the precession movement Distance change of the cop surface over time.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden zwei Sensoren S1 und S2 verwendet, die sowohl die Abstands- als auch die Laufzeitmessung durchführen. Selbstverständlich können für die Laufzeitmessung auch separate Sensoren verwendet werden. Das hat sogar den Vorteil, daß wesentlich billigere Sensoren eingesetzt werden können, da die Laufzeit zwar eine hohe Meßfrequenz, aber nur einen einfachen Impulsgeber benötigt. Für die Abstandsmessung wird zwar ein wesentlich komplizierterer Sensor, aber für eine erheblich niedrigere Meßfrequenz benötigt.In the described embodiment, two sensors S1 and S2 are used, both the distance and the Carry out runtime measurement. Of course, for the Runtime measurement also separate sensors can be used. The even has the advantage that much cheaper sensors are used because the running time is a high measuring frequency, but only needs a simple pulse generator. For the Distance measurement is a much more complicated sensor, but needed for a significantly lower measuring frequency.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Spindel 1 gegenüber dem Ring 3 in X- und Y-Richtung soweit verschoben, bis sich das Zentrum der Spindel 1 mit dem Zentrum des Ringes 3 deckt. Bei verschiedenen Ringspinnmaschinentypen ist jedoch die Spindel fest in der Spindelbank montiert und die Ringe werden auf das Zentrum der Spindel zentriert und entsprechend in der Ringbank bei der Justage verschoben. Selbstverständlich läßt sich auch die Zentrierung der Ringe gegenüber der Spindel gemäß dem erfindunsgemäßen Verfahren mit dem Meßgerät 4 durchführen. Das Meßgerät 4 mit dem Prisma 45 wird in gleicher Weise wie bereits beschrieben, an den Ring 3 angesetzt und mit einer Klammerung so mit dem Ring 3 verbunden, daß der Spinnring 3 und das Meßgerät 4 zusammen in X- und Y-Richtung soweit verschoben werden können, bis das Zentrum des Ringes sich mit dem Zentrum der Spindel deckt. Auch hier wird zuerst eine Verschiebung in Maschinenlängsrichtung X vorgenommen, bis die Abstände r1 und r2 zur Spindeloberfläche gleich sind. Sodann erfolgt eine Verschiebung des Ringes 3 mit dem Meßgerät 4 in Richtung Y quer zur Maschinenlängsrichtung X. Bis der Winkel β gleich dem Winkel α ist.In the described embodiment, the spindle 1 is shifted relative to the ring 3 in the X and Y directions until the center of the spindle 1 coincides with the center of the ring 3 . With various ring spinning machine types, however, the spindle is firmly mounted in the spindle bench and the rings are centered on the center of the spindle and accordingly shifted in the ring bench during adjustment. Of course, the rings can be centered with respect to the spindle in accordance with the method according to the invention with the measuring device 4 . The measuring device 4 with the prism 45 is as already described in the same manner attached to the ring 3 and connected with a stapling with the ring 3, that the spinning ring 3 and the measuring device 4 together in the X and Y directions are displaced so far until the center of the ring coincides with the center of the spindle. Here too, a shift in the machine longitudinal direction X is carried out until the distances r1 and r2 to the spindle surface are the same. Then there is a displacement of the ring 3 with the measuring device 4 in the direction Y transverse to the machine longitudinal direction X. Until the angle β is equal to the angle α.

Die Erfindung erlaubt es, auf einfache und schnellere Weise als bei bekannten Exzentrizitätsmeßmethoden an Spinn- oder Zwirnmaschinen, bei denen es auf eine Zentrizität von Spindel und einem die Spindel umgebenden drehfesten Teil ankommt, einzustellen und zu kontrollieren. Die Meßmethode ist berührungslos, so daß kein Maschinenstillstand und damit auch keinerlei Produktionsausfall erforderlich wird. Eine handliche Vorrichtung ist so ausgebildet, daß die Sensorik zur Messung direkt an der Maschine aufgesetzt werden kann und während eines beliebigen Zeitpunktes des Spinnprozesses - sei es bei vollem Kops oder bei leerer Spindel, sei es an der Spitze oder in der Mitte des Kopses 2 - die Exzentrizität und auch die Präzessionsbewegungen der rotierenden Spindel 1 gemessen werden können. Die Auswirkungen der Justage sind durch Display-Darstellung direkt sichtbar und ablesbar.The invention makes it possible to set and control in a simple and faster manner than in the case of known eccentricity measurement methods on spinning or twisting machines, in which a centricity of the spindle and a rotationally fixed part surrounding the spindle are important. The measuring method is non-contact, so that no machine downtime and therefore no production downtime is required. A handy device is designed in such a way that the sensors for measurement can be placed directly on the machine and during any point in the spinning process - be it with a full cop or with an empty spindle, be it at the tip or in the middle of cop 2 - the eccentricity and also the precession movements of the rotating spindle 1 can be measured. The effects of the adjustment are directly visible and readable on the display.

BezugszeichenlisteReference list

1 Spindel
2 Kops
3 Ring
31 Ringbank
32 Läufer
33 Ringbankkante
4 Meßgerät
41 Grundplatte
42 Füße
43 Tragegriff
44 Anzeigedisplay
45 Prisma
46 Anschlag
47 Stromversorgung
11 Schnittpunkt
12 Schnittpunkt
S1, S2 Sensoren
ω Winkelgeschwindigkeit des Läufers bzw. Fadenballons
r1 Abstand Kopsoberfläche zum Ring (S1)
r2 Abstand Kopsoberfläche zum Ring (S2)
α Ringzentrumswinkel
β Spindelzentrumswinkel 1 spindle
2 cops
3 ring
31 ring bench
32 runners
33 ring bench edge
4 measuring device
41 base plate
42 feet
43 handle
44 display
45 prism
46 stop
47 Power supply
11 intersection
12 intersection
S1, S2 sensors
ω angular velocity of the rotor or thread balloon
r1 distance from the surface of the cop to the ring (S1)
r2 distance from the surface of the cop to the ring (S2)
α ring center angle
β spindle center angle

Claims

1. A method for centering spindles of ring spinning or ring twisting machines or the like. In the run by means of contactless measurement of the centricity of the spindle to a rotationally fixed part surrounding the spindle, characterized in that by means of two aligned with the center of the rotationally fixed part ( 3 ), in an angle (α) to each other sensors (S1, S2) the distance (r₁, r₂) from the spindle surface to the non-rotatable part ( 3 ) is determined that according to the result, the spindle ( 1 ) relative to the non-rotatable part ( 3 ) in a first direction (x) is shifted until the distances (r₁, r₂) are the same, that further the angle directed towards the spindle center (β) between the intersection points ( 11, 12 ) of the sensors (S1, S2 ) outgoing, the angle (α) forming straight line with the non-rotatable part ( 3 ) is determined, and the spindle ( 1 ) in a second direction (y) on the measuring device ( 4 ) so far out ben until the angles (α, β) match.

2. The method according to claim 1, characterized in that according to the result of the distance measurement of the non-rotatable part ( 3 ) together with the measuring device ( 4 ) in the first direction (x) is shifted until the distances (r₁, r₂) are equal are, and after determining the spindle center angle (β) the non-rotatable part ( 3 ) together with the measuring device ( 4 ) in the second direction (y) until the angles (α, β) match.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that to determine the distances (r₁, r₂) between the spindle ( 1 ) surrounding the non-rotatable part ( 3 ) and the spindle surface, the sensors (S1, S2) each send out signals be reflected on the surface of the spindle ( 1 ) or of the cop ( 2 ) sitting on the spindle ( 1 ) (triangulation principle).

4. The method according to claim 2, characterized in that the sensors (S1, S2) work with electromagnetic or acoustic waves and a measuring frequency which is at least 10 times the speed of the spindle to be centered ( 1 ).

5. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that for the determination of the spindle center angle (β) a periodically recurring signal is recorded with the speed of the spindle ( 1 ), the transit time (t₁) for the distance between the Sensor (S1) and the sensor (S2) is determined and set in relation to the time (t _p ) in which the signal returns.

6. The method according to claim 4, characterized in that the signal is generated by the rotor ( 32 ) rotating on the spinning ring ( 1 ).

7. The method according to claim 4, characterized in that the signal is generated by the circulating thread.

8. The method according to claim 4, characterized in that the signal through a striking unevenness on the surface of the cop is produced.

9. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the angle (α) between the Sensors (S1, S2) is 90 °.

10. The device for performing the method according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that two at an angle (α) to each other and to the center of the rotationally fixed part ( 3 ) directed distance sensors (S1, S2) are provided.

11. The device according to claim 9, characterized in that the distance sensors (S1, S2) as laser triangulation sensors are trained.

12. The apparatus according to claim 9, characterized in that the rotationally fixed part surrounding the spindle ( 1 ) is a spinning ring ( 3 ) on which a ring traveler ( 31 ) rotates.

13. The device according to one or more of claims 9 to 11, characterized in that the sensors (S1, S2) are arranged so that they detect both the cop surface and the ring traveler ( 32 ).

14. The device according to one or more of claims 9 to 12, characterized in that for the distance measurement and separate sensors for the runtime measurement are provided.

15. The device according to one or more of claims 9 to 13, characterized in that stops ( 45, 46 ) for fixing the sensors (S1, S2) with respect to the non-rotatable part ( 3 ) are provided.

16. The apparatus according to claim 14, characterized in that one of the stops is designed as a prism ( 45 ) which is supported on the non-rotatable part ( 3 ).

17. The apparatus according to claim 15, characterized in that the prism ( 45 ) is matched to a size of the rotationally fixed part ( 3 ) and is interchangeable.

18. The device according to one or more of claims 14 to 16, characterized in that the stops ( 45, 46 ) are adjustable.

19. The device according to one or more of claims 9 to 17, characterized in that the sensors (S1, S2) on a sled are arranged together.

20. The device according to one or more of claims 9 to 18, characterized in that the elements necessary for the measurement (S1, S2, 45 , 46 ) are combined in a portable measuring device ( 4 ) together with an evaluation electronics and a display ( 44 ) are.

21. The apparatus according to claim 19, characterized in that the measuring device ( 4 ) can be connected to the non-rotatable part ( 3 ) such that the measuring device ( 4 ) together with the non-rotatable part ( 3 ) in the direction of the coordinates (x, y) is movable.