CH409726A - Einrichtung zur Überwachung von Textil-Fasersträngen auf Unterbruch - Google Patents

Description

  
 



  Einrichtung zur Überwachung von   Textil-Fasersträngen    auf Unterbruch
Bei der Herstellung oder Verarbeitung von Fasersträngen, wie Garnen, Bändern oder dergleichen, in Textilmaschinen ist es oft erforderlich, die durchlaufenden Stränge auf Unterbruch selbsttätig zu überwachen. Zahlreiche bekannte Lösungen dieser Aufgabe beruhen auf der Anwendung eines mechanischen Tastorgans, welches unter Feder- oder Gewichtsbelastung quer zur Laufrichtung des Stranges an diesem anliegt und die Längsspannung des intakten Stranges feststellt; bei einem Unterbruch fällt das Tastorgan durch und betätigt eine Signal- oder Abstelleinrichtung.

   Da diese   tJberwachungseinrich-    tung eine gewisse Längsspannung des Faserstranges voraussetzt, kann sie nicht mehr angewendet werden, wenn es sich beispielsweise um ein Garn mit starker Kräuselung handelt oder um einen Faserstrang, welcher keine nennenswerte Zugbeanspruchung aushält. Der letztere Fall ist insbesondere bei der sogenannten Flyerlunte (Vorgarn, Vorgespinst) gegeben, einem sehr lockeren Faserstrang, in   wel-    chem die Fasern im wesentlichen erst parallel ausgerichtet sind, aber noch keinen oder erst einen schwachen Drall aufweisen und deshalb nur lose zusammenhängen.



   Es ist auch bekannt, Faserstränge mittels einer photoelektrischen Anordnung (Lichtschranke) berührungslos und damit ohne mechanische Beanspruchung zu überwachen. In diesem Fall ergeben sich aber Schwierigkeiten infolge der Verschmutzungsgefahr der optischen Teile durch Staubablagerung. Gerade bei der Verarbeitung der erwähnten Lunten ist mit besonders grossem Anfall von Staub und losen Fasern zu rechnen.



   Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der erwähnten Schwierigkeiten eine mit einem mechanischen Tastorgan versehene   Uberwachungseinrichtung    für Textil-Faserstränge zu schaffen, die sich insbesondere auch für Spezialfälle eignet, bei denen der Faserstrang keine nennenswerte Längsspannung aufweist oder erträgt.



  Die erfindungsgemässe Überwachungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Tastorgan für den Faserstrang als mechanisch schwingfähig eingespannter Körper ausgebildet ist und zusammen mit einem elektrischen Schwingungs-Antriebssystem ein elektromechanisches Resonanzsystem bildet, und dass mit dem Tastorgan ein elektromechanischer Schwingungswandler gekoppelt ist, wobei im Normalbetrieb durch Anliegen des intakten Faserstranges am Tastorgan die Schwingung unterdrückt ist und erst bei Unterbruch des Stranges einsetzt und am Ausgang des Schwingungswandlers ein elektrisches Wechselsignal hervorruft, welches das Kriterium für den Unterbruch darstellt.



   Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind schematisch in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend im einzelnen erläutert.



   Fig. 1 zeigt eine Überwachungseinrichtung mit fremderregtem Schwingungs-Antriebssystem, und
Fig. 2 veranschaulicht eine Anordnung, bei welcher der Schwingungsantrieb vom verstärkten Ausgangssignal des Schwingungswandlers gespeist ist, so dass die Neigung zu Selbsterregung besteht.



   Bei der Überwachungseinrichtung nach Fig. 1 ist als Tastorgan für den Textil-Faserstrang 1 ein Stahldraht 3 vorgesehen, dessen eines Ende am einen Schenkel eines U-förmigen Kernes 2 fest eingespannt ist. Der in Längsrichtung durchlaufende Strang 1, beispielsweise ein Garn, eine Lunte oder ein Band, ist dabei (auf nicht dargestellte Weise) so geführt, dass er, solange er intakt ist, am Draht 3 anliegt. Der zweite Schenkel des Eisenkernes 2, dessen Stirnfläche dem Draht 3 gegenüberliegt, trägt eine Spule 4, welche aus einer Wechselstromquelle 5 gespeist wird,  und zwar mit einer Frequenz, die auf die mechanische Resonanzfrequenz des Drahtes 3 abgestimmt ist. Die Eigenfrequenz des Drahtes 3 richtet sich nach dessen Abmessungen und Elastizitätseigenschaften und lässt sich innerhalb weiter Grenzen wählen; bequeme Abmessungen ergeben sich z.

   B. bei einer Frequenz in der Grössenordnung von 500 Hz. Die elektrische Antriebsspule 4 auf dem Kern 2 bildet somit zusammen mit dem mechanisch schwingfähig eingespannten Draht 3 ein elektromechanisches Resonanzsystem.



   Das freie Ende des Drahtes 3 befindet sich vor dem Luftspalt 8 eines Eisenkernes 6, welcher eine Spule 7 trägt. Wenn das Drahtende quer zum Luftspalt 8 schwingt, so wird bei geeigneter Vormagnetisierung des Kernes 6 in der Spule 7 eine Wechselspannung von entsprechender Frequenz induziert.



  Die Anordnung stellt demnach einen mit dem Draht 3 gekoppelten elektromechanischen Schwingungswandler dar. Die Ausgangsspannung der Aufnahmespule 7 wird im Verstärker 15 verstärkt, bei 16 gleichgerichtet und einem Relais 17 zugeführt.



   Die Wirkungsweise der dargestellten   1Sberwa-    chungseinrichtung ist die folgende: Wie erwähnt, wird das Tastorgan bzw. der Draht 3 über die Spule 4 dauernd zu Schwingungen mit seiner Eigenfrequenz angeregt. Im Normalbetrieb jedoch, solange der zu überwachende Faserstrang 1 intakt ist und am Draht 3 anliegt, bleibt die Schwingung des Drahtes infolge dieser Berührung unterdrückt. Solange dieser Zustand andauert, wird somit auch keine Spannung in der Spule 7 induziert, und das Relais 17 bleibt unerregt. Sobald jedoch der Strang 1 bricht oder ausläuft und dadurch den Draht 3 freigibt, setzt dessen Resonanzschwingung ein und ruft eine Wechselspannung in der Spule 7 hervor, welche das Kriterium für den Unterbruch des Stranges darstellt.

   Nunmehr wird das Relais 17 erregt, dessen Kontakt 18 in an sich bekannter Weise eine akustische oder optische Signaleinrichtung oder einen Abstellmechanismus betätigt.



   Von wesentlicher Bedeutung bei der beschriebenen Wirkungsweise ist der Umstand, dass die Resonanzschwingung des Tastorgans bereits bei sehr schwacher Berührung mit dem zu überwachenden Faserstrang wesentlich gedämpft oder praktisch vollständig unterdrückt wird. Da der Strang somit vom Tastorgan praktisch nicht mechanisch beansprucht wird, können auch Stränge von sehr geringer Längsspannung oder geringer Zugfestigkeit überwacht werden; insbesondere im eingangs erwähnten Falle der Flyerlunte genügt bereits das Eigengewicht des anliegenden Strangabschnittes, um die Schwingung zu unterdrücken.



   Die Überwachungseinrichtung nach Fig. 2 stellt eine Variante der Anordnung nach Fig. 1 dar. Das elektromechanische Resonanzsystem, bestehend aus dem den Strang 1 abtastenden Draht 3, dem Kern 2 und der Schwingungs-Antriebsspule 4, ist im wesentlichen gleich aufgebaut. Anstelle eines   elektromagne-    tischen Schwingungswandlers, wie ihn die Fig. 1 zeigt, ist hier ein piezoelektrischer Schwingungsabnehmer 10 vorgesehen, dessen Fühlorgan 9 den Draht 3 berührt. Der Ausgang des Wandlers 10 ist wiederum über Verstärker 15 und Gleichrichter 16 mit dem Relais 17 verbunden. In Abweichung zur Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Antriebsspule 4 hier nicht an eine unabhängige Wechselstromquelle angeschlossen, sondern mit dem Ausgang des Verstärkers 15 verbunden.

   Der Draht 3, der Schwingungswandler 9, 10, der Verstärker 15 und das Schwingungs-Antriebssystem 2, 4 sind somit zu einer geschlossenen Rückkopplungsschleife zusammengeschaltet, wobei die Verhältnisse so gewählt sind, dass bei ungedämpftem Draht   3 - also    bei Abwesenheit des Stranges   1 - Selbsterregung    eintritt, diese aber unterbleibt, solange der intakte Strang das Tastorgan berührt. Auch in diesem Fall erscheint eine Wechselspannung am Ausgang des Schwingungswandlers 10 erst bei einem Unterbruch des Stranges 1. Diese Spannung stellt wiederum das Kriterium für die Störung dar und bewirkt die Erregung des Relais 17, welches über seinen Kontakt 18 die Störung signalisiert.



   Ein Vorteil der Anordnung nach Fig. 2 besteht darin, dass die Eigenfrequenz des Tastorgans 3 nicht auf die Frequenz einer unabhängigen Erregungs Wechselspannung abgestimmt sein muss. Die Frequenz der einsetzenden Rückkopplungsschwingung richtet sich im wesentlichen nach der jeweiligen Eigenfrequenz des schwingenden Drahtes, deren Absolutwert jedoch nicht von Bedeutung ist.



   Bei beiden Ausführungsformen der   tZberwa-    chungseinrichtung ist auf gute Resonanzschärfe, also geringe Dämpfung des frei schwingenden Tastorgans, zu achten, was umgekehrt zur Folge hat, dass bereits eine geringe zusätzliche Dämpfung durch die Berührung des intakten Faserstranges die Schwingung unterdrückt.



   Es sind natürlich mannigfaltige Abweichungen von den dargestellten Ausführungsbeispielen denkbar.



  Insbesondere kann als Tastorgan auch eine andere Form eines schwingungsfähig eingespannten Körpers gewählt werden, so z. B. eine Blattfeder oder ein Torsionsschwinger mit radial abstehendem Tastarm.



  Der elektrische Schwingungsantrieb lässt sich auch anders lösen, z. B. elektrodynamisch oder durch Anwendung des umgekehrten Piezoeffekts. Sodann können auch zur Feststellung der Resonanzschwingung im Störungsfall andere elektromechanische Wandlerprinzipien herangezogen werden.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung mit einem mechanischen Tastorgan zur Überwachung von Textil-Fasersträngen auf Unterbruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastorgan (3) für den Faserstrang (1) als mechanisch schwingfähig eingespannter Körper ausgebildet ist und zusammen mit einem elektrischen Schwingungs-Antriebssystem (4) ein elektromechanisches Resonanzsystem bildet, und dass mit dem Tastorgan ein elektromechanischer Schwingungswandler (6, 7, 8; 9, 10) gekoppelt ist, wobei im Normalbetrieb durch Anliegen des intakten Faserstranges am Tastorgan die Schwingung unterdrückt ist und erst bei Unterbruch des Stranges einsetzt und am Ausgang des Schwingungswandlers ein elektrisches Wechselsignal hervorruft, welches das Kriterium für den Unterbruch darstellt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch einen einseitig eingespannten Stahldraht als schwingfähiges Tastorgan.

   2. Einrichtung nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch ein elektromagnetisches Schwingungs Antriebssystem.

   3. Einrichtung nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch einen elektromagnetischen Schwingungswandler.

   4. Einrichtung nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch einen piezoelektrischen Schwingungswandler.

   5. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Schwingungs Antriebssystem von einer unabhängigen Wechselstromquelle (5) gespeist ist, deren Frequenz auf die Eigenfrequenz des schwingfähigen Körpers abgestimmt ist.

   6. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der schwingfähige Körper der Schwingungswandler, ein Verstärker (15) und das Schwingungs-Antriebssystem zu einer geschlossenen Rückkopplungsschleife geschaltet sind, in welcher bei ungedämpftem Körper (3), d. h. bei Unterbruch des Stranges, Selbsterregung eintritt, die im Normalbe- trieb durch den intakten Strang unterdrückt ist.