JP3274185B2 - 繊維機械用の糸張力センサ - Google Patents

繊維機械用の糸張力センサ

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JP3274185B2 JP23787092A JP23787092A JP3274185B2 JP 3274185 B2 JP3274185 B2 JP 3274185B2 JP 23787092 A JP23787092 A JP 23787092A JP 23787092 A JP23787092 A JP 23787092A JP 3274185 B2 JP3274185 B2 JP 3274185B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項１に上位概念と
して記載した形式の繊維機械用の糸張力センサに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】繊維機械における糸張力センサは多年来
公知になっており、かつ糸切れを確認するために、或い
は糸テンション装置によって糸張力を直接制御して糸張
力を均等化するために使用される。
【０００３】前記形式の糸張力センサは、例えばドイツ
連邦共和国特許出願公開第２０６０７３３号明細書又は
ソビエト社会主義共和国連邦特許発明者証第１２１７７
６４号明細書に基づいて公知である。これらの公知の糸
張力センサでは、糸張力に関連した糸ガイドの変位が機
械的に伝達され、かつ、糸テンション装置のテンション
ディスクの相互圧着力を変化するために前記変位は制御
信号に変換される。これら公知の糸張力センサは、糸張
力計に接続された糸ガイドの運動距離によって惹起され
る比較的高い制御慣性を有している。この形式の装置
は、糸走行速度が高速の場合、振動させられ、これによ
って測定精度が著しく制約を受ける。
【０００４】糸の滑り摩擦によって糸ガイドにおいて生
じる温度を測定することを基本原理とする糸張力測定装
置もドイツ連邦共和国特許出願公開第４０３０８９２号
明細書に基づいて公知になっている。温度センサを有す
るこの糸ガイドは固定的に配置されているので、糸走行
速度が高速の場合でも振動は生じない。
【０００５】しかしながら公知の糸張力センサは、高い
周波数の糸張力変動を検出することはできない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、高速走行糸における糸張力測定に適しかつ高い周波
数の糸張力変動も検出できる、繊維機械用の糸張力セン
サを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の構成手段は、糸ガイド部材が、磁界内に配置された
可動コイルのヘッド端部に装着されており、前記可動コ
イルの領域内には、可動コイルの最小限の位置変化も検
出して制御器に伝送する位置センサが配置されており、
前記制御器が、前記可動コイルの巻線への接続ラインを
有し、かつ、糸張力差によって惹起される力、しかも糸
ガイド部材を介して前記可動コイルに対して軸方向に伝
達される力、を補正する軸方向力を得るためのコイル電
流を、前記接続ラインによって前記位置センサの信号に
関連して制御するように構成されており、かつ、可動コ
イルに給電される電流を検出して糸張力のための尺度と
して検知する装置が設けられている点にある。
【０００８】
【作用】本発明の糸張力センサは、ほとんど運動せずに
測定しかつ高い動特性を有している。本発明の糸張力セ
ンサは、電流と力との間に高い比例関係を有しているの
で、制御器を適正に設計することによって可動コイル電
流は直接的な糸張力量として取出すことができる。従っ
て糸張力の検出が、糸ガイドの変位量尺度に拘束される
ことはない。制御慣性は構成素子の設計と選択に関連し
て、例えば３０〜５０Ｈｚ又はそれ以上の値に問題なく
低下することができる。この構造は比較的単純でありか
つトラブル発生率も低い。
【０００９】本発明は、請求項２乃至１４に記載した手
段によって、一層有利に構成することができる。
【００１０】比較的高い周波数の糸張力変動を検出でき
ることによって、糸張力の周期的変動と非周期的変動並
びに異周期の変動を識別することも可能になる。これに
よって糸張力センサのための利用幅が著しく大きくな
る。
【００１１】糸制動手段を介して、例えば糸テンション
装置を介して非周期的な糸張力変動を補正する以外に、
設定した糸張力特性からの偏差が周期的に発生する場合
には、トラブル信号を送出することも可能である。例え
ば綾巻パッケージ巻成時に糸をずらすために反転ねじ山
ドラムを使用する際に糸のトラバース運動によって惹起
される筈の周期的な糸張力変動が生じない場合は、リボ
ン巻き又は円筒巻きとして認識されかつ糸巻成部の即時
停止動作が導入される。
【００１２】しかし又、本発明の糸張力センサを使用す
れば、糸巻成部において例えばコップの最後の１／３を
巻戻す際の糸張力の累進的な増大を検知して、糸切れを
避けるために巻成速度をそれ相応に絞ることも可能であ
る。
【００１３】可動コイルの長さが磁極片の幅を上回るこ
とによって、可動コイルが極く僅かに長手方向に運動し
た場合でさえも線形の電力特性が保証される。それとい
うのは、磁極片から出る磁力線が可動コイルに常に完全
に交差するからである。
【００１４】可動コイルの懸架は種々の形式で行なうこ
とができるが、その際留意すべき点は、保持器自体が可
動コイルの運動自在性を妨げないことだけである。ホー
ル効果を有するアナログチップ又はライトバリアによっ
て、可動コイルの微小な位置変化もすでに確認すること
ができる。
【００１５】
【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説す
る。
【００１６】図１に示した糸張力センサはリング磁石１
を有し、該リング磁石の一方の側には磁極円板２が、ま
たリング磁石の反対の側には磁極リング４が装着されて
いる。磁極リング４の中央開口内には可動コイル５が空
隙を形成するようにして侵入している。該可動コイル内
には他方の側からコア３が侵入し、該コアは磁極円板２
の中央に固定されている。このコア３に対しても可動コ
イル３は空隙を形成している。
【００１７】磁極円板２、コア３及び磁極リング４は強
磁性材料から成っている。これによって磁力線はこれら
の構成部材に集束される。図１では詳細には図示されて
いないが、磁力線はリング磁石１を起点として磁極円板
２とコア３を通り、可動コイル５の配置されている空隙
と磁極リング４とを経てリング磁石１の反対側へ延び
る。この場合リング磁石は、図２から判るように軸方向
に成極されている。
【００１８】強磁性構成部分を通って集束される磁束は
ごく僅かな寸法の空隙によって中断されるに過ぎないの
で、空隙における磁界の強度はそれ相応に大きい。従っ
て充分な力を、通電する可動コイル５に作用させること
が可能である。
【００１９】図１に示した可動コイル５は２つのダイヤ
フラム７及び８によって、軸方向運動しか行なえないよ
うに保持されている。ダイヤフラム７は、コア３に固定
されたホルダー９を有し、またダイヤフラム８は、磁極
リング４に固定されたホルダー１０を有している。可動
コイル５のヘッド端部には糸ガイド６が配置されてお
り、該糸ガイドを介して走行糸１１は引張られる。
【００２０】可動コイル５の位置は、ホール効果を有す
るアナログチップから成る位置センサ１２（以下、簡単
にホール効果式位置センサと呼ぶ）によって監視され
る。すでに最小限の微小な位置変化もこのホール効果式
位置センサ１２によって検出されかつ導線１３を介して
制御器１４に伝送される。該制御器１４はその出力部で
電流Ｉの強さを変化し、該電流強さは増幅器１５によっ
て増幅されて導線１６を介して可動コイル５の巻線に供
給される。これによって即時にコイル電流、ひいては糸
ガイド６で走行糸１１によって発生される軸方向力に対
抗して作用する可動コイル軸方向力が変化され、つまり
適合される。この位置決め制御回路の採用によって、糸
張力変動に起因した微小な位置変位も即座に零に補正制
御される。
【００２１】この電力リニア駆動装置は線形電力特性を
有しているので、可動コイル電流は糸張力に正比例して
いる。可動コイル５に導線１６を介して給電される電流
Ｉは同時に評価ユニット１７によって検出される。該評
価ユニット１７は瞬間的な糸張力を検出しかつ該糸張力
をインジケータ１８に供給する。このインジケータ１８
は、特に長周期の糸張力変動を眼で付加的にチェックす
ることを可能にする。前記評価ユニット１７は、糸張力
の時間的経過を評価しうるように構成されている。該評
価ユニットは糸張力変動を周期的変動と非周期的変動と
に分ける。その場合周期的変動の検出は、フーリエ分
析、自己相関関数又は選択フィルタのような公知の方法
によって行なうことができる。
【００２２】評価ユニット１７内では周期的及び非周期
的な糸張力変動と所定の糸張力特性との比較が行なわれ
る。該糸張力特性には例えば、ワインダにおいて綾巻パ
ッケージの巻成時にトラバース運動による糸ずらしによ
って生じる周期的な糸張力変動も含まれている。またコ
ップの巻戻し時に特にコップの最後の１／３において糸
張力は累進的に増大する。
【００２３】例えば、糸ずらしに起因した糸張力の周期
的な変動が生じない場合、反転ねじ山付きドラムによっ
て糸ずらしを行なうワインダでは、所謂リボン巻き又は
円筒巻きが推測される。この場合には同時に信号装置１
９を介してトラブル信号が送出されて巻成動作が停止さ
れる。この巻成動作の停止は、最近のワインダで慣用さ
れているところの、糸を切断し、所謂糸切れ回路をトリ
ガーするクランプ・切断装置によって行なわれる。トラ
ブル信号の送出と相俟って自動的な糸切れ除去装置もロ
ックされ、かつ操作員は、手作業による干渉の必要を認
知させられる。
【００２４】コップの巻戻し時に通常の糸張力経過と比
較して評価ユニット１７によって（コップの最後の１／
３について典型的な）上昇としてセレクティング評価さ
れる糸張力増大時には、評価ユニット１７は、糸速度を
所定の度合に低下させるために駆動装置に影響を及ぼす
ことができる。
【００２５】図２に示した糸張力センサの変化態様で
は、可動コイル５′は糸ガイド６′と共にダイヤフラム
を介してではなくて、滑り棒２０を介して保持されてい
る。可動コイル５′のヘッド端部で糸ガイド６′の後端
部に固定された前記滑り棒２０はコア３′と磁極円板
２′との中心を貫通する縦孔に挿入されている。その
際、注意すべきことは、滑り棒と縦孔との間の滑り摩擦
が、糸張力の測定結果に誤差を生ぜしめないように僅か
であることである。糸ガイド６′とは反対側の滑り棒２
０の端部にはホール効果式位置センサ２１が配置されて
おり、該位置センサは、図１に関連して説明したホール
効果を有するアナログチップ式の位置センサ１２と同じ
機能を有している。位置決め制御回路は概ね、すでに述
べたものと同じような構成を有している。但し、ここで
は導線１６は固定導線部分１６′と可撓性導線部分１
６″とによって示されており、この場合両導線部分はコ
ネクタ接続部２２を介して互いに接続されている。
【００２６】更に図２では可動コイル５′の零位置Ｘ0
が図示されており、糸張力変動によって惹起される可能
性のあるＸ軸に沿った位置変化は前記零位置Ｘ0に補正
制御される。
【００２７】更にこの場合は評価ユニット１７は変換器
２３と接続されており、該変換器は所謂糸テンション装
置の第１のディスクブレーキ２５に加圧力２４を及ぼ
す。第２のディスクブレーキ２６は抗圧エレメントして
固定的に保持されている。この回路装置を介して評価ユ
ニット１７によって、糸張力の非周期的変動として検出
された糸張力変動は補正され、この場合、糸張力の低下
は直ちに加圧力の上昇をレリーズする。場合によって
は、ワインダにおけるコップの巻戻し中にも先ず上昇す
る糸張力が加圧力２４の低下によって補正される一方、
コップ端部寄りでは付加的に巻成速度が低下される。
【００２８】図３に別の実施態様として図示された糸張
力センサでは、図１及び図２に示した構成とは異なって
可動コイル５″は糸ガイド６″と共にレバー２７に装着
されている。レバー２７の旋回軸受は、例えば無視でき
る程度に小さい回転抵抗を有する公知の空気軸受であっ
てもよい。すでに述べたように零位置からの可動コイル
の偏差は極度に僅かであるので、図３に示した軸受装置
も、半径を形成する梃子腕長に関連した空隙の変化の点
で不利に作用することはない。この場合、レバー２７の
梃子腕長は、曲率半径が充分大きくなるように選ぶこと
もできる。
【００２９】レバー２７は可動コイル５″を超えて延長
されている。該レバーはこの延長部の端部に小板２９を
有し、該小板は可動コイル５″の零位置で位置検出用ホ
トセンサ３０を遮蔽する。該位置検出用ホトセンサ３０
と相俟ってライトバリアを形成する光源の図示はここで
は図面を判り易くするという理由から省かれている。
【００３０】小板２９が、可動コイル５″の零位置にお
いて生じる位置から離脱すると、小板は、位置検出用ホ
トセンサ３０をもはや完全には遮蔽せず、この事象は、
導線１３′を介して制御器１４に伝達される。この場
合、位置検出用ホトセンサは、ライトバリアがいずれの
側から開放されるかに応じて、異なった信号を送出する
ように構成されている。
【００３１】３つの図面すべてから判るように、磁極リ
ング４によって形成された磁極片とコア３との間に空隙
が形成されており、該空隙内に可動コイル５，５′又は
５″が配置されているが、前記磁極片は可動コイルの一
部分にわたって延在しているに過ぎない。これによって
位置の変化の場合でさえもセンサ系の線形電力特性が変
化することはない。糸ガイドを支持する可動コイルの位
置が糸走行中ほとんど移動しないことによって、糸張力
のチェックを殆ど慣性なく実施することが可能になる。
これによって糸走行速度が高速度の場合でも、比較的高
い周波数、例えば最高５０Ｈｚ、の糸張力変動を測定す
ることが可能である。こうして比較的長い周期的又は非
周期的な糸張力変動ばかりでなく、例えばトラバース運
動による糸ずらしによって生じる比較的高い周波数の糸
張力変動も検出することができる。従って本発明の糸張
力センサの使用範囲は著しく拡大される。単純な構造に
よってトラブル発生率も僅かになる。
【００３２】可動コイルは両方向で負荷可能である。こ
の理由に基づいて戻しばねの必要もなくなる。
【００３３】糸張力センサの糸ガイドがいわば非運動性
であることによって、走行糸の太さ変動を検出する電子
的な糸クリーナに直接組込むことが可能になる。このよ
うな電子的糸クリーナが、正確な測定のためには、糸張
力センサによって阻害されない安定した静穏な糸走行を
必要とするのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】糸張力センサと所属の回路装置の概略図であ
る。
【図２】糸張力に関連して制御される糸テンション装置
を有する図１に示した糸張力センサの変化実施例を示す
図である。
【図３】糸張力センサの別の変化実施例を示す図であ
る。
【符号の説明】
１ リング磁石、 ２，２′ 磁極円板、 ３
コア、 ４ 磁極リング、 ５，５′，５″ 可動
コイル、 ６，６′，６″ 糸ガイド、 ７，８
ダイヤフラム、 ９，１０ ホルダー、 １１ 走
行糸、 １２ホール効果式位置センサ、 １３，１３′
導線、 １４ 制御器、 １５ 増幅器、 １
６ 導線、 １６′ 固定導線部分、 １６″
可撓性導線部分、 １７ 評価ユニット、 １８
インジケータ、 １９ 信号装置、 ２０ 滑り
棒、 ２１ ホール効果式位置センサ、 ２２ コ
ネクタ接続部、 ２３ 変換器、 ２４ 加圧力、
２５，２６ 第１と第２のディスクブレーキ、 ２
７ レバー、 ２８ 軸、 ２９ 小板、３０
位置検出用ホトセンサ、 Ｉ 電流
フロントページの続き (72)発明者 フェルディナント−ヨーゼフ ヘルマン ス ドイツ連邦共和国 エルケレンツ イム ゲルデスハーン 15 (72)発明者 ヘルベルト ヘンツェ ドイツ連邦共和国 メンヒェングラート バッハ １ アンナキルヒシュトラーセ 234 (72)発明者 ヘルベルト クノルス ドイツ連邦共和国 メンヒェングラート バッハ １ ギンクターカンプ 19 ア ー (72)発明者 ディートマール エンゲルハルト ドイツ連邦共和国 メンヒェングラート バッハ １ ゲーテシュトラーセ 24 (72)発明者 ヴィルヘルム ツィッツェン ドイツ連邦共和国 メンヒェングラート バッハ １ トーマス−マン−シュトラ ーセ 43 (72)発明者 マンフレート ファイエス ドイツ連邦共和国 メンヒェングラート バッハ ２ ダーレナー シュトラーセ 44 (72)発明者 ヘルベルト メルケンス ドイツ連邦共和国 エルケレンツ 17 ヴィックラートベルガー シュトラーセ 19 (72)発明者 ヴォルフラム ヴァイセンフェルス ドイツ連邦共和国 メンヒェングラート バッハ １ ハーマーヴェーク 29 (72)発明者 ヘルマン リュッテン ドイツ連邦共和国 フィアゼン １ ベ ルリーナー ヘーエ 140 (72)発明者 ディルク イェーガース ドイツ連邦共和国 メンヒェングラート バッハ ２ ミュールガウシュトラーセ 261 (72)発明者 ベルント ポマー ドイツ連邦共和国 メンヒェングラート バッハ １ ドュルケナー シュトラー セ 20 (56)参考文献 特開 昭61−212738（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−290931（ＪＰ，Ａ) 西独国特許出願公開2535209（ＤＥ, Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 3/00 G01L 1/08 G01L 5/10 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高速度走行糸の糸張力を測定するための
    繊維機械用の糸張力センサにおいて、糸ガイド部材
    （６；６′；６″）が、磁界内に配置された可動コイル
    （５；５′；５″）のヘッド端部に装着されており、前
    記可動コイルの領域内には、可動コイルの最小限の位置
    変化も検出して制御器（１４）に伝送する位置センサ
    （１２；２１；３０）が配置されており、前記制御器
    が、前記可動コイルの巻線への接続ラインを有し、か
    つ、糸張力差によって惹起される力、しかも糸ガイド部
    材を介して前記可動コイルに対して軸方向に伝達される
    力、を補正する軸方向力を得るためのコイル電流を、前
    記接続ラインによって前記位置センサの信号に関連して
    制御するように構成されており、かつ、前記可動コイル
    に給電される電流（Ｉ）を検出して糸張力のための尺度
    として検知する装置が設けられていることを特徴とす
    る、繊維機械用の糸張力センサ。
  2. 【請求項２】 電流（Ｉ）を検出する装置が、糸張力の
    時間的経過を評価する評価ユニット（１７）と接続され
    ている、請求項１記載の糸張力センサ。
  3. 【請求項３】 評価ユニット（１７）が、糸張力の周期
    的及び非周期的変動を検出しかつ設定可能な糸張力特性
    と比較するように構成されている、請求項２記載の糸張
    力センサ。
  4. 【請求項４】 評価ユニット（１７）が、設定した糸張
    力特性からの偏差を生じた際に制御作用の及ぼされる繊
    維機械糸搬送用構成ユニットと結合されている、請求項
    ３記載の糸張力センサ。
  5. 【請求項５】 評価ユニット（１７）が、糸張力の非周
    期的変動を補正するために糸制動手段（２３〜２６）と
    結合されている、請求項４記載の糸張力センサ。
  6. 【請求項６】 評価ユニット（１７）が、設定した糸張
    力特性に等しくない周期的な糸張力変動時にトラブル信
    号を送出する信号装置（１９）と結合されている、請求
    項３又は４記載の糸張力センサ。
  7. 【請求項７】 空隙を介在させるように構成されていて
    該空隙内に可動コイル（５；５′；５″）を長手方向摺
    動可能に配置した磁極片が、前記可動コイルの一部分に
    わたってしか延在してない、請求項１から６までのいず
    れか１項記載の糸張力センサ。
  8. 【請求項８】 可動コイル（５）がダイヤフラム（７，
    ８）に懸架されている、請求項１から７までのいずれか
    １項記載の糸張力センサ。
  9. 【請求項９】 可動コイル（５′）が、その長手方向に
    延在していて長手方向摺動可能に支承された少なくとも
    １つの支持体（２０）に固定されている、請求項１から
    ８までのいずれか１項記載の糸張力センサ。
  10. 【請求項１０】 可動コイル（５″）が、該可動コイル
    のコイル軸線に対して直角に配置された軸（２８）に旋
    回可能に支承されたレバー（２７）に固定されている、
    請求項１から７までのいずれか１項記載の糸張力セン
    サ。
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