DE69906667T2

DE69906667T2 - Signalgeber

Info

Publication number: DE69906667T2
Application number: DE69906667T
Authority: DE
Inventors: Roland Calmerklint; Jonas Lindholm
Original assignee: Eltex of Sweden AB
Current assignee: Eltex of Sweden AB
Priority date: 1998-05-19
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2019-05-13
Also published as: DE69906667D1; WO1999059909A1; EP1005435B1; SE9801775L; EP1005435A1; SE517300C2; SE9801775D0; AU4539099A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Solche Vorrichtungen sind in WO-A1-9713131, US-A-5136202 und US-A-3526130 offenbart.
In den letzten Jahren wurden zahlreiche verschiedene Arten von Vorrichtungen zur Überwachung von Fäden, z. B. der Fadenspannung, Fadenbewegung und so weiter, während verschiedener Phasen des Maschinenbetriebszykius erzeugt. Schwierigkeiten treten insbesondere bei solchen Maschinen wie Nähmaschinen auf, da Geschwindigkeiten extrem hoch, die erforderlichen Zeitzyklen extrem kurz und die Fadenarten äußerst unterschiedlich sind. Bei solchen Maschinen ist es wünschenswert, den Faden in einem Stich zu überwachen und somit in der Lage zu sein, ein oder mehrere Signale zu untersuchen, die verschiedenen Fadeneigenschaften während des Stichvorganges entsprechen. Vorrichtungen nach dem Stand der Technik haben sich bisher als nicht in, der Lage erwiesen, die erforderlichen Kriterien zu erfüllen. Bei Webstühlen gibt es auch einen extremen Bedarf hinsichtlich der Möglichkeit, die Spannung zu überwachen, insbesondere beim Schussfaden in einem Schuss.
Die Aufgabe, welche die Grundlage der vorliegenden Erfindung bildet, ist die Ausführung einer solchen Vorrichtung.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung mit der als- Einleitung offenbarten Vorrichtung gelöst, welche die kennzeichnenden Merkmale aufweist, die in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt sind.
Es hat sich gezeigt, dass die so ausgeführte Vorrichtung auf Grund der vorliegenden Erfindung extrem hohe Ansprüche bezüglich einer Unempfindlichkeit gegenüber Maschinenvibrationen; einfachem Design und einfacher Konstruktion und geringen Produktionskosten erfüllt. Ferner hat sich gezeigt, dass eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein außerordentlich gutes Signal liefert, das klar und eindeutig ist, wodurch es möglich ist, nur Teile des Signals mit hoher Genauigkeit zu untersuchen und zu überwachen, z. B. hinsichtlich der Zeit kurze Teile des Signals, und dadurch aus einer derartigen Überwachung eine Steuerung der Maschine, die mit der Vorrichtung ausgestattet ist, zu entwickeln. Ein Prototyp der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat sich des Weiteren als extrem beständig gegenüber Maschinenvibrationen erwiesen, und es hat sich gezeigt, dass er das Erfassen äußerst geringer Kraftgrößen und äußerst geringer Änderungen solcher Kraftgrößen ermöglicht. Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist außerdem so schnell, dass sie sowohl für statische Zyklen als auch dynamische Zyklen verwendet werden kann.
Eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun in der Folge unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen in näheren Einzelheiten beschrieben. 1 zeigt in großem Maßstab eine Draufsicht von oben auf einen Teil einer Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt ein Kopplungsdiagramm von Abschnitten des Teils, der in 1 dargestellt ist. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. 4 ist ein Seitenaufriss der Ausführungsform, die in 3 dargestellt ist. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Konstruktion mit einer Anzahl von Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung, die zur Bildung einer Einheit zur Überwachung einer großen Anzahl von Fäden kombiniert sind. 6 ist eine perspektivische Ansicht der Konstruktion, die in 5 dargestellt ist, wobei die darin enthaltenen Teile der Deutlichkeit wegen in auseinander gezogenem Zustand dargestellt sind. 7 ist ein Diagramm eines Signals von einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Webstuhl. 8 ist ein Diagramm eines Signals von einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem anderen Webstuhl. 9 ist ein Diagramm eines weiteren Beispiels für ein Signal. 10 ist ein Diagramm des Signals von 9 nach dem Filtern, z. B. Mittelwertfiltern. 11 ist ein Kopplungsdiagramm einer elektronischen Schaltung zur Auswertung der Signale von einer Konstruktion der in 5 dargestellten Art. 12 zeigt eine Ansicht ähnlich jener von 1 von einer anderen Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 1 ist ein Teil einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Maßstab 10 : 1 und in der Form einer keramischen Platte oder Zunge 1 dargestellt, die vorzugsweise aus Aluminiumoxid gefertigt ist. Auf der Platte oder Zunge 1 sind vier Widerstände R1, R2, R3 und R4 durch Anwendung der an sich bekannten Dickfilmtechnologie angebracht. Die vier Widerstände R1, R2, R3 und R4 sind jeweils in einem Eck eines Rechtecks angeordnet und durch elektrische Leiter A, B, C, D, die auf der Platte 1 angeordnet sind, miteinander verbunden. Am Ende der Platte 1, das den Widerständen R3, R4 am nächsten liegt, haben die Leiter A, B, C, D Kontaktabschnitte 2, 3, 4, 5. Auf der Platte 1 sind weitere Leiter 6 und 7 mit Verbindungsabschnitten 8 und 9 für die etwaige Anordnung eines Thermistors zwischen den Kontaktabschnitten 8 und 9 vorgesehen, um ein Signal zu erzeugen, das der Temperatur der Platte an oder in den Widerständen R1 und R2 entspricht. Die Kontaktabschnitte 8 und 9 sind ausführlicher in dem Kreis dargestellt. Der Leiter 6 hat einen Kontaktabschnitt 10 neben den übrigen Kontaktabschnitten 2 bis 5, und der Leiter 7 ist mit dem Leiter A kombiniert. Zwischen den Widerständen R1 und R2 und den Widerständen R3 und R4 hat die Platte oder Zunge 1 einen Spannabschnitt, der durch eine Phantomlinie nahe den Widerständen R1 und R2 und durch eine Phantomlinie nahe den Widerständen A3 und R4. dargestellt ist. Es hat sich als Vorteil erwiesen, dass die Widerstände R3 und R4 wie die Widerstände R1 und R2 freiliegen. Daher sollten die Widerstände R1 und R2 wie auch die Widerstände R3 und R4 im Prinzip frei von etwaigen Montage- oder Spannvorrichtungen sein. Die Platte 1 oder Zunge 1 ist so gespannt, dass das gegenüberliegende Ende in Bezug auf die Kontaktbereiche 2 bis 5 in dem Pfad des Fadens liegt der zu überwachen. ist. Beim Riegen der Platte oder Zunge 1 werden die Widerstände R1 und R2 einer Zugspannung ausgesetzt, wodurch sich der Widerstand darin ändert. Diese Änderung des Widerstandes wird mit Hilfe einer an sich bekannten elektronischen Schaltungsanordnung erfasst, die vorzugsweise über einen Differenzialverstärker an die Brückenschaltung gekoppelt ist, die in 2 dargestellt ist, welche die Anordnung der Widerstände R1, R2, R3 und R4 auf der Platte oder Zunge 1 wiedergibt. Es sollte hier beachtet werden, dass die Abwärtsbiegung des Endes der Platte oder der Zunge 1 vielleicht höchstens ein Zehntel eines Millimeters beträgt und dass Abwärtsbiegungen in der Größenordnung von einigen Hundertsteln eines Millimeters erfasst werden können. Abhängig von der gewünschten Auflösung ist es im Prinzip möglich, ein lesbares Signal bis zu einer Abwärtsbiegung von Null zu erhalten.
Die Brückenschaltung, die in 2 dargestellt ist, ist über die Kopplungspunkte C und D an einen Differenzialverstärker gekoppelt, während die Kopplungspunkte A und B an eine Stromquelle zur Zuleitung einer im Wesentlichen konstanten Spannung gekoppelt sind. Mithilfe des Differenzialverstärkers wird das Signal, das über den Punkten C und D erzeugt wird, quasi ohne Berücksichtigung des Vorzeichens "addiert", so dass ein Signal von einem negativen Wert über Null bis zu einem positiven Wert erhalten wird.
Dadurch wird die Erzeugung eines Signals als Reaktion auf äußerst geringe Änderungen des Widerstandes in den Widerständen R1 und R2 beim Riegen der Zunge oder der Platte 1 möglich.
Wenn sich herausstellen sollte, dass die Temperatur ein Problem darstellen könnte, kann ein Saftware-Temperaturausgleich mithilfe eines Thermistors durchgeführt werden, der zwischen den Verbindungen 8 und 9 bereitgestellt wird und über die Leiter 6 und 7 an die das elektronische Signal erzeugende Schaltung in 11 gekoppelt ist.
3 bis 6 zeigen die Weise, auf welche die Platte oder die Zunge 1, die in 1 dargestellt ist, in dem Pfad eines Fadens montiert ist. Ein Körper 11 ist mit einer Einlassführungsöse 12 und einer Auslassführungsöse 13 versehen. Ein Faden 14 ist in 3 in einer Position dargestellt, und in 4 ist der Faden in einer oberen Position ÖB und in einer unteren Position UB dargestellt, um zu zeigen, dass der Pfad des Fadens 14 zwischen einem ersten Bruchstift 15 und einem zweiten Bruchstift 16 im Wesentlichen konstant ist, unabhängig davon, ob der Faden in den oberen Pfad oder den unteren Pfad eintritt oder ob der Faden den oberen Pfad oder den unteren Pfad verlässt. Der Faden berührt im Wesentlichen in der Mitte zwischen den Bruchstiften 15 und 16 ein Abriebteil 17 an dem in Bezug auf die Widerstände R1, R2, R3 und R4 gegenüberliegenden Ende der Platte oder der Zunge 1. Für eine gute Signalqualität hat es sich als wichtig erwiesen, dass die Winkel des Fadens 14 zum und vom Abriebabschnitt 17 an dem Ende der Zunge oder Platte 1 im Wesentlichen konstant sind. Die Platte oder Zunge 1 ist zwischen zwei Kissen 18 und 19 gespannt. Bin Spannabschnitt 20, der in 6 dargestellt ist, spannt die Zunge oder Platte 1 über die Kissen 18 und 19 gegen eine geeignete Oberfläche in dem Gehäuse 21 vor. Die Kissen 18 und 19 können in der Praxis aus Klebstoffschichten anstelle von zum Beispiel Hartgummiteilen bestehen. Das Gehäuse 21 ist vorzugsweise aus Aluminium gefertigt und an einer Platte 22 befestigt, die eine gedruckte Leiterplatte ist und eine Anzahl elektronischer Komponenten trägt, die in der elektronischen Auswertungsschaltung enthalten sind. Die Kontaktpunkte 2, 3, 4, 5 und 10 sind an geeignete Leiter auf der gedruckten Platte 22 angeschlossen. Das Gehäuse 21 ist an der Platte 22 in einer an sich bekannten Weise befestigt, z. B. durch Schrauben oder ähnliche Verankerungsvorrichtungen.
Wenn es um die Überwachung eines einzigen Fadens 14 geht, ist der Körper 11 mit zwei Endstücken von im Wesentlichen derselben Art wie die Endwände 23 und 24, die in 5 dargestellt sind, versehen. 5 und 6 zeigen eine Anordnung mit acht Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung, die nebeneinander oder. übereinander angeordnet sind, In diesem Fall ist der Körper 11 für alle acht Gehäuse 21 gedacht. Ferner teilen sich alle Gehäuse 21 die Platte 22, und zusätzlich gibt es einen gemeinsamen Deckel oder oberen Abschnitt 25.
7 ist ein Diagramm eines Signals, das durch eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in Übereinstimmung mit der- statischen Spannung in einem Faden während eines Einschusses in einem Webstuhl der ersten Art erhalten wird. Die Kalibrierung auf 80 cN/Quadrat hat stattgefunden. 8 ist ein Diagramm eines Signals, das die statische Spannung in einem Faden während eines Einschusses in einem Webstuhl einer anderen Art als der Webstuhl von 7 darstellt. In 8 beträgt die Kalibrierung 50 cN/Quadrat. 9 zeigt ein weiteres Diagramm eines Signals von einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welches die statische Fadenspannung in einem Faden während eines Einschusses in einem Webstuhl von im Wesentlichen derselben Art wie in 7 zeigt. 10 ist ein Diagramm des Signals in 9 nach dem Filtern des Signals. In diesem Fall wurde eine sogenannte Mittelwertfilterung durchgeführt, wonach das Signal einfacher im Detail zu untersuchen ist.
11 ist ein Kopplungsdiagramm einer elektronischen Schaltung zur Behandlung von Signalen von einer Baugruppe oder einer Konstruktion der Art gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in 5 dargestellt. Die gedruckte Schaltungsplatte 22 ist über ein Bandkabel an die in 11 dargestellte Schaltung mithilfe der Steckverbindung anschließbar, die schematisch in der unteren linken Ecke dargestellt ist. Die oben getrennt gezeigten Schaltungen sollen die übrigen Komponenten in dem Diagramm liefern. Für einen Fachmann gäbe es keine großen Schwierigkeiten bei der Ausführung der elektronischen Schaltung, die in 11 dargestellt ist. Die in 11 dargestellte- Schaltung ist ferner zur Anpassung an die Erfüllung verschiedener Software-Anforderungen erprobt.
Die elektronische Schaltung in 11 ist nur eine beispielhafte Darstellung für eine Überwachungsanordnung mit Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei der dargestellten Schaltungsanordnung ist die CPU zur Überwachung einfacher Schussfäden und/oder doppelter Schussfäden in einem Webstuhl programmiert. Das Signal, das auf PL6/3 erhalten wird, kann auf verschiedene Weise verarbeitet und verwendet werden, um verschiedene Anforderungen zu erfüllen. Das Signal ist in 7 bis 10 beispielhaft als analoges Signal dargestellt, kann aber natürlich ohne Weiteres in ein digitales Signal umgewandelt werden. Ein Synchronisationspuls von dem Webstuhl bereitet die Schaltung in 11 auf einen einfachen Schussfaden oder doppelten Schussfaden vor und darauf, von welcher Platte oder Zunge 1 oder von welchen Platten oder Zungen ein Signal zu erwarten ist. Unmittelbar danach findet möglicherweise ein Temperaturausgleich mithilfe eines Thermistors statt, der an den Stecker "Thermin" angeschlossen ist. Ein Flag-Signal kann zur Definition der Zeitdauer verwendet werden, über welche das Signal überwacht werden soll. Die Stifte "Offset Adj" sind im Prinzip für gewünschte Einstellungen experimentell, können aber durch unveränderliche Signale ersetzt werden. Das Netz R3, R4, R5, C6, C7 und C8 wind für die Resonanzfilterung verwendet. Die Stecker "P5V" empfangen eine Eingangsspannung von 5V, während die Stecker "P12V" eine Eingangsspannung von 12V empfangen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern es sind viele Modifizierungen möglich, ohne sich vom Erfindungsgedanken zu entfernen, der in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist. Es ist ferner möglich, z. B. die in 3 dargestellte Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung als Wandler oder Signalemitter festzulegen. Das Signal, das von. der Schaltung in 11 erhalten wird, kann nach Wunsch als Schussfadenüberwacher verwendet werden, was dazu führen kann, dass der Webstuhl angehalten wird, wenn das Signal auf Grund eines Fadenbruchs fehlt. Der Hauptvorteil, den die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit sich bringt, liegt in der Tatsache, dass die Anordnung der Widerstände auf der Platte 1 ein Gleichgewicht von Vibrationsbelastungsn herstellt, das, wenn auch nicht absolut vollständig, so doch annähernd vollständig ist, so dass von dem erhaltenen Signal behauptet werden kann, dass es vibrationsgedämpft ist. Ebenso ist es wichtig, dass die Leiter A-B und 6 wie auch die Kontakte 2 bis 5 und 10 derart gestaltet und angeordnet sind, dass ihre Wirkung (vorwiegend mechanische Wirkung) auf die Platte 1 und dadurch die Widerstände R1 bis R4, insbesondere R1 und R2, so gering wie möglich ist.
12 zeigt eine weitere Ausfΰhrungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieselben Bezugszeichen werden für dieselben Teile wie in der Ausführungsform von 1 verwendet. Die Ausführungsform von 12 hat einen deutlich größeren Spannabschnitt P zwischen den Phantomlinien. Der Spannabschnitt P erstreckt sich über eine Strecke von den Kontaktabschnitten 2, 3, 4, 5 und 10 in die unmittelbare Nähe der Widerstände R1 und R2. Ferner sind die Widerstände R3 und R4 und der Außenseite der Kontaktabschnitte 2, 3, 4, 5 und 10 angeordnet. Es hat sich gezeigt, dass diese Ausführungsform ein eindeutigeres und besseres Signal liefert.

Claims

Vorrichtung zur Erzeugen eines elektrischen Signals in Übereinstimmung mit einer darauf ausgeübten Kraft, z. B. einer Kraft, die durch die Spannung in einem Faden entsteht, vorzugsweise die Spannung in einem Faden in einem Webstuhl oder einer Nähmaschine, wobei eine mechanisch biegbare, zungenartige Platte (1) in dem Pfad des Fadens (14) positioniert ist, um von dem Faden (14) in Übereinstimmung mit der Kraft, die in dem Faden ausgeübt wird, gebogen zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Filmwiderstand (R1, R3) auf der Platte (1) auf jeder Seite eines Spannabschnittes angeordnet und in eine elektronische Schaltung gekoppelt ist, um ein Signal in Übereinstimmung mit der mechanischen Wirkung der Platte (1) zu erzeugen, welcher der Filmwiderstand (R1, R3) beim Biegen der Platte (1) ausgesetzt ist, und dass der Pfad des Fadens (14) über die Platte (1) hinaus im Wesentlichen konstant ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (1) aus einem keramischen Aluminiumoxid hergestellt ist und dass der Widerstand (R1, R3) auf der Platte (1) gemäß einer an sich bekannten Dickfilmtechnologie angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass vier Widerstände (R1, R2, R3, R4) auf der Platte (1) in einer Brückenkopplung ( 2) angeordnet sind, die mit einer konstanten Spannung (A, B) versorgt wird und an eine elektronische Schaltung gekoppelt ist (C, D), um ein Signal zu erzeugen, das der Änderung des Widerstands der Brückenkopplung entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Widerstände (R1, R2, R3, R4) durch vier Leiter miteinander verbunden sind, von denen sich gegenüberliegende Leiter (A, B) an eine Stromquelle zur Zuleitung der konstanten Spannung gekoppelt sind, und von denen die zwei anderen sich gegenüberliegenden Leiter (C, D) an die elektronische Schaltung gekoppelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstände (R1, R2) zwischen den Leitern (A, D) mit negativem und positivem Potenzial auf der einen Seite eines Spannabschnittes der Platte (1) und die Widerstände (R3, R4) zwischen den Leitern mit demselben Potenzials auf der anderen Seite des Spannabschnittes angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstände (R1, R2) zwischen den Leitern verschiedenen Potenzials auf der einen Seite des Spannabschnittes so platziert. sind, dass sie dem Biegen der Platte (1) auf der einen Seite des Spannabschnittes ausgesetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass, für eine mögliche Kompensation des Signals, das von der Brückenkopplung für die herrschende Temperatur erhalten wird, ein Thermistor in der Nähe der Widerstände (R1, R2) auf der einen Seite des Spannabschnittes zur Erzeugung eines elektronischen Signals angeordnet ist, das der Temperatur in und/oder an den Widerstanden (R1, R2) entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (A, B, C, D) in der Brückenkopplung direkt auf der Platte (1) angeordnet sind, die aus keramischem Aluminiumoxid besteht.