EP3208370A1 - Vorrichtung und verfahren zum ermitteln des durchmessers eines durch einen laufenden faden gebildeten fadenballons an einer arbeitsstelle einer fadenballonbildenden textilmaschine - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum ermitteln des durchmessers eines durch einen laufenden faden gebildeten fadenballons an einer arbeitsstelle einer fadenballonbildenden textilmaschine Download PDF

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EP3208370A1
EP3208370A1 EP17152126.3A EP17152126A EP3208370A1 EP 3208370 A1 EP3208370 A1 EP 3208370A1 EP 17152126 A EP17152126 A EP 17152126A EP 3208370 A1 EP3208370 A1 EP 3208370A1
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balloon
sensor device
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Definitions

  • the present invention relates to a device for determining the diameter of a thread balloon formed by a running thread at a workstation of a thread balloon-forming textile machine and an associated method.
  • Such production machines therefore have to determine and limit the size of these thread balloons monitoring devices that can work very differently.
  • the known monitoring devices often have sensor means by which the circulating yarn forming the yarn balloon is observed.
  • a measuring means for detecting the Fadenballon different optically operating measuring units are used, for example, a camera, one or more light barriers, or similar devices.
  • the method described is only used to sample the limit values for the balloon size, there is no information about the balloon size at any point in the process. That is, the described control is always activated when exceeding or falling below a given limit. The control is also suspended when reaching the specified values for the maximum take-off speed or the maximum yarn tension.
  • the thread balloon consists essentially of a measuring transducer, which has a series of small photoelements and a trigger device, which ensures that the thread balloon is blazed periodically.
  • the known devices are either ( DE 22 55 663 A1 ) is relatively complicated and often quite inaccurate or due to its large measuring range ( DE 101 03 892 A1 ) very sensitive to air pollution.
  • the EP 0 282 745 A1 describes a method and a device for production and quality control of the work stations of a multi-spindle textile machine, that is, a method and a device with which the presence of the threads and the thread diameter is monitored.
  • a ring spinning machine is equipped for this purpose with an optical monitoring device, which simultaneously controls a variety of in-line juxtaposed jobs of the textile machine characterized in that the rotating in the field of jobs thread balloons are illuminated.
  • the monitoring device has for this purpose a transmitter and a receiver, which are designed and arranged so that a beam emitted by a transmitter beam goes on its way to the receiver through the numerous circulating thread balloons and is intermittently interrupted or attenuated by the thread balloons.
  • the shading is converted in the receiver into an electrical signal, which is used in an associated control device as a basis for further evaluation.
  • the method described occasionally works quite inaccurately, since the beam on its way from the transmitter to the receiver is often adversely affected by fiber and dust particles, which are almost unavoidable in the atmosphere of a spinning room. In addition, a conclusion on the balloon diameter is not possible by the selected arrangements of the monitoring body.
  • the winding and winding device is arranged so that it lies during operation within a yarn balloon.
  • the workplace has a monitoring device, which may have various embodiments.
  • the monitoring device can work either indirectly or optically.
  • the size of the thread balloon for example, via a yarn tension sensor, which is arranged either between a yarn drive means and the entry of the thread in a spindle, which provides for the formation of the yarn balloon, or by means of a yarn tension sensor, the between the exit of the yarn from the spindle and a further thread drive device is positioned, are determined indirectly.
  • the detection of the size of the thread balloon can also be effected indirectly by measuring the power or the torque of the drive device of the spindle. That is, by means of a measuring device, the current is detected, which is received by the spindle drive and closed in an evaluation on the size of the thread balloon.
  • the use of at least two light barriers which have a light source for emitting a light beam and a light-sensitive detector for receiving the light beam.
  • the interruption of the light beam is detected by the passing yarn of the thread balloon during operation.
  • the known embodiment is only used for sensing the limit values for the balloon size and does not give exact information about the size of the thread balloon at any time of the winding process.
  • a CCD-type light sensor is used in conjunction with a beam-like, stroboscopic light source, for example LED or laser.
  • the image and thus the shape of the yarn balloon forming yarn is localized when illuminated by the flash.
  • CCD receivers are also relatively expensive devices because they require a complex evaluation unit for their operation.
  • the invention has the object to develop a device or a method with which / directly and reliably the diameter of a yarn balloon formed by a running yarn can be determined.
  • the device in question should also be as simple and inexpensive as possible in their construction.
  • the work has an electromagnetically operating sensor device which is designed and arranged so that it during operation of the job at each rotation of the thread balloon through the yarn balloon forming thread to at least two disturbances of a measuring beam of the sensor device comes and that the time interval of the disturbances of the measuring beam is detected and used to calculate the diameter of the thread balloon.
  • the device according to the invention has the particular advantage that at each workstation of the thread balloon-forming textile machine, the diameter of the thread bale is continuously monitored from an adjustable minimum balloon size.
  • the inventive design and arrangement of the sensor device is doing a direct, direct determination of the diameter of the thread balloon instead. That is, the always directly and correctly determined thread balloon size is transmitted reliably and accurately for evaluation to a downstream device, which initiates, if necessary, preferably in conjunction with the thread tension of the outer thread, regulatory measures.
  • a sensor device is inexpensive and also allows a compact design of the job with the result that the space required to set up a Doppeldrahtzwirn- or cabling is reduced.
  • the sensor device according to the invention is not only relatively inexpensive, but has, as already indicated above, also a very high sensitivity and rapid response, so that the rotating thread balloon is always scanned quickly and reliably.
  • the sensor device can also, as by the DE 199 30 313 A1 known to have a solar cell and a feedback between the transmitter and the receiver. Such feedback compensates for potential errors due to contamination, aging, etc. that may occur in the system.
  • the sensor device is designed as an optically operating light barrier, which has a light source and a light receiver.
  • Such light barriers are proven components in textile engineering, which are used in the textile industry in relatively large quantities. That is, such devices not only work very reliably during operation, but are also very durable. In addition, such components are also relatively inexpensive due to their large quantities.
  • the light barrier can be constructed either as a one-way photocell, in which the light source and the light receiver are arranged on opposite sides of the monitored thread ballon, or be designed as a reflection light barrier, wherein the light source and the light receiver on the same side of monitoring thread balloons are installed.
  • the light source and the light receiver can either be arranged in a common sensor housing or in separate housings, although in both cases a reflector must additionally be installed, which, for example, is arranged on the opposite side of the thread balloon to be monitored with respect to the sensor housing is and reflects the light beam of the light source to the light receiver.
  • the sensor device does not necessarily have to work optically with a measuring beam based on a light / laser beam, it is also possible to use a measuring beam which operates on a different basis of the electromagnetic spectrum.
  • the measurement beam can also be initiated, for example, by an ultrasound, induction, heat source, etc., or its interference, in which case a corresponding, associated receiver is also used.
  • a light emitting diode is used as the light source.
  • a light emitting diode is used as the light source.
  • diodes are characterized by a high luminosity, a long life and a very low energy consumption.
  • the light receiver has a receiver diode, which is formed for example as a photodiode.
  • a phototransistor or a photoresistor can be used as a light receiver.
  • a photodiode is known to be very sensitive to brightness variations. If, for example, the light beam emitted by the light source is interrupted by a thread, the lowered illuminance is immediately registered by the photodiode. That is, the electrical conductivity of the photodiode decreases, which is passed as an electrical signal to a downstream device.
  • the scanning of the thread balloon can for example be orthogonal or parallel to the axis of rotation of the spindle and thus to the axis of rotation of the thread balloon.
  • an arrangement of the sensor device is possible in which the measuring beam is neither orthogonal nor parallel to the axis of rotation of the thread balloon, but at an angle.
  • the sensor device as by the DE 195 11 527 A1 known, arranged at the level of Kodierdreiecks the job and is designed as a light barrier.
  • the deviations of the thread after the triangle or the threads directly in front of the triangle to the axis of rotation of the thread balloon information about a possible excess length in the cord (Zwim). That is, when several devices for monitoring a thread balloon are used on a spindle, not only optimally determines the balloon envelope / balloon contour, but in conjunction with the Kodierdreieck at the same time the emergence of excess lengths to be monitored.
  • the sensor device is arranged so that the light beam of the sensor device is parallel and spaced from the axis of rotation of the spindle and thus to the axis of rotation of the yarn balloon. Furthermore, however, the sensor device can also be arranged such that the light beam of the sensor device extends at an angle to the axis of rotation of the thread balloon, which is> 90 ° and ⁇ 180 °.
  • the present between the light source and the light receiver line of action of the measuring beam the center line of the thread balloon, which is preferably formed by the axis of rotation of the thread balloon, does not cross.
  • a job 1 a Doppeldrahtzwim- or cabling.
  • the textile machine on a gate 4 which is usually positioned above or behind the workstation 1 and usually serves to accommodate a plurality of supply bobbins. From one of the feed bobbins, hereinafter referred to as the first feed bobbin 7, a so-called outer thread 5 is withdrawn.
  • the workstation 1 furthermore has a spindle 2 rotatable about an axis of rotation 35, in the present exemplary embodiment a cabling spindle which is equipped with a protective pot 19 in which a second supply spool 15 is mounted. From this second supply spool 15, a so-called inner thread 16 is withdrawn overhead and fed to a above the spindle 2 arranged balloon thread guide loop or a so-called compensation system 9.
  • the protective pot 19, which is mounted on a rotatable, in the embodiment designed as a twisting plate 8 Fadenumlenk is, preferably by a (not shown) magnetic device, secured against rotation.
  • the Fadenumlenk worn the spindle 2 is acted upon by a spindle drive 3, which may be either a direct drive or an indirect drive.
  • the withdrawn from the first feed bobbin 7 outer thread 5 is a arranged in the yarn path between the gate 4 and the spindle 2, controllable means 6 for influencing the thread tension supplied with the thread tension of the outer thread 5 can be varied if necessary.
  • the device 6 is connected via control lines with a control circuit 18 in connection, which performs a control of the applied from the device 6 to the outer thread 5 thread tension and / or the thread speed.
  • the controllable thread tension applied by the device 6 to the outer thread 5 preferably has an order of magnitude which, depending on the geometry of the spindle 2, optimizes the free thread balloon B, that is, a thread balloon with the smallest possible diameter. leads.
  • the outer thread 5 passes through the device 6 after the spindle drive 3 in the region of the axis of rotation of the spindle drive 3 and occurs below the twisting plate 8 by a so-called Fadenabgangsbohrung in the radial direction from the hollow axis of rotation of the spindle drive 3.
  • the outer thread 5 then runs to the outer region of the twisting plate 8.
  • the outer thread 5 is deflected at the edge of the Zwimtellers 8 upwards and circles to form a free yarn balloon B the protective pot 19 of the spindle 2, in which the second supply spool 15 is positioned.
  • a sensor device 33 is further arranged, which is designed for example as a light barrier.
  • the sensor device 33 can either be formed as a one-way photocell, as shown in the figures, in which a light source 41 and a light receiver 40 are arranged on opposite sides of the monitored thread balloon B, or as (not shown) reflection light barrier in which the light source 41 and the light receiver 40 are positioned on the same side of the yarn balloon to be monitored and arranged, for example, in a common sensor housing.
  • the light beam of the light source is also reflected back to the light receiver by a reflector, which is arranged on the side of the yarn balloon B to be monitored with respect to the sensor housing.
  • the disposable light barrier positioned so that a radiated from the light source 41 of the sensor device 33 measuring beam 42, in this case a light beam, the region of the thread balloon B orthogonal to the axis of rotation 35 of the spindle 2 penetrates and an associated light receiver 40 of the sensor device 33rd meets.
  • the light receiver 40 of the sensor device 33 is also connected via a signal line to a control circuit 18.
  • the sensor device 33 with which the instantaneous diameter of the yarn balloon B to be monitored is determined does not necessarily have to work as a light barrier, but can in principle also operate according to another physical principle.
  • the sensor device 33 may also operate on any wavelength of the electromagnetic spectrum, e.g. Radar, ultrasound, infrared, etc.
  • the sensor device 33 according to the invention is designed as an optically operating light barrier, which has a light source 41 and a light receiver 40.
  • the light receiver 40 a photodiode, a phototransistor or a photoresistor is used.
  • a thread withdrawal device 10 is arranged, withdrawn by means of the cord 17 and a compensating element, such as a dancer device 11, a winding and winding device 12 is supplied.
  • the winding and winding device 12 has, as usual, a drive roller 13 which drives a coil 14 frictionally.
  • the device 6 for influencing the thread tension is designed either as an electronically controlled brake or as an active delivery mechanism, wherein a combination of the two aforementioned components can also be used.
  • a delivery mechanism for example, a godet, a fan disc or a drive roller with a corresponding pressure roller are possible.
  • the device 6 regulates the thread tension of the outer thread 5 as a function of the diameter of the free thread balloon B, which is determined by the sensor device 33.
  • control circuit 18 From the time interval between the two disturbances S and thus the electrical signals i generated by the light receiver 40 of the sensor device 33 during each revolution of the yarn balloon B, the control circuit 18 then immediately determines the instantaneous diameter of the yarn balloon B. The control circuit 18 also engages the device if required 6 immediately regulating in the yarn delivery speed of the outer thread 5, which immediately leads to a correction of the diameter of the rotating yarn balloon B.
  • the sensor device 33 as a light barrier, more precisely as a one-way photocell trained. That is to say, the sensor device 33 has a light source 41 and a light receiver 40 arranged on the opposite side of the yarn balloon B to be monitored, the light source 41 and the light receiver 40 being arranged such that a light emanating from the light source 41 and serving as measurement beam 42 Light beam penetrates the rotating thread balloon B.
  • the measuring beam 42 of the sensor device 33 in this case runs orthogonal to the axis of rotation of the yarn balloon B, so that the yarn balloon B, which is formed in the present embodiment by the outer thread 5, the measurement beam 42 cuts twice in each cycle.
  • the measuring beam 42 is interrupted or weakened, which leads to a different irradiation intensity at the light receiver 40 with the consequence of a change in the voltage.
  • a double twisting machine is known in its basic structure for a long time and, for example, in the EP 2 315 864 B1 described in relative detail.
  • the workstation 20 has a twisting spindle 22 which is rotatable about a rotation axis 35 driven by a spindle drive 23.
  • the twisting spindle 22 has a protective pot 34 in which a supply spool 21 is located, from which a thread 25 is drawn off by means of a thread tension influencing device 26.
  • the thread tension influencing device 26 is connected to a control circuit 33 via a control line.
  • the thread 25 then passes through a preferably designed as Zwimteller Fadenumlenk Singer 24, which is connected to a spindle drive 23, to a balloon thread guide eyelet 27 which is disposed above the yarn tension influencing device 26.
  • the balloon thread guide eyelet 27 is adjoined by a thread withdrawal device 28, a compensating element, such as a dancer 29, and a winding and winding device 30.
  • the winding and winding device 30 has, as usual, a drive roller 32 which drives a coil 31 frictionally.
  • the workstation 20 furthermore has a sensor device 33, which in the exemplary embodiment is designed as a one-way light barrier and has a light source 41 and a light receiver 40, wherein the light receiver 40 is connected to a control circuit 33 via a signal line.
  • the light source 41 and the light receiver 40 of the sensor device 33 are arranged such that the measuring beam 42 initiated by the light source 41 of the sensor device 33 is orthogonal to the axis of rotation 35 of the twisting spindle 22 and thus also orthogonal to the axis of rotation of the yarn balloon B.
  • the measuring beam 42 of the sensor device 33 is consequently crossed twice by the thread 25 during each revolution of the thread balloon B, which is immediately detected as a disturbance by the light receiver 40 of the sensor device 33 and forwarded to the control circuit 33 as an electrical signal i. That is, even with the sensor device 33 of the present workstation 20 of a double-wire machine, any interruption or weakening of the measuring beam 42 of the sensor device 33 as a light beam results in a different irradiation intensity at the light receiver 40, with the result that the light receiver 40 immediately generates an electrical signal i generated, which is forwarded via the signal line to the control circuit 33.
  • the control circuit 33 then initiates a control of the diameter of the yarn balloon B via the yarn tension influencing device 26.
  • the sensor device 33 which is likewise designed as a one-way photoelectric barrier in the present exemplary embodiment, is arranged such that the measuring beam 42 of the sensor device 33 runs parallel to the axis of rotation 35 of the spindle 2. That is, the light source 41 and the light receiver 40 are positioned so that the measuring beam 42 formed as a light beam is arranged parallel to the axis of rotation of the thread balloon B.
  • the light beam 42 of the sensor device 33 is disturbed or weakened during each rotation of the yarn balloon B by the rotating yarn, in the present case by the outer yarn 5, thereby producing different irradiation intensity at the light receiver 40, resulting in a disturbance S and thus leads to a change in the electrical voltage of the light receiver 40 and is passed as an electrical signal to the control loop 18.
  • the Figure 4 shows a graphical representation of the operation of a sensor device 33 according to the invention.
  • the sensor device 33 is formed as a one-way light barrier, which, as can be seen, via a light source 41 - for example, an LED or a laser - has and a light receiver 40, for example, a receiver diode having.
  • the light source 41 and the light receiver 40 are arranged so that a light emitted from the light source 41 measuring beam 42, in the present embodiment, a light steel, with each rotation of a yarn balloon B by the thread balloon B forming thread, for example, an outer thread 5, is disturbed , which leads to the light receiver 40 to a measuring pulse, which is forwarded as an electrical signal i to a control circuit 18.
  • a measuring beam 42 emitted by the light source 41 of the sensor device 33 is represented by a thread 5 which forms the protective pot 19 of a spindle 2 circled as a thread balloon B 1 and has a relatively small diameter, disturbed twice, which is characterized by the interference points S 1 and S 2 .
  • the control circuit 18 calculates by means of this and other known data, as already explained above, immediately the instantaneous diameter of the thread balloon B first
  • the thread 5 initiates two temporally spaced disturbances of the measuring beam 42 of the sensor device 33 with each revolution of the thread balloon.
  • the interference points concerning the thread balloon B 2 are marked with S 3 and S 4
  • the interference points concerning the thread balloon B 3 have the marking S 5 and S 6 .
  • the interference points S 3 and S 4 have a temporary distance t 2 , while the interference points S 5 and S 6 are spaced apart by the time interval t 3 . From the distances t 2 and t 3 , the instantaneous diameters of the thread balloons B 2 and B 3 can be easily calculated by means of further known data.
  • a special case is given when the measuring beam 42 of the sensor device 33 only tangent to the yarn balloon B, that is, if only one interruption occurs per revolution of the yarn balloon B. Even in such a case, the control circuit 18 can easily determine the instantaneous diameter of the thread balloon B on the basis of the known arrangement of the sensor device 33.
  • the device according to the invention or the associated method can advantageously also be used in connection with a reference spindle.
  • At least one of the jobs of the thread balloon forming textile machine is formed as a reference spindle, which is equipped with a device according to the invention and continuously monitors the diameter of the thread balloon. The values determined by the reference spindle are then used to set the adjacent workstations of the textile machine.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Ermittlung des Durchmessers eines durch einen laufenden Faden gebildeten Fadenballons (B) an einer Arbeitsstelle (1) einer fadenballonbildenden Textilmaschine.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Arbeitsstelle (1) über eine elektromagnetisch arbeitende Sensoreinrichtung (33) verfügt, die so ausgebildet und angeordnet ist, dass es während des Betriebes der Arbeitsstelle (1) bei jedem Umlauf des Fadenballons (B) durch den den Fadenballon (B) bildenden Faden (5, 25) zu wenigstens zwei Störungen eines Messstrahles (42) der Sensoreinrichtung (33) kommt und dass der zeitliche Abstand der Störungen des Messstrahles (42) durch die Sensoreinrichtung (33) erfassbar und zur Berechnung des Durchmessers des Fadenballons (B) nutzbar ist.

Description

  • Vorrichtung und Verfahren zum Ermitteln des Durchmessers eines durch einen laufenden Faden gebildeten Fadenballons an einer Arbeitsstelle einer fadenballonbildenden Textilmaschine
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung des Durchmessers eines durch einen laufenden Faden gebildeten Fadenballons an einer Arbeitsstelle einer fadenballonbildenden Textilmaschine sowie ein zugehöriges Verfahren.
  • In der Textilmaschinenindustrie sind seit langem unterschiedliche Ausführungsformen von Produktionsmaschinen bekannt, bei denen es während des Betriebes im Bereich ihrer oft zahlreichen Arbeitsstellen oder von zugehörigen Betriebseinrichtungen zur Ausbildung von Fadenballons kommt.
  • Derartige Produktionsmaschinen weisen daher zur Ermittlung und Begrenzung der Größe dieser Fadenballons Überwachungseinrichtungen auf, die sehr unterschiedlich arbeiten können. Die bekannten Überwachungseinrichtungen verfügen beispielsweise oft über Sensoreinrichtungen, mit denen das umlaufende Garn, das den Fadenballon bildet, beobachtet wird.
  • In der DE 101 03 892 A1 sind zum Beispiel ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, mit dem/der die Fadenabzugsgeschwindigkeit von im Gatter einer Zettelmaschine angeordneten Vorlagespulen optimiert werden soll.
  • Bekanntlich entsteht, wenn von einer Vorlagespule, die in einem zugehörigen Gatter positioniert ist, im Zuge des Arbeitsprozesses über Kopf und mit relativ hoher Abzugsgeschwindigkeit ein Faden abgezogen wird, ein Fadenballon, dessen Durchmesser unter anderem von der Fadenabzugsgeschwindigkeit und der Fadenzugkraft abhängt. Die Größe des Fadenballons wächst dabei mit zunehmender Fadenabzugsgeschwindigkeit.
  • Bei dem durch die DE 101 03 892 A1 bekannten Verfahren wird durch am Gatter angeordnete Messmittel die Größe zumindest einiger der beim Fadenabzug entstehenden Fadenballons erfasst und an eine Steuereinrichtung übermittelt, die beim Erreichen von Grenzwerten der Fadenballone dafür sorgt, dass regelnd in die Fadenabzugsgeschwindigkeit eingegriffen wird. Als Messmittel zur Erfassung der Fadenballongröße kommen dabei verschiedene optisch arbeitende Messeinheiten zum Einsatz, beispielsweise eine Kamera, eine oder mehrere Lichtschranken, oder ähnliche Einrichtungen.
  • Das in der DE 101 03 892 A1 beschriebene Verfahren wird allerdings nur zum Abtasten der Grenzwerte für die Ballongröße genutzt, es gibt keinen Aufschluss über die Ballongröße zu jedem Zeitpunkt des Prozesses. Das heißt, die beschriebene Regelung wird immer erst beim Über- oder Unterschreiten eines gegebenen Grenzwertes aktiviert. Die Regelung wird auch ausgesetzt beim Erreichen der vorgegebenen Werte für die maximale Abzugsgeschwindigkeit oder die maximale Fadenzugkraft.
  • Durch die DE 22 55 663 A1 und durch die EP 0 282 745 A1 sind im Zusammenhang mit Ringspinnmaschinen des Weiteren optisch arbeitende Messeinrichtungen bekannt, mit denen eine Fadenballonform und/oder eine Fadenballongröße erfasst werden kann.
  • In der DE 22 55 663 A1 wird beispielsweise eine Arbeitsstelle einer Ringspinnmaschine beschrieben, die mit einem luft- oder magnetgelagerten Spinnring ausgestattet ist, auf dem ein durch den laufenden Faden angetriebener Spinnläufer umläuft.
  • Da beim Betrieb derartiger Arbeitsstellen, um ein einwandfreies Spinnverfahren zu gewährleisten, bekanntlich eine bestimmte Differenz zwischen der Drehzahl des Spinnringes und der Drehzahl des Spinnläufers notwendig ist, findet während des Spinnbetriebes sowohl eine Kontrolle der Drehzahl des luft- oder magnetgelagerten Spinnrings, als auch der Drehzahl des Spinnläufers statt.
  • Des Weiteren wird bei diesem Verfahren laufend kontrolliert, ob eine vorgegebene maximale Fadenspannung eingehalten wird, und es erfolgt eine Kontrolle und gegebenenfalls Stabilisierung des sich beim Spinnen im Bereich des Spinnkopses einstellenden Fadenballons. Das heißt, durch Messen der Fadenkurvenabweichung des Fadenballons aus ihrer Meridianebene und entsprechendes Regeln der Fadenspannung mittels variablen Bremsens des Spinnringes wird der Verlauf der Fadenkurve des Fadenballons stabilisiert. Die Einrichtung zum Erfassen der Fadenkurvenabweichung des Fadenballons besteht dabei im Wesentlichen aus einem Messgeber, der eine Reihe kleiner Photoelemente aufweist sowie einer Triggereinrichtung, die dafür sorgt, dass der Fadenballon periodisch angeblitzt wird.
  • Die bekannten Vorrichtungen sind entweder ( DE 22 55 663 A1 ) relativ kompliziert und oft auch recht ungenau oder aufgrund ihres großen Messbereiches ( DE 101 03 892 A1 ) bezüglich Luftverschmutzung sehr empfindlich.
  • In der Praxis konnten sich diese bekannten Vorrichtungen daher nicht durchsetzen.
  • Die EP 0 282 745 A1 beschreibt ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Produktions-und Qualitätsüberwachung der Arbeitsstellen einer mehrspindligen Textilmaschine, das heißt, ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit dem/der das Vorhandensein der Fäden und die Fadendurchmesser überwacht wird.
  • Eine Ringspinnmaschine ist zu diesem Zweck mit einem optischen Überwachungsorgan ausgestattet, das gleichzeitig eine Vielzahl der in Reihe nebeneinander angeordneten Arbeitsstellen der Textilmaschine dadurch kontrolliert, dass die im Bereich der Arbeitsstellen rotierenden Fadenballons angeleuchtet werden.
    Das Überwachungsorgan weist zu diesem Zweck einen Sender und einen Empfänger auf, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass ein von einem Sender ausgeschicktes Strahlenbündel auf seinem Weg zum Empfänger durch die zahlreichen, umlaufenden Fadenballone geht und dabei durch die Fadenballone intermittierend unterbrochen oder abgeschwächt wird.
  • Die Abschattung wird im Empfänger in ein elektrisches Signal umgesetzt, das in einer zugehörigen Regeleinrichtung als Basis für eine weitere Auswertung benutzt wird.
    Auch das in der EP 0 282 745 A1 beschriebene Verfahren arbeitet gelegentlich recht ungenau, da das Strahlenbündel auf seinem Weg vom Sender zum Empfänger oft durch Faser- und Staubpartikel, die in der Atmosphäre eines Spinnsaales nahezu unvermeidbar sind, negativ beeinflusst wird. Außerdem ist durch die gewählten Anordnungen des Überwachungsorgans ein Rückschluss auf die Ballondurchmesser nicht möglich.
  • Des Weiteren ist durch die EP 2 419 554 B1 eine Arbeitsstelle einer Doppeldrahtzwim-und Kabliermaschine bekannt, deren Spul- und Wickeleinrichtung so angeordnet ist, dass sie während des Betriebes innerhalb eines Fadenballons liegt.
  • Um die Größe des Fadenballons kontrollieren zu können, verfügt die Arbeitsstelle über eine Überwachungseinrichtung, die verschiedene Ausführungsformen aufweisen kann. Die Überwachungseinrichtung kann dabei entweder indirekt oder optisch arbeiten.
  • Die Größe des Fadenballons kann beispielsweise über einen Fadenspannungssensor, der entweder zwischen einer Fadenantriebseinrichtung und dem Eintritt des Fadens in eine Spindel angeordnet ist, welche für die Entstehung des Fadenballons sorgt, oder mittels eines Fadenspannungssensors, der zwischen dem Austritt des Fadens aus der Spindel und einer weiteren Fadenantriebseinrichtung positioniert ist, indirekt ermittelt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Erfassung der Größe des Fadenballons aber auch indirekt durch Messen der Leistung bzw. des Drehmoments der Antriebseinrichtung der Spindel erfolgen. Das heißt, mittels einer Messeinrichtung wird der Strom ermittelt, der vom Spindelantrieb aufgenommen wird und daraus in einer Auswerteeinrichtung auf die Größe des Fadenballons geschlossen.
  • Bezüglich optischer Messeinrichtungen, die den die Spul- und Wickeleinrichtung umkreisenden Fadenballon überwachen, wird in einer ersten Ausführungsform der Einsatz von wenigstens zwei Lichtschranken vorgeschlagen, die eine Lichtquelle zur Abgabe eines Lichtstrahles und einen lichtempfindlichen Detektor zur Aufnahme des Lichtstrahles aufweisen. Mit einer solchen Einrichtung wird während des Betriebes die Unterbrechung des Lichtstrahles durch das vorbeilaufende Garn des Fadenballons erkannt. Allerdings wird die bekannte Ausführungsform nur zum Abtasten der Grenzwerte für die Ballongröße genutzt und gibt keinen exakten Aufschluss über die Größe des Fadenballons zu jedem Zeitpunkt des Spulprozesses.
  • In einer weiteren, vergleichbaren Ausführungsform findet ein Lichtsensor vom Typ CCD in Verbindung mit einer strahlartigen, stroboskopischen Lichtquelle, zum Beispiel LED oder Laser, Verwendung.
  • Bei der Einrichtung, die mit einem Lichtsensor und einer stroboskopischen Lichtquelle agiert, die mit der Drehung der Spindel synchronisiert ist, wird das Bild und damit die Form des Fadenballon bildenden Garns lokalisiert, wenn es vom Blitz erhellt wird.
  • Bei einer solchen Ausführungsform kann es allerdings, je nach Garndichte, Garnoberfläche und/oder Garndrehungen zu unterschiedlichen Reflexionen kommen, die die Fehlerquote und Auflösung der Messung negativ beeinflussen. CCD-Empfänger sind außerdem relativ kostenintensive Einrichtungen, da sie für ihren Betrieb eine komplexe Auswerteeinheit benötigen.
  • Die in der EP 2 419 554 B1 im Zusammenhang einer Arbeitsstelle einer Doppeldrahtzwim- und Kabliermaschine beschriebenen Überwachungseinrichtungen sind insgesamt verbesserungsfähig, da sie entweder nicht genau genug messen oder verhältnismäßig kostenintensiv sind.
  • Ausgehend vom vorstehend genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zu entwickeln, mit der/dem direkt und zuverlässig der Durchmesser eines durch ein laufendes Garn gebildeten Fadenballons ermittelt werden kann. Die betreffende Vorrichtung sollte außerdem in ihrer Konstruktion möglichst einfach und kostengünstig sein.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Arbeitsstelle über eine elektromagnetisch arbeitende Sensoreinrichtung verfügt, die so ausgebildet und angeordnet ist, dass es während des Betriebes der Arbeitsstelle bei jedem Umlauf des Fadenballons durch den den Fadenballon bildenden Faden zu wenigstens zwei Störungen eines Messstrahles der Sensoreinrichtung kommt und dass der zeitliche Abstand der Störungen des Messstrahles erfasst und zur Berechnung des Durchmessers des Fadenballons benutzt wird.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie das Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat insbesondere den Vorteil, dass an jeder Arbeitsstelle der fadenballonbildenden Textilmaschine der Durchmesser des Fadenbalions ab einer einstellbaren Mindestballongröße kontinuierlich überwacht wird.
    Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der Sensoreinrichtung findet dabei eine direkte, unmittelbare Bestimmung des Durchmessers des Fadenballons statt. Das heißt, die stets direkt und korrekt ermittelte Fadenballongröße wird zuverlässig und exakt zur Auswertung an eine nachgeschaltete Einrichtung übermittelt, welche bei Bedarf, vorzugsweise im Zusammenhang mit der Fadenspannung des Außenfadens, regelnde Maßnahmen einleitet.
  • Der Einsatz einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung ist kostengünstig und ermöglicht außerdem eine kompakte Bauweise der Arbeitsstelle mit der Folge, dass der Platzbedarf, der zum Aufstellen einer Doppeldrahtzwirn- oder Kabliermaschine benötigt wird, verringert wird.
  • Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung ist nicht nur relativ kostengünstig, sondern verfügt, wie vorstehend bereits angedeutet, auch über eine sehr hohe Empfindlichkeit und schnelle Reaktion, so dass der umlaufende Fadenballon stets schnell und zuverlässig abgetastet wird.
  • Des Weiteren kann die Sensoreinrichtung auch, wie durch die DE 199 30 313 A1 bekannt, über eine Solarzelle sowie eine Rückkopplung zwischen dem Sender und dem Empfänger verfügen. Durch eine solche Rückkopplung werden mögliche Fehler infolge einer Verschmutzung, Alterung usw., die in dem System auftreten können, ausgeglichen.
  • In vorteilhafter Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung als optisch arbeitende Lichtschranke ausgebildet ist, die eine Lichtquelle und einen Lichtempfänger aufweist. Solche Lichtschranken sind im Textilmaschinenbau bewährte Bauelemente, die in der Textilindustrie in relativ großen Stückzahlen im Einsatz sind. Das heißt, solche Bauelemente arbeiten nicht nur während des Betriebes sehr zuverlässig, sondem sind auch sehr langlebig. Außerdem sind solche Bauelemente aufgrund ihrer großen Stückzahlen auch verhältnismäßig kostengünstig.
  • Die Lichtschranke kann dabei entweder als Einweg-Lichtschranke aufgebaut sein, bei der die Lichtquelle und der Lichtempfänger auf einander gegenüberliegenden Seiten des zu überwachenden Fadenballons angeordnet sind, oder als Reflexions-Lichtschranke ausgebildet sein, bei der die Lichtquelle und der Lichtempfänger auf derselben Seite des zu überwachenden Fadenballons installiert sind.
  • Bei Reflexions-Lichtschranken können die Lichtquelle und der Lichtempfänger dabei entweder in einem gemeinsamen Sensorgehäuse angeordnet sein oder in getrennten Gehäusen, wobei allerdings in beiden Fällen zusätzlich ein Reflektor installiert werden muss, der zum Beispiel bezüglich des Sensorgehäuses auf der gegenüberliegenden Seite des zu überwachenden Fadenballons angeordnet ist und den Lichtstrahl der Lichtquelle zum Lichtempfänger zurückstrahlt.
  • Beide Ausführungsformen von Lichtschranken sind bekannt und haben sich im Textilmaschinenbau seit langem bewährt.
  • Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung muss nicht zwingend optisch mit einem auf einem Licht-/Laserstrahl basierenden Messstrahl arbeiten, es ist auch möglich, einen Messstrahl einzusetzen, der auf einer anderen Basis des elektromagnetischen Spektrums arbeitet.
    Der Messstrahl kann beispielsweise auch durch eine Ultraschall-, Induktion-, Wärmequelle usw. oder deren Interferenzen initiiert werden, wobei dann auch ein entsprechender, zugehöriger Empfänger eingesetzt wird.
  • In vorteilhafter Ausführungsform ist des Weiteren vorgesehen, dass als Lichtquelle eine Licht- Emittierende Diode Verwendung findet. Solche in Fachkreisen kurz LED's genannten Dioden zeichnen sich durch eine hohe Leuchtkraft, eine lange Lebensdauer sowie einen sehr niedrigen Energieverbrauch aus.
  • Grundsätzlich ist im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung allerdings auch der Einsatz anderer Leuchtmittel als Lichtquelle denkbar.
    Als Lichtquelle könnte beispielsweise auch eine Laserdiode oder ein Oberflächenemitter = VCSEL Verwendung finden. Auch diese Leuchtmittel weisen jeweils spezielle Vorteile auf.
  • Beim Einsatz einer Lichtschranke ist es des Weiteren vorteilhaft, wenn der Lichtempfänger über eine Empfängerdiode verfügt, die beispielsweise als Photodiode ausgebildet ist. Allerdings können als Lichtempfänger auch ein Phototransistor oder ein Fotowiderstand zum Einsatz kommen.
  • Eine Photodiode reagiert bekanntlich sehr empfindlich auf Helligkeitsschwankungen.
    Wird zum Beispiel der von der Lichtquelle ausgesandte Lichtstrahl durch einen Faden unterbrochen, wird die abgesenkte Beleuchtungsstärke durch die Photodiode sofort registriert. Das heißt, die elektrische Leitfähigkeit der Photodiode sinkt, was als elektrisches Signal an eine nachgeschaltete Einrichtung weitergegeben wird.
  • Bezüglich der Anordnung der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung sind verschiedene Ausführungen möglich. Die Abtastung des Fadenballons kann beispielsweise orthogonal oder parallel zur Drehachse der Spindel und damit zur Rotationsachse des Fadenballons erfolgen. Allerdings ist grundsätzlich auch eine Anordnung der Sensoreinrichtung möglich, bei der der Messstrahl weder orthogonal noch parallel zur Rotationsachse des Fadenballons verläuft, sondern unter einem Winkel.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform ist auch gegeben, wenn die Sensoreinrichtung, wie durch die DE 195 11 527 A1 bekannt, auf Höhe des Kodierdreiecks der Arbeitsstelle angeordnet und als Lichtschranke ausgebildet ist. In einem solchen Fall geben die Abweichungen des Zwirns nach dem Dreieck bzw. der Fäden direkt vor dem Dreieck zu der Drehachse des Fadenballons Informationen über eine mögliche Überlänge im Cord(Zwim). Das heißt, wenn an einer Spindel mehrere Vorrichtungen zur Überwachung eines Fadenballons zum Einsatz kommen, kann nicht nur optimal die Ballonhülle/Ballonkontur ermittelt, sondern in Verbindung mit dem Kodierdreieck auch gleichzeitig das Entstehen von Überlängen, überwacht werden.
  • In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist allerdings auch vorstellbar, dass die Sensoreinrichtung so angeordnet ist, dass der Lichtstrahl der Sensoreinrichtung parallel und beabstandet zur Drehachse der Spindel und damit zur Rotationsachse des Fadenballons verläuft.
    Des Weiteren kann die Sensoreinrichtung aber auch so angeordnet werden, dass der Lichtstrahl der Sensoreinrichtung unter einem Winkel zur Rotationsachse des Fadenballons verläuft, der >90° und <180° ist.
  • Welche der vorgenannten Ausführungsformen schließlich zur Anwendung kommt, ergibt sich in der Regel durch die jeweiligen Platzverhältnisse an den Arbeitsstellen der fadenballonbildenden Textilmaschine oder auch durch die zu bearbeitende Fadensorte/ Fadenart.
    Um bei der Abtastung des Fadenballons Fehler durch die Anwesenheit von zum Beispiel Spindelteilen oder des Innenfadens auszuschließen und beispielsweise auf einem nachgeschalteten Monitor eine komplette Ballonform darstellen zu können, sollte die jeweils geeignetste Ausführungsform gewählt werden.
  • Wichtig ist in diesem Zusammenhang allerdings, dass die zwischen der Lichtquelle und dem Lichtempfänger anstehende Wirkungslinie des Messstrahles die Mittellinie des Fadenballon, die vorzugsweise durch die Rotationsachse des Fadenballons gebildet wird, nicht kreuzt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener, in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1
    schematisch, in Seitenansicht eine Arbeitsstelle einer Doppeldrahtzwim-oder Kabliermaschine mit einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung, die so angeordnet ist, dass der Messstrahl der Sensoreinrichtung ortho-gonal zur Drehachse der Spindel verläuft,
    Fig. 2
    schematisch, in Seitenansicht eine Arbeitsstelle einer Doppeldrahtzwirn-maschine mit einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung, die ebenfalls so angeordnet ist, dass deren Messstrahl der Sensoreinrichtung orthogonal zur Drehachse der Spindel verläuft,
    Fig. 3
    schematisch, in Seitenansicht eine Arbeitsstelle einer Doppeldrahtzwirn-oder Kabliermaschine mit einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung, die so angeordnet ist, dass der Messstrahl der Sensoreinrichtung parallel zur Drehachse der Spindel verläuft,
    Fig. 4
    graphische Darstellung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung.
  • In der Fig. 1 ist schematisch, in Seitenansicht eine Arbeitsstelle 1 einer Doppeldrahtzwim- oder Kabliermaschine dargestellt. Im Ausführungsbeispiel weist die Textilmaschine ein Gatter 4 auf, das in der Regel oberhalb oder hinter der Arbeitsstelle 1 positioniert ist und in der Regel zur Aufnahme einer Vielzahl von Vorlagespulen dient. Von einer der Vorlagespulen, nachfolgend als erste Vorlagespule 7 bezeichnet, wird ein so genannter Außenfaden 5 abgezogen.
  • Die Arbeitsstelle 1 verfügt des Weiteren über eine, um eine Drehachse 35 rotierbare Spindel 2, im vorliegenden Ausführungsbeispiel über eine Kablierspindel, die mit einem Schutztopf 19 ausgestattet ist, in dem eine zweite Vorlagespule 15 gelagert ist.
    Von dieser zweiten Vorlagespule 15 wird ein so genannter Innenfaden 16 über Kopf abgezogen und einer oberhalb der Spindel 2 angeordneten Ballonfadenführeröse oder einem so genannten Ausgleichssystem 9 zugeführt. Der Schutztopf 19, der auf einer rotierbaren, im Ausführungsbeispiel als Zwirnteller 8 ausgebildeten Fadenumlenkeinrichtung gelagert ist, ist dabei, vorzugsweise durch eine (nicht dargestellte) Magneteinrichtung, gegen Drehung gesichert. Die Fadenumlenkeinrichtung der Spindel 2 wird durch einen Spindelantrieb 3 beaufschlagt, bei dem es sich entweder um einen Direktantrieb oder um einen indirekten Antrieb handeln kann.
  • Der von der ersten Vorlagespule 7 abgezogene Außenfaden 5 wird einer im Fadenlauf zwischen dem Gatter 4 und der Spindel 2 angeordneten, regelbaren Einrichtung 6 zur Beeinflussung der Fadenspannung zugeführt, mit der bei Bedarf die Fadenspannung des Außenfadens 5 variiert werden kann.
    Die Einrichtung 6 steht über Steuerleitungen mit einem Regelkreis 18 in Verbindung, der eine Regelung der von der Einrichtung 6 auf den Außenfaden 5 aufgebrachten Fadenspannung und/oder der Fadengeschwindigkeit durchführt.
    Die durch die Einrichtung 6 auf den Außenfaden 5 aufgebrachte regelbare Fadenspannung weist dabei vorzugsweise eine Größenordnung auf, die, in Abhängigkeit von der Geometrie der Spindel 2, zu einer Optimierung des freien Fadenballons B, das heißt, zu einem Fadenballon mit einem möglichst kleinen Durchmesser, führt.
    Der Außenfaden 5 durchläuft im Anschluss an die Einrichtung 6 den Spindelantrieb 3 im Bereich der Rotationsachse des Spindelantriebes 3 und tritt unterhalb des Zwirntellers 8 durch eine so genannte Fadenabgangsbohrung in radialer Richtung aus der hohlen Rotationsachse des Spindelantriebes 3 aus. Der Außenfaden 5 läuft dann zum Außenbereich des Zwirntellers 8.
    Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Außenfaden 5 am Rand des Zwimtellers 8 nach oben umgelenkt und umkreist unter Ausbildung eines freien Fadenballons B den Schutztopf 19 der Spindel 2, in dem die zweite Vorlagespule 15 positioniert ist.
  • Oberhalb des Schutztopfes 19 der Spindel 2 ist des Weiteren eine Sensoreinrichtung 33 angeordnet, die beispielsweise als Lichtschranke ausgebildet ist.
  • Die Sensoreinrichtung 33 kann dabei entweder, wie in den Figuren dargestellt, als Einweg-Lichtschranke ausgebildet sein, bei der eine Lichtquelle 41 und ein Lichtempfänger 40 auf einander gegenüberliegenden Seiten des zu überwachenden Fadenballons B angeordnet sind, oder als (nicht dargestellt) Reflexions-Lichtschranke, bei der die Lichtquelle 41 und der Lichtempfänger 40 auf derselben Seite des zu überwachenden Fadenballons positioniert und beispielsweise in einem gemeinsamen Sensorgehäuse angeordnet sind.
  • Bei einer Reflexions-Lichtschranke wird der Lichtstrahl der Lichtquelle außerdem durch einen Reflektor, der auf der bezüglich des Sensorgehäuses gegenüberliegenden Seite des zu überwachenden Fadenballons B angeordnet ist, zum Lichtempfänger zurückgestrahlt.
  • Wie ersichtlich, ist bei dem in Fig.1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Einweg-Lichtschranke so positioniert, dass ein von der Lichtquelle 41 der Sensoreinrichtung 33 ausgestrahlter Messstrahl 42, im vorliegenden Fall ein Lichtstrahl, den Bereich des Fadenballons B orthogonal zur Drehachse 35 der Spindel 2 durchdringt und auf einen zugehörigen Lichtempfänger 40 der Sensoreinrichtung 33 trifft. Der Lichtempfänger 40 der Sensoreinrichtung 33 ist dabei außerdem über eine Signalleitung an einen Regelkreis 18 angeschlossen.
  • Die Sensoreinrichtung 33, mit der jeweils der augenblickliche Durchmesser des zu überwachenden Fadenballons B ermittelt wird, muss allerdings nicht zwingend als Lichtschranke arbeiten, sondern kann grundsätzlich auch nach einem anderen physikalischen Prinzip arbeiten. Die Sensoreinrichtung 33 kann beispielsweise auch mit einer beliebigen Wellenlänge des elektromagnetischen Spektrums arbeiten, z.B. Radar, Ultraschall, Infrarot usw..
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung 33 allerdings als optisch arbeitende Lichtschranke ausgebildet, die eine Lichtquelle 41 und einen Lichtempfänger 40 aufweist. Als Lichtquelle 41 sind dabei zum Beispiel Licht Emittierend Dioden = LED's, Laserdioden oder Oberflächenemitter = VCSEL's einsetzbar. Als Lichtempfänger 40 kommt eine Photodiode, ein Phototransistor oder ein Fotowiderstand zum Einsatz.
  • Wie aus Fig.1 weiter ersichtlich, werden der von der ersten Vorlagespule 7 abgezogene Außenfaden 5 und der von der zweiten Vorlagespule 15 abgezogene Innenfaden 16 im Bereich einer Ballonfadenführeröse beziehungsweise eines Ausgleichssystems 9 zusammengeführt, wobei die Lage der Ballonfadenführeröse beziehungsweise des Ausgleichssystems 9 die Höhe des sich ausbildenden freien Fadenballons B bestimmt.
  • In der Ballonfadenführeröse beziehungsweise im Ausgleichssystem 9 befindet sich der so genannte Kablier- oder auch Kordierpunkt, in dem die beiden Fäden, der Außenfaden 5 und der Innenfaden 16, zusammenlaufen und zum Beispiel einen Cordfaden 17 bilden.
    Oberhalb des Kablierpunktes ist eine Fadenabzugsvorrichtung 10 angeordnet, mittels der der Cordfaden 17 abgezogen und über ein Ausgleichselement, wie beispielsweise eine Tänzereinrichtung 11, einer Spul- und Aufwickelvorrichtung 12 zugeführt wird.
    Die Spul- und Aufwickelvorrichtung 12 weist dabei, wie üblich, eine Antriebswalze 13 auf, die eine Spule 14 reibschlüssig antreibt.
  • Die Einrichtung 6 zur Beeinflussung der Fadenspannung ist entweder als elektronisch geregelte Bremse oder als aktives Lieferwerk ausgebildet, wobei auch eine Kombination der beiden vorgenannten Komponenten zum Einsatz kommen kann.
    Als Ausgestaltungsvarianten eines Lieferwerkes sind beispielsweise eine Galette, eine Fächerscheibe oder eine Antriebsrolle mit korrespondierender Druckrolle möglich.
    Die Einrichtung 6 regelt die Fadenspannung des Außenfadens 5 in Abhängigkeit vom Durchmesser des freien Fadenballons B, der durch die Sensoreinrichtung 33 ermittelt wird. Das heißt, während des Betriebes der Arbeitsstelle 1 wird ein von der Lichtquelle 41 der Sensoreinrichtung 33 initiierter Messstrahl 42 von dem den rotierenden Fadenballon B bildenden, laufenden Außenfaden 5 bei jeder Umdrehung des Fadenballons B zweimal gekreuzt, was vom Lichtempfänger 40 der Sensoreinrichtung 33 sofort als Störung S in Form einer Abschattung erkannt und als elektrisches Signal i an den Regelkreis 18 weitergeleitet wird.
  • Aus dem zeitlichen Abstand der beiden Störungen S und damit den vom Lichtempfänger 40 der Sensoreinrichtung 33 bei jedem Umlauf des Fadenballons B generierten elektrischen Signalen i ermittelt der Regelkreis 18 dann sofort den augenblicklichen Durchmesser des Fadenballons B. Der Regelkreis 18 greift im Bedarfsfall außerdem über die Einrichtung 6 unverzüglich regelnd in die Fadenliefergeschwindigkeit des Außenfadens 5 ein, was sofort zu einer Korrektur des Durchmessers des umlaufenden Fadenballons B führt.
  • Wie vorstehend bereits angedeutet, ist bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Sensoreinrichtung 33 als Lichtschranke, genauer als Einweg-Lichtschranke, ausgebildet. Das heißt, die Sensoreinrichtung 33 weist eine Lichtquelle 41 und einen auf der gegenüberliegenden Seite des zu überwachenden Fadenballons B angeordneten Lichtempfänger 40 auf, wobei die Lichtquelle 41 und der Lichtempfänger 40 so angeordnet sind, dass ein von der Lichtquelle 41 ausgehender, als Messstrahl 42 dienender Lichtstrahl den rotierenden Fadenballon B durchdringt.
    Der Messstrahl 42 der Sensoreinrichtung 33 verläuft dabei orthogonal zur Rotationsachse des Fadenballons B, so dass der Fadenballon B, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch den Außenfaden 5 gebildet wird, bei jedem Umlauf den Messstrahl 42 zweimal schneidet. Der Messstrahl 42 wird dabei unterbrochen bzw. geschwächt, was am Lichtempfänger 40 zu einer unterschiedlichen Einstrahlungsintensität mit der Folge einer Veränderung dessen Spannung führt.
  • Die in Fig. 2 als Ausführungsbeispiel dargestellte Arbeitsstelle 20 einer Doppeldrahtzwirnmaschine ist in ihrem prinzipiellen Aufbau seit langem bekannt und beispielsweise in der EP 2 315 864 B1 relativ ausführlich beschrieben.
  • Wie ersichtlich, weist die Arbeitsstelle 20 eine Zwirnspindel 22 auf, die von einem Spindelantrieb 23 angetrieben um eine Drehachse 35 rotierbar ist. Die Zwirnspindel 22 verfügt über einen Schutztopf 34, in dem sich eine Vorlagespule 21 befindet, von der mittels einer Fadenspannungsbeeinflussungsvorrichtung 26 ein Faden 25 abgezogen wird. Die Fadenspannungsbeeinflussungsvorrichtung 26 ist über eine Steuerleitung an einen Regelkreis 33 angeschlossen. Der Faden 25 gelangt anschließend über eine, vorzugsweise als Zwimteller ausgebildete Fadenumlenkeinrichtung 24, die an einen Spindelantrieb 23 angeschlossen ist, zu einer Ballonfadenführeröse 27, die oberhalb der Fadenspannungsbeeinflussungsvorrichtung 26 angeordnet ist. An die Ballonfadenführeröse 27 schließt sich eine Fadenabzugsvorrichtung 28, ein Ausgleichselement, wie beispielsweise eine Tänzereinrichtung 29, sowie eine Spul- und Aufwickelvorrichtung 30 an. Die Spul- und Aufwickelvorrichtung 30 weist dabei, wie üblich, eine Antriebswalze 32 auf, die eine Spule 31 reibschlüssig antreibt.
  • Die Arbeitsstelle 20 verfügt des Weiteren über eine Sensoreinrichtung 33, die im Ausführungsbeispiel als Einweg-Lichtschranke ausgebildet ist und eine Lichtquelle 41 sowie einen Lichtempfänger 40 aufweist, wobei der Lichtempfänger 40 über eine Signalleitung mit einem Regelkreis 33 in Verbindung steht.
    Die Lichtquelle 41 und der Lichtempfänger 40 der Sensoreinrichtung 33 sind dabei so angeordnet, dass der von der Lichtquelle 41 der Sensoreinrichtung 33 initiierte, als Lichtstrahl vorliegende Messstrahl 42 orthogonal zur Drehachse 35 der Zwirnspindel 22 und damit auch orthogonal zur Rotationsachse des Fadenballons B verläuft.
  • Der Messstrahl 42 der Sensoreinrichtung 33 wird folglich bei jeder Umdrehung des Fadenballons B durch den Faden 25 zweimal gekreuzt, was vom Lichtempfänger 40 der Sensoreinrichtung 33 sofort als Störung erfasst und als elektrisches Signal i an den Regelkreis 33 weitergeleitet wird.
    Das heißt, auch bei der Sensoreinrichtung 33 der vorliegenden Arbeitsstelle 20 einer Doppeldrahtzwimmaschine führt jede Unterbrechung bzw. Schwächung des als Lichtstrahles ausgebildeten Messstrahles 42 der Sensoreinrichtung 33 zu einer abweichenden Einstrahlungsintensität am Lichtempfänger 40, mit der Folge, dass der Lichtempfänger 40 sofort ein elektrisches Signal i generiert, das über die Signalleitung an den Regelkreis 33 weitergeleitet wird. Der Regelkreis 33 leitet daraufhin über die Fadenspannungsbeeinflussungsvorrichtung 26 sofort eine Regelung des Durchmessers des Fadenballons B ein.
  • Die in Fig. 3 als Ausführungsbeispiel dargestellte Arbeitsstelle 2 einer Doppeldrahtzwim- oder Kabliermaschine entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der Fig.1. Die Arbeitsstelle 2 gemäß Fig. 3 unterscheidet sich lediglich in der Anordnung der Sensoreinrichtung 33.
  • Wie ersichtlich, ist die im vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls als Einweg-Lichtschranke ausgebildete Sensoreinrichtung 33 so angeordnet, dass der Messstrahl 42 der Sensoreinrichtung 33 parallel zur Drehachse 35 der Spindel 2 verläuft. Das heißt, die Lichtquelle 41 und der Lichtempfänger 40 sind so positioniert, dass der als Lichtstrahl ausgebildete Messstrahl 42 parallel zur Rotationsachse des Fadenballons B angeordnet ist.
  • Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Lichtstrahl 42 der Sensoreinrichtung 33 bei jedem Umlauf des Fadenballons B durch das rotierende Garn, im vorliegenden Fall durch den Außenfaden 5, gestört bzw. geschwächt und erzeugt dadurch am Lichtempfänger 40 unterschiedliche Einstrahlungsintensität, was zu einer Störung S und damit zu einer Veränderung der elektrischen Spannung des Lichtempfängers 40 führt und als elektrisches Signal an den Regelkreis 18 weitergegeben wird.
  • Die Fig.4 zeigt eine graphische Darstellung der Arbeitsweise einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung 33.
    Im Ausführungsbeispiel ist die Sensoreinrichtung 33 als Einweg-Lichtschranke ausgebildet, die, wie ersichtlich, über eine Lichtquelle 41 - zum Beispiel eine LED oder einen Laser - verfügt und einen Lichtempfänger 40, beispielsweise eine Empfängerdiode, aufweist. Die Lichtquelle 41 und der Lichtempfänger 40 sind dabei so angeordnet, dass ein von der Lichtquelle 41 ausgesandter Messstrahl 42, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Lichtstahl, bei jedem Umlauf eines Fadenballons B durch den den Fadenballon B bildenden Faden, zum Beispiel einem Außenfaden 5, gestört wird, was am Lichtempfänger 40 zu einem Messimpuls führt, der als elektrisches Signal i an einen Regelkreis 18 weitergeleitet wird.
    Der mit der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung 33 minimal messbare Durchmesser des Fadenballons B ist gegeben, wenn der Messstrahl 42 bei einem Umlauf des Fadenballons B lediglich einmal gestört wird und der Lichtempfänger 40 lediglich ein elektrisches Signal i = Messimpuls pro Umlauf des Fadenballons B generiert.
  • Bei größer werdendem Fadenballon B kommt es, wie in Fig.4 dargestellt, bei jedem Umlauf des Fadenballons B durch den Faden 5 zu zwei, zeitlich beabstandeten Störungen S des Messstrahls 42, was vom Lichtempfänger 40 jeweils detektiert und von diesem als Messimpuls i an den Regelkreis 18 weitergeleitet wird.
    Aus dem zeitlichen Abstand t der beiden Messimpulse i, dem bekannten Abstand des Messstrahles 42 zur Drehachse 35 der Spindel 2 berechnet der Regelkreis 18 problemlos den augenblicklichen Durchmesser des Fadenballons B.
  • Wie in Fig.4 dargestellt, wird ein von der Lichtquelle 41 der Sensoreinrichtung 33 ausgestrahlter Messstrahl 42 durch einen Faden 5, der den Schutztopf 19 einer Spindel 2 als Fadenballon B1 umkreist und einen relativ kleinen Durchmesser aufweist, zweimal gestört, was durch die Störpunkte S1 und S2 gekennzeichnet ist.
    Zwischen den Störpunkten S1 und S2, die jeweils vom Lichtempfänger 40 erkannt und als elektrisches Signal i an den Regelkreis 18 weitergeleitet werden, liegt dabei eine Zeitspanne t1. Der Regelkreis 18 berechnet anschließend mittels dieser sowie weiterer bekannter Daten, wie vorstehend bereits erläutert, sofort den augenblicklichen Durchmesser des Fadenballons B1.
  • Vergleichbare Verhältnisse sind auch gegeben, wenn die Spindel 2 von einem Fadenballon B umkreist wird, der einen deutlich größeren Durchmesser aufweist, das heißt, wenn ein Fadenballon B2 oder ein Fadenballon B3 vorliegt.
  • Auch in einem solchen Fall initiiert der Faden 5 bei jedem Umlauf des Fadenballons zwei zeitlich beabstandete Störungen des Messstrahles 42 der Sensoreinrichtung 33.
    In Fig.4 sind die den Fadenballon B2 betreffenden Störpunkte mit S3 und S4 gekennzeichnet, während die den Fadenballon B3 betreffenden Störpunkte die Kennzeichnung S5 und S6 aufweisen.
  • Wie in Fig.4 dargestellt, weisen die Störpunkte S3 und S4 dabei einen temporären Abstand t2 auf, während die Störpunkte S5 und S6 um den zeitlichen Abstand t3 auseinander liegen. Aus den Abständen t2 bzw. t3 sind mittels weiterer bekannter Daten problemlos die augenblicklichen Durchmesser der Fadenballone B2 bzw. B3 berechenbar.
  • Ein Sonderfall ist gegeben, wenn der Messstrahl 42 der Sensoreinrichtung 33 den Fadenballon B nur tangiert, das heißt, wenn sich pro Umdrehung des Fadenballons B nur eine Unterbrechung einstellt.
    Auch in einem solchen Fall kann der Regelkreis 18 anhand der bekannten Anordnung der Sensoreinrichtung 33 problemlos den augenblicklichen Durchmesser des Fadenballons B bestimmen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das zugehörige Verfahren ist vorteilhafterweise auch im Zusammenhang mit einer Referenzspindel einsetzbar.
  • Das heißt, wenigstens eine der Arbeitsstellen der fadenballonbildenden Textilmaschine ist als Referenzspindel ausgebildet, die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist und kontinuierlich den Durchmesser des Fadenballons überwacht.
    Die von der Referenzspindel ermittelten Werte werden dann zur Einstellung der benachbarten Arbeitsstellen der Textilmaschine benutzt.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zur Ermittlung des Durchmessers eines durch einen laufenden Faden gebildeten Fadenballons (B) an einer Arbeitsstelle (1) einer fadenballonbildenden Textilmaschine,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Arbeitsstelle (1) über eine elektromagnetisch arbeitende Sensoreinrichtung (33) verfügt, die so ausgebildet und angeordnet ist, dass es während des Betriebes der Arbeitsstelle (1) bei jedem Umlauf des Fadenballons (B) durch den den Fadenballon (B) bildenden, laufenden Faden (5, 25) zu wenigstens zwei Störungen (S) eines Messstrahles (42) der Sensoreinrichtung (33) kommt und dass der zeitliche Abstand (t) der Störungen (S) des Messstrahles (42) durch die Sensoreinrichtung (33) erfassbar und zur Berechnung des Durchmessers des Fadenballons (B) nutzbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (33) als optisch arbeitende Lichtschranke mit einer Lichtquelle (41) und einem Lichtempfänger (40) ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (33) als Einweg-Lichtschranke ausgebildet ist, mit einer Lichtquelle (41) und einem Lichtempfänger (40), die jeweils auf einander gegenüberliegenden Seiten des zu überwachenden Fadenballons (B) angeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (33) als Reflektions-Lichtschranke ausgebildet ist mit einer Lichtquelle (41) und einem Lichtempfänger (40) auf derselben Seite des zu überwachenden Fadenballons (B) sowie einem Reflektorglied zur funktionalen Verbindung der Lichtquelle (41) und des Lichtempfängers (40).
  5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle (41) eine Licht- Emittierende Diode Verwendung findet.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle (41) eine Lasereinrichtung zum Einsatz kommt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtempfänger (40) über eine Empfängerdiode verfügt.
  8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (33) auf Höhe des Kodierdreiecks der Arbeitsstelle (1) so angeordnet ist, dass der Messstrahl (42) der Sensoreinrichtung (33) orthogonal zur Drehachse (35) der Spindel (2) verläuft.
  9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (33) so angeordnet ist, dass der Messstrahl (42) der Sensoreinrichtung (33) parallel und beabstandet zur Drehachse (35) der Spindel (2) verläuft.
  10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (33) so angeordnet ist, dass der Messstrahl (42) der Sensoreinrichtung (33) unter einem Winkel (β) zur Drehachse (35) der Spindel (2) verläuft, der > 90° und <180° beträgt.
  11. Verfahren zur Ermittlung des Durchmessers (D) eines durch einen laufenden Faden (5, 25) gebildeten Fadenballons (B) an einer Arbeitsstelle (1) einer fadenballonbildenden Textilmaschine mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den laufenden Faden (5, 25) während des Betriebes der Arbeitsstelle (1) bei jedem Umlauf des Fadenballons (B) verursachte, intermittierende Störungen (S) des Messstrahles (42) der Sensoreinrichtung (33) von der Sensoreinrichtung (33) jeweils in ein elektrisches Signal (i) gewandelt werden und dass der zeitliche Abstand der beiden bei einem Umlauf des Fadenballons (B) generierten Signale (i) zur Bestimmung des Durchmessers des Fadenballons (B) benutzt werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlen von elektrischen Signalen (i) während des Betriebes der Arbeitsstelle (1) als fehlender Fadenballon (B) an der Arbeitsstelle (1) und somit als Fadenbruch gedeutet wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anordnung der Sensoreinrichtung (33) auf Höhe des Kodierdreiecks der Arbeitsstelle (1) Aufschlüsse über Überlängen und/oder Spannungsgleichheit des Fadens (5, 25) möglich sind.
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