EP0524615A1 - Feeler device in an untwisting device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Fühlvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a sensing device specified in the preamble of claim 1.
Bei einer aus der US-PS 3 813 862 bekannten Fühlvorrichtung wird der durch eine Führung laufende, verdrehte Strang oberflächlich durch eine um eine zur Strangachse senkrechte Achse drehbare, kreisförmige Bürste an der Oberfläche abgetastet. Die Borsten greifen formschlüssig an den gewindegangartigen und von der Verdrehung herrührenden Vertiefungen in der Oberfläche des Stranges an und werden seitlich ausgelenkt. Die Auslenkung verschiebt die Bürste auf ihrer Führung zur einen oder zur anderen Seite. Ein radartiger Grundkörper der Bürste wird berührungslos von zwei pneumatischen Servomotoren abgetastet, die wechselseitig und in Abhängigkeit von der Position des Grundkörpers elektrische Schalter betätigen, mit denen ein Antriebsmotor für zwei Strangaufdreher richtungsabhängig ein- und ausgeschaltet wird. Das Ansprechverhalten dieser Fühlvorrichtung ist relativ ungenau. Der Strang wird relativ grob behandelt. Es ergibt sich ein unter Umständen stark pendelndes Steuerverhalten beim Aufdrehen des Strangs.In a sensing device known from US Pat. No. 3,813,862, the twisted strand running through a guide is scanned on the surface by a circular brush that can be rotated about an axis perpendicular to the strand axis. The bristles engage in a form-fitting manner on the thread-like recesses in the surface of the strand resulting from the twisting and are deflected laterally. The deflection moves the brush to one side or the other on its guide. A wheel-like body of the brush is scanned contactlessly by two pneumatic servomotors, which alternately and depending on the position of the body actuate electrical switches with which a drive motor for two strand winders is switched on and off depending on the direction. The response of this sensing device is relatively imprecise. The strand is treated relatively roughly. Under certain circumstances, there is a strongly oscillating control behavior when the string is turned open.
Es ist auch bekannt, den Strang direkt mittels einer optoelektronischen Fühlvorrichtung abzutasten und ein Bild der Strangoberfläche herzustellen, das hinsichtlich der als Konturen ermittelten, gewindegangförmigen und von der Verdrehung herrührenden Rillen ausgewertet wird, um eine Aussage bezüglich des Ausmaßes und des Drehsinns der Verdrehung zu finden. Da der Strang bei seinem Lauf sehr lebendig ist und optoelektronische Fühleinrichtungen insbesondere dann unter Verschmutzungen stark leiden, wenn sie den oft nassen, vibrierenden oder schlagenden Strang abtasten müssen, ist eine aufwendige elektronische Auswertungs-Schaltung nötig, um zu einem befriedigenden Steuerverhalten beim Aufdrehen zu kommen.It is also known to scan the strand directly by means of an optoelectronic sensing device and to image the surface of the strand to produce, which is evaluated with regard to the ascertained contours, thread-shaped grooves originating from the twist in order to find a statement regarding the extent and the direction of rotation of the twist. Since the strand is very lively when it is running and optoelectronic sensing devices suffer particularly from dirt when they have to scan the often wet, vibrating or beating strand, a complex electronic evaluation circuit is necessary in order to achieve a satisfactory control behavior when opening .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fühlvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die baulich einfach, verschmutzungsunanfällig und zuverlässig sowie feinfühlig ist und starke und einfach auswertbare Nutzsignale zum Strangaufdrehen liefert.The invention has for its object to provide a sensing device of the type mentioned that is structurally simple, insensitive to contamination and reliable and sensitive and provides strong and easy to evaluate useful signals for unwinding.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.The object is achieved according to the invention with the features specified in the characterizing part of patent claim 1.
Bei dieser Ausbildung wird das am Strang anliegende Tastelement durch die gewindegangartigen Vertiefungen der Verdrehung feinfühlig verlagert. Die Position oder Positionsänderungen des Tastelements werden über den Analog-Initiator permanent festgestellt, der in der Lage ist, dem Ausmaß und dem Drehsinn der Verdrehung proportionale und starke, analoge Nutzsignale zu erzeugen. Die Nutzsignale ermöglichen nicht nur eine unmittelbare und exakte Aussage zum Drehsinn und zum Ausmaß der Verdrehung, sondern auch Aussagen zur Veränderung des Drehsinns bzw. des Ausmaßes der Verdrehung, wodurch eine exakte Steuerung des Strangaufdrehers stets analog zur Verdrehung ermöglicht ist. Der besondere Vorteil ist darin zu sehen, daß mittels des Analog-Initiators stets eindeutige und klare Nutzsignale zur Verfügung stehen, und daß die Fühlvorrichtung keiner mechanischen Einjustierung bedarf. Da die Verdrehung nicht direkt sondern indirekt und in einiger Entfernung abgetastet wird, ist die Verschmutzungsgefahr gering, so daß ohne weiteres auch opto-elektronische Analog-Initiatoren benutzt werden können. Da der Analog-Initiator analoge Signale liefert, ist permanent eine exakte analoge Aussage zur Verdrehung vorhanden, was die Grundlage für ein feinfühliges, unmittelbares Aufdrehen des Stranges ist. Ein Nebenaspekt dieser Ausbildung ist eine deutlich gegenüber bisher verkürzte Vorlaufstrecke zum Ausdrehen des Stranges.In this embodiment, the feeler element resting on the strand is delicately displaced by the thread-like recesses of the twist. The position or changes in position of the pushbutton element are permanently determined by the analog initiator, which is able to generate strong, useful analog signals proportional to the extent and direction of rotation. The useful signals not only allow an immediate and exact statement about the direction of rotation and the extent of the twist, but also statements about changing the direction of rotation or the extent of the twist, whereby an exact control of the strand winder is always possible analogous to the twist. The particular advantage can be seen in the fact that clear and clear useful signals are always available by means of the analog initiator and that the sensing device does not require any mechanical adjustment. Since the rotation is not sensed directly but indirectly and at some distance, the risk of contamination is low, so that without further opto-electronic analog initiators can also be used. Since the analog initiator delivers analog signals, there is always an exact analog statement about the twist, which is the basis for a sensitive, immediate opening of the strand. A side aspect of this training is a significantly shorter lead section for untwisting the strand.
Besonders deutliche und prägnante, rauscharme Nutzsignale sind bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 2 ableitbar. Über den Abstand des Abtastpunktes an der Referenzkontur vom Analog-Initiator ist stets eine klare Aussage über Ausmaß und Drehsinn der Verdrehung gegeben. Das Signal oder die Signalkette ermöglichen es, die Strangaufdrehvorrichtung analog anzusteuern, so daß ein pendelndes Steuerverhalten von vornherein unterdrückt wird und der Strang sehr exakt so aufgedreht wird, daß innerhalb einer kurzen Strangstrecke die Verdrehung vollständig beseitigt ist.Particularly clear and concise, low-noise useful signals can be derived in the embodiment according to
Alternativ dazu sind auch die Initiatortypen gemäß Anspruch 3 zweckmäßig.Alternatively, the initiator types according to
Eine baulich einfache Ausführungsform geht aus Anspruch 4 hervor. Falls der Positionsgeber gegenüber dem drehbaren Tastelement entkoppelt ist und nur dessen Bewegungen entlang der Führung mitmacht, reicht eine Gerade als Referenzkontur aus, deren Bewegung der Analog-Initiator präzise abzutasten vermag.A structurally simple embodiment emerges from claim 4. If the position encoder is decoupled from the rotatable probe element and only follows its movements along the guide, a straight line is sufficient as a reference contour, the movement of which the analog initiator can precisely sense.
Besonders zweckmäßig ist ferner die Ausführungsform gemäß Anspruch 5. Analog-Initiatoren finden zwar in verschiedenen Gebieten der Technik mehr und mehr Eingang. Sie haben aber beim Abtasten einer geraden Referenzkontur zumeist einen gekrümmten Signalverlauf, der durch eine vorgewählte Kurve als Referenzkontur so weit kompensiert wird, daß sich eine annähernd gerade Signalkurve ergibt, die zu sehr aussagefähigen und gut nutzbaren Nutzsignalen zum Steuern des Aufdrehens führt. Die Signaländerungen zwischen den einzelnen Positionen der Referenzkontur sind stetig, so daß sich einfach eine analoge Steuerung des Aufdrehens vornehmen läßt.The embodiment according to claim 5 is also particularly expedient. Analog initiators are becoming more and more popular in various fields of technology. However, when scanning a straight reference contour, they usually have a curved signal curve that is compensated by a preselected curve as a reference contour to such an extent that an approximately straight signal curve results, which leads to very meaningful and usable useful signals for controlling the unscrewing. The signal changes between the individual positions of the reference contour are continuous, so that an analog control of the unscrewing can easily be carried out.
Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform geht aus Anspruch 6 hervor. Die Referenzkontur wird als Linie abgetastet, obwohl sie sich mit dem Tastelement dreht.Another useful embodiment is set out in claim 6. The reference contour is scanned as a line, although it rotates with the probe element.
Herstellungstechnisch einfach ist ferner die Ausführungsform gemäß Anspruch 7.The embodiment according to
Damit das Tastelement die Verdrehung mit nur minimalem Schlupf abzutasten vermag, ist die Ausführungsform von Anspruch 8 vorteilhaft.
Ferner ist die Maßnahme von Anspruch 9 wichtig, damit der Strang stets in innigem Kontakt mit dem Tastelement bleibt.The embodiment of claim 8 is advantageous so that the feeler element can sense the twist with only minimal slip.
Furthermore, the measure of
Zweckmäßigerweise ist die Gegenwalze baugleich mit der das Tastelement bildenden Walze, was herstellungstechnisch günstig ist und es ermöglicht, die eine Walze funktionell gegen die andere Walze zu tauschen.The counter-roller is expediently identical in construction to the roller forming the sensing element, which is advantageous in terms of production technology and makes it possible to functionally replace one roller with the other roller.
Da es in der Praxis vorkommt, daß der Strang schräg abgezogen wird oder seitlich hin- und herpendelt, würde die Messung von einer Walze Fehlermeldungen bringen. Die Ausführung gemäß Anspruch 11 ist dagegen sehr vorteilhaft, weil sowohl die Walze wie auch die Gegenwalze die Verschiebung des Stranges melden und bei einem Drall oder nur einer Schräglage die jeweiligen Signale von den beiden Initiatoren kommen, die entweder addiert und zur Motorsteuerung dienen oder gegeneinander aufgehoben werden.Since it happens in practice that the strand is pulled off at an angle or oscillates back and forth, the measurement from a roller would result in error messages. The embodiment according to
Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform, bei der die Vorrichtung in einer Strangaufdrehvorrichtung in einem einen zur Drehung antreibbaren Strangaufdrehkorb und eine Umlenkrolle enthaltenden Tragkörper angeordnet ist, geht aus Anspruch 12 hervor. Der Strangaufdreher läßt sich mit den kräftigen und aussagefähigen Nutzsignalen des Analog-Initiators analog zur jeweils festgestellten Verdrehung ansteuern, wobei besonders vorteilhaft die Verdrehung innerhalb einer extrem kurzen Vorlaufstrecke des Strangs vollständig beseitigbar ist. Es ergibt sich eine kompakte Bauweise mit geringer Baulänge, so daß die Strangaufdrehvorrichtung auch bei relativ geringen Raumhöhen problemlos eingesetzt werden kann. Insbesondere beide Walzen in Umfangsrichtung mit parallelen Rillen zu versehen und beide Walzen auf den Achsen axial verschiebbar zu halten und dann von jeder Walze die Verschiebung über einen eigenen Initiator abzunehmen, bietet eine genaue und gefühlvolle Steuerung für das Aufdrehen eines Stranges mit Drallwindungen. Sobald sich die beiden Walzen in gleicher Richtung verschieben, liegt ein Schrägzug des Stranges ohne Dralleffekt vor. Die dabei abgegebenen Signale heben sich auf und der Motor für den Strangaufdreher wird nicht in Tätigkeit gesetzt. Wenn die Walzen aber entgegengesetzt verschoben werden, werden die Signale der beiden Initiatoren addiert, wobei das Signal eines Initiators invertiert, also umgepolt wird. Dabei ergibt sich bei gegenläufiger Walzenverschiebung eine Drallanzeige und ein Gesamtsignal, das den Motor in die erforderliche Richtung drehen läßt. Fehlmeldungen sind dadurch eliminiert.A particularly expedient embodiment in which the device is arranged in a strand opening device in a support body containing a strand opening basket which can be driven for rotation and a deflecting roller can be seen from
Anhand der Zeichnung wird eine beispielhafte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes erläutert.An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is explained with the aid of the drawing.
Es zeigen
- Figur 1
- einen Längsteilschnitt einer Strangaufdrehvorrichtung und
Figur 2- eine Rückteilansicht der Strangaufdrehvorrichtung.
- Figure 1
- a partial longitudinal section of a strand twisting device and
- Figure 2
- a rear view of the strand twisting device.
Eine Strangaufdrehvorrichtung V weist einen kastenförmigen Tragkörper T auf, in dem ein Strangaufdreher S, eine in Strangdurchlaufrichtung D dahinterliegende Umlenkrolle U und eine Fühlvorrichtung F angeordnet sind. Mit der Fühlvorrichtung F sind Signale erzeugbar, die den Strangaufdreher S ansteuern, um den in sich verdrehten Waren-Strang aufzudrehen.A strand opening device V has a box-shaped support body T, in which a strand former S, a deflection roller U lying behind it in the direction of passage D and a sensing device F are arranged. With the sensing device F, signals can be generated which control the strand winder S by the amount in itself to turn up the twisted strand of goods.
Der Strangaufdreher S ist in einen Rahmen 1 integriert, auf dem ein Antriebsmotor 2 befestigt und über eine Antriebsverbindung 3 mit einem ringförmigen Grundkörper 4 verbunden ist. Der Grundkörper 4 ist mittels Lager 5 am Rahmen 1 drehbar gelagert und weist eine Längsachse 17 auf, die bei der gezeigten Ausführungsform mit einer Strangdurchlaufachse A zusammenfällt. Am Grundkörper 4 ist eine Halterung 7 für ein Walzenpaar P montiert, dessen beide Klemmwalzen 8, 9 einen Walzenspalt Z variabler Weite begrenzen. Der Grundkörper 4 definiert mit der Halterung 7 und dem Walzenpaar P einen Drehkäfig K. Die zueinander parallelen Klemmwalzen 8, 9 sind auf Schwenkarmen 10, 11 freilaufend gelagert. Die Schwenkarme 10, 11 sind in Schwenklagern 12 der Halterung 7 um zu den Walzenachsen parallele Achsen schwenkbar angeordnet. Zumindest einer der Schwenkarme 10, 11 ist durch eine nicht dargestellte Feder in Pfeilrichtung 13 beaufschlagt. Die Schwenkarme 10, 11 sind durch eine gemeinsame Kurbelstange 14 zwangsgekoppelt, die am Schwenkarm 11 an einer geraden Verlängerung 11a in einer Anlenkstelle 15 und am Schwenkarm 10 in einer Anlenkstelle 16 zwischen dem Schwenklager 12 und der Klemmwalze 9 jeweils direkt angelenkt ist. Die Abstände zwischen den Anlenkstellen 15, 16 und den Schwenklagern 12 sind gleich groß und betragen annähernd ein Viertel der Länge der Schwenkarme 11 zwischen den Schwenklagern 12 und den Achsen der Klemmwalzen 8, 9. Die Schwenklager 12 sind gleich weit von der Strangdurchlaufachse A beabstandet und konvergieren bei aneinanderliegenden Klemmwalzen 8, 9 von den Schwenklagern 12 aus.The strand winder S is integrated in a frame 1, on which a
Am Rahmen 1 ist eine umlaufende Sammelrinne 18a befestigt, an der ein topfförmiger Mantel 18, vorzugsweise aus Kunststoff, montiert ist, der in seinem Topfboden eine Durchlauföffnung 19 für den nicht gezeigten Strang besitzt und das Walzenpaar P von außen her abdeckt. An der Unterseite des Rahmens 1 ragt ein Einlaufrohr 6 in den Drehkäfig K. Mit dem Grundkörper 4 ist ein kragenartiger Strömungsleitteil 20 verbunden, der mit einem umgebogenen Rand bis in die Sammelrinne 18a ragt. In der Sammelrinne 18a ist wenigstens eine Ablauföffnung 21 vorgesehen, an die gegebenenfalls ein Schlauch oder eine Rohrleitung anschließbar ist.A peripheral collecting trough 18a is attached to the frame 1, on which a cup-shaped
Der Rahmen 1 ist mit wenigstens einer Pendelstütze 23 schwenkbar mit dem Tragkörper T verbunden. Die Pendelstütze 23 ist am Tragkörper T an einer Pendelachse 22 angelenkt und hat am anderen Ende eine Anlenkstelle 24 am Rahmen 1. Die Anlenkstelle 24 ist in Rahmenlängsrichtung verstellbar. Ferner ist der Rahmen 1 über eine Stift-Schlitzführung 25 an der der Längsachse 17 gegenüberliegenden Seite der Anlenkstelle 24 mit dem Tragkörper T beweglich verbunden. Beispielsweise greifen Stifte 26 des Rahmens 1 in Führungsschlitze 27 des Tragkörpers T ein.
In der Fühlvorrichtung F ist ein Tastelement E angeordnet, auf das noch näher eingegangen wird, dem eine Gegenwalze G zugeordnet ist. Die Gegenwalze G ist an Schwenkarmen 28 um eine Achse 29 des Tragkörpers T schwenkbar gehalten und durch eine Feder 30 in Richtung auf das Tastelement E beaufschlagt. Das Tastelement E läßt sich gemäß Figur 1 quer zur Längsrichtung des Tragkörpers T verstellen.The frame 1 is pivotally connected to the support body T by at least one
A feeler element E is arranged in the sensing device F and will be discussed in more detail, to which a counter roller G is assigned. The counter roller G is held on
In der Fühlvorrichtung F ist dem Tastelement E wie auch der Gegenwalze G eine Abtastvorrichtung H bzw. H₁ zugeordnet, die jeweils am Tragkörper T festgelegt sind und jeweils einen Analog-Initiator J bzw. J₁ aufweisen.In the sensing device F, the sensing element E and the counter roller G are assigned a scanning device H or H 1, which are each fixed to the support body T and each have an analog initiator J or J 1.
Im Ausführungsbeispiel ist das Tastelement E eine parallel zur Achse der Umlenkrolle U frei drehbar angeordnete Walze 31 mit in Umfangsrichtung parallel verlaufenden Rillen 32 in ihrem Mantel. Die Walze 31 ist mit Dreh- und Schiebelagern 33 auf einer in Lagern 35 im Tragkörper T gelagerten Achse 34 drehbar und verschiebbar gelagert. An einem Ende der Walze 31 ist ein Positionsgeber 36 vorgesehen, der beim gezeigten Ausführungsbeispiel eine Hülse 37 mit einer außenliegenden Kegelmantelfläche 38 ist. Die Kegelmantelfläche 38 hat eine bezüglich der Achse 34 schräge Erzeugende, die als Referenzkontur 41 für den Analog-Initiator J dient und von diesem auf ihren jeweiligen Abstand abgetastet wird, um zur Position der Walze 31 auf der Achse 34 proportionale Signale zu erzeugen.In the exemplary embodiment, the feeler element E is a
Die Gegenwalze G ist als Walze 39 ebenfalls mit in Umfangsrichtung parallel verlaufenden Rillen 40 ausgebildet und auch axial auf einer Achse 34a verschiebbar gelagert. An einem Ende dieser Walze 39 befindet sich auch ein Positionsgeber 36a in gleicher Ausführung wie an der Walze 31, der von einem weiteren Analog-Initiator J₁ abgetastet wird.The counter roller G is also designed as a
Im Betrieb läuft der verdrehte Strang in Strangdurchlaufrichtung D durch die Vorrichtung. Zunächst durchsetzt er den Drehkäfig K, ehe er nachfolgend an der Umlenkrolle U umgelenkt und dann durch die Fühlvorrichtung F geführt wird. Die Fühlvorrichtung F tastet die Richtung und das Ausmaß der Verdrehung ab und erzeugt Signale, mit denen der Antriebsmotor 2 den Drehkäfig K verdreht. Im Drehkäfig K wird der Strang im Walzenspalt Z zwischen den Klemmwalzen 8, 9 eingeklemmt, wobei die von der momentanen Strangdicke abhängige Weite des Walzenspaltes Z stets auf die Strangdurchlaufachse A zentriert bleibt, weil die beiden Klemmwalzen 8, 9 durch die Kurbelstange 14 zu einer synchronen gegensinnigen Spreizbewegung gezwungen werden und stets gleiche Abstände von der Strangdurchlaufachse A einhalten. Durch die Klemmung im Walzenspalt Z wird der Strang gezwungen, der Drehung des Drehkäfigs K zu folgen, wodurch die Verdrehung beseitigt wird. Das Tastelement E liegt an der Strangoberfläche an, wobei der Strang durch die Gegenwalze G mit Nachdruck an die Rillen 32 angepreßt wird. Die Verdrehung des Stranges erzeugt in dessen Oberfläche gewindegangartige Vertiefungen, durch deren Steigung bei der Durchlaufbewegung des Stranges sowohl die Walze 31 wie auch die Gegenwalze G bzw. 39 in Abhängigkeit vom Ausmaß der Verdrehung und der Richtung der Verdrehung zur einen oder zur anderen Seite bzw. entgegengesetzt auf den Achsen 34 und 34a verschoben werden. Die Analog-Initiatoren J und J₁ tasten die jeweilige Position oder die Positionsänderungen der Walzen 31 und 39 ab und erzeugen der Verdrehung proportionale Signale, die addiert werden, wobei das Signal des einen Initiators J₁ invertiert, also umgepolt wird. Das Gesamtfühlersignal aus J₁ und J₂ gibt den Wert für den Antriebsmotor 2 an. Bei einem verdrehten Strang werden die Walzen 31, 39 entgegengesetzt verschoben und das Fühlersignal verdoppelt sich, so daß der Antriebsmotor 2 in Funktion tritt. Bei Schrägzug des Stranges verschieben sich dagegen die Walzen 31, 39 in gleicher Richtung und die Fühlersignale heben sich gegenseitig auf. Diese doppelte Anordnung von Analog-Initiatoren J, J₁ schließt Fehlermeldungen vollkommen aus.In operation, the twisted strand runs through the device in the strand passage direction D. First, it passes through the rotary cage K before it is subsequently deflected at the deflection roller U and then passed through the sensing device F. The sensing device F senses the direction and the extent of the rotation and generates signals with which the
Da der Strang nicht stets genau von unten in den Drehkäfig K einläuft, wird der Rahmen 1 um die Pendelachse 22 verstellt. Gegebenenfalls wird eine bestimmte Schrägstellung des Rahmens 1 von vornherein vorgegeben, um günstige Einlaufverhältnisse für den Strang zu schaffen. Der Strangaufdreher S ist dank der Klemmung der Klemmwalzen 8, 9 und des stets zentrischen Walzenspaltes Z sehr wirksam und kommt mit einer außerordentlich kurzen Baulänge und einer kurzen Vorlauf- bzw. Nachlaufstrecke des Stranges aus. Aus der kurzen Länge des Strangaufdrehers S und der kurzen Vorlauf- bzw. Nachlauflänge resultiert insgesamt eine sehr niedrige Strangaufdrehvorrichtung V, die auch bei normalen Raumhöhen problemlos untergebracht werden kann und trotzdem für eine feinfühlige Aufdrehwirkung des Stranges auch bei nur kurzer Vorlauflänge sorgt.Since the strand does not always enter the rotary cage K from exactly below, the frame 1 is adjusted about the
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