CH635140A5

CH635140A5 - Vorrichtung zur ueberwachung des fadens einer offenend-spinnturbine.

Info

Publication number: CH635140A5
Application number: CH1259278A
Authority: CH
Inventors: Heinz Dr Rer Nat Wehde; Fritz Dipl Ing Schumann; Burkhard Dr Ing Wulfhorst
Original assignee: Teldix Gmbh
Priority date: 1977-12-14
Filing date: 1978-12-11
Publication date: 1983-03-15
Also published as: BR7808180A; DE2755647A1; GB2010344A; US4242860A; JPS5488330A; FR2411905B3; FR2411905A1; GB2010344B; IN150550B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen des abgezogenen Fadens einer Offenend-Spinnturbine, die mittels eines Motors mit einer vorgegebenen Drehzahl angetrieben wird, mit einem Mess wertgeber, der auf Änderungen der Stromaufnahme des Motors anspricht und bei Überschreiten einer vorgegebenen Schwelle der Stromänderung ein Signal erzeugt.

Es ist bereits in der DE-OS 2 658 477 vorgeschlagen worden, die Änderungen des Motorstroms zum Erkennen von Dickstellen im Faden wegen einer örtlich begrenzten Schmutzablagerung in der Rille des Rotors oder von Änderung der Fadenstruktur aufgrund einer ausgedehnten Ablagerung in der Rille oder bei Abnutzung an der Rille auszunutzen. Bei Abzug des Fadens aus der Rille kommt bei Faden-ungleichmässigkeiten, z.B. einer Dickstelle, wegen der geänderten, insbesondere vergrösserten Fadenmasse (Reibungsänderung) und des veränderten, insbesondere grösseren Luftwiderstandes des Fadens eine Drehmomentenänderung und damit eine Änderung der Stromaufnahme des Spinnmotors zustande.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Anwendung eines elektrischen Einzelantriebes einer Offenend-Spinnturbine, insbesondere mit einem bürstenlosen Gleichstrommotor, auf einfache Weise eine Fadenüberwachung zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Messwertgeber, der auf Erhöhung oder Verringerung der Stromaufnahme gemäss einem vorgegebenen Wert anspricht und daraufhin ein Abschalt- oder Warnsignal erzeugt. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Abnahme der Stromaufnahme gemäss einem vorgegebenen Wert als Fadenbruchsignal angezeigt.

Fadenwächter, die bei Fehlen des Fadens ein Schaltsignal abgeben, sind an sich bekannt. Bei den bisherigen Anordnungen wird ein Fühler vorgesehen, der z.B. mechanisch, optisch oder auf kapazitiver Basis arbeitet und das Vorhandensein des abgezogenen Fadens überwacht. Mechanische Fadenfühler können jedoch zu einer Aufrauhung des Fadens führen und ihm dadurch ein haariges Aussehen verleihen. Die auf optischer oder kapazitiver Basis arbeitenden Fadenfühler sind andererseits kostenaufwendig und Umwelt- und Betriebsbedingungen ausgesetzt, die ihre Ansprechempfindlichkeit beeinträchtigen.

Die Erfindung hat demgegenüber den Vorteil, dass die Fadenbruchüberwachung mit einer einfachen Strommessung ermöglicht wird, wobei weder die Fadenqualität beeinträchtigt wird noch Umwelteinflüsse sich nachteilig bemerkbar machen können. Die bisher erforderlichen Zusatzeinrichtungen entfallen, während andererseits die Strommessung keinen besonderen Aufwand erfordert, da durch den Einzelantrieb des Spinnrotors die Voraussetzungen für eine solche Strommessung bereits vorhanden sind. Insgesamt wird damit eine einfache und sichere berührungslose Überwachungseinrichtung für den Faden geschaffen.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass sich die Stromaufnahme des den Spinnrotor antreibenden Motors in Abhängigkeit von der in den Rotor eingespeisten und aus ihm abgezogenen Fadenmasse und der dabei auftretenden Drehungsarbeit und Reibung ändert. Je feiner die erzeugte Garnnummer ist, desto weniger Strom nimmt der Motor auf. Vergleicht man beispielsweise die Stromaufnahme eines Motors, der einen Spinnrotor mit 50 000 U/min antreibt, während der Erzeugung eines Garnes der Nm 30 und andererseits eines Garner der Nm 10, so verringert sich die Stromaufnahme bei der Herstellung des feineren Garnes um 20%. Ein weiteres Absinken der Motorstromaufnahme tritt dann ein, wenn der Spinnrotor ohne Fasermaterial umläuft. Tritt ein solcher Leerlauf des Spinnrotors während der Erzeugung eines Garnes der Nm 30 oder eines Garnes der Nm 10 ein, dann verringert sich die Stromaufnahme im ersten Fall um 20% und im zweiten Fall um 30%. Ein solches Absinken der Motorstromaufnahme auf einen unteren Grenzwert erfolgt entsprechend dem Fadenbruchvorgang schlagartig und ist ein Anzeichen dafür, dass ein Fadenbruch vorliegt. Gibt man jeweils einen solchen Wert vor, so kann das Absinken der Stromaufnahme auf den vorgegebenen Wert zur Bildung eines Signals benutzt werden, dessen Auftreten als Fadenbruch gewertet wird. Eine typische Fadenbruchursache stellt z.B. eine Fadendünnstelle dar. Wenn die Fadenabzugsspannung grösser als die örtliche Reissfestigkeit der Dünnstelle ist, so erfolgt der Fadenriss. Ein Fadenriss kann auch entstehen, wenn die Faserzufuhr schwankt oder ganz ausfallt.

Um kurzzeitige, vorübergehende Stromänderungen, wie sie z.B. durch Schaltvorgänge erzeugt werden können, von der Erfassung auszuschliessen, wird der Erfindungsgegenstand dahingehend weitergebildet, dass man ermittelt, ob die Motorstromverkleinerung für eine vorgegebene Zeit anhält. Dadurch werden Fehlschaltungen vermieden. Das Fadenbruchsignal kann man als Warnsignal benutzen.

Vorzugsweise wird es jedoch zur Abschaltung der Faserzu-speisung, gegebenenfalls auch der gesamten Spinnstelle benutzt, und zusätzlich wird auf den Fadenbruch optisch oder akustisch aufmerksam gemacht. Ein solches Signal kann auch in eine zentrale Überwachungseinrichtung eingegeben

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werden. Vorzugsweise wird die Häufigkeit des Auftretens des Fadenbruchsignals mittels eines Zählers ermittelt, so dass man relativ schnell auf Spinnstellen aufmerksam wird, bei denen durch irgendwelche Umstände ein häufiger Fadenbruch vorkommt. Fadenbrüche beim Anspinnen sollten nicht in die Summe eingehen, weshalb man den Zählereingang während des Anspinnvorganges z.B. sperrt. Zur Messung kann ein in die Speiseleitung für den Motor eingeschalteter Widerstand mit nachgeschalteten Mitteln zum Erkennen der bei Fadenbruch auftretenden Verringerung der abgegriffenen Spannung dienen. Diese Mittel (ausserdem Widerstand) können gemeinsam für mehrere Motoren vorgesehen sein, wenn man die Überwachung im Multiplexbetrieb durchführt. Anstelle dieser Messmethode können auch andere Methoden zur Strommessung eingesetzt werden.

In der Zeichnung ist ein Rotor 1 vorgesehen mit einem topfförmigen Teil 9, welcher im Zentrum des Bodens 2 eine Bohrung 3 aufweist. In der genannten Bohrung 3 ist ein Zapfen 5 angeordnet, dessen freies Ende 6 in eine Lagerbuchse 7 hineinragt. Der Schwerpunkt des Rotors befindet sich zumindest näherungsweise auf der Symmetrieachse 8 und zwar im Bereich des Zapfenlagers, welches die Lagerbuchse 7 sowie den Zapfen 5 enthält. In den topfförmigen Rotorteil 9 ragt das Teil 10 des Stators 11 hinein, welches eine Bohrung 12 zur Aufnahme der Lagerbuchse 7 aufweist. Die genannte Lagerbuchse 7 ist mittels Teilen aus elastischem Material in der Bohrung 12 angeordnet, welche Teile als O-Ringe 13 ausgebildet sind. Diese O-Ringe liegen in Nuten 15 der Bohrung 12 sowie in Nuten 17 der Lagerbuchse 7. Zum Antrieb des Rotors 1 ist ein Elektromotor vorgesehen, enthaltend auf der Innenfläche des Rotors 1 angeordnete Permanentmagnete 20. Die im wesentlichen radial magnetisierten Permanentmagnete 20 besitzen in Umfangsrichtung abwechselnde Polarität und sind als einzelne Magnete am Rotor befestigt. Den genannten Permanentmagneten sind gegenüberliegend auf dem Stator 10 Wicklungen 19 zugeordnet, welche von Strom durchflössen sind, so dass der Rotor nach Art eines bürstenlosen Gleichstrommotors angetrieben wird. Die Wicklungen 19 sind eisenlos ausgebildet, so dass auch von dem derart gebildeten Elektromotor keine zusätzlichen Kräfte oder Momente auf die Lagerung hervorgerufen werden. Das vordere Ende des Rotors ist als ein Trichter 14 ausgebildet, in welchen das zu spinnende Material in bekannter Weise hineingelegt und aus dem der Faden abgezogen wird. Befindet sich der Schwerpunkt des Rotors beispielsweise infolge von Fertigungstoleranzen oder infolge des in dem Trichter 14 befindlichen Materials nicht exakt auf der Symmetrieachse 8, so kann sich der Rotor aufgrund der schwimmenden Lagerung dennoch um seine Hauptträgheitsachse drehen. Zusätzliche Lagerkräfte werden vermieden. Aufgrund der sehr wesentlichen Ausbildung des Antriebes als eisenloser Elektromtor wird weiterhin erreicht, dass auch vom Antrieb keine zusätzlichen radialen Kräfte oder Momente auf die Lagerung ausgeübt werden, und zwar auch dann, wenn sich der Rotor nicht exakt um die Achse 8 dreht.

Die Wicklung wird hier als dreiphasig angenommen. Diese drei Phasen werden nacheinander mittels des Umschalters 22 mit der regelbaren Gleichstromquelle 21 verbunden. Der Einfachheit halber ist in der Zeichnung nur das Leitungspaar für eine Wicklung an den Umschalter angeschaltet. Die Durchführung der Umschaltung des Schalters 22 ist bekannt und braucht hier nicht näher erläutert zu werden. Im Block 24 wird eine der Drehzahl des Rotors 9 entsprechende, z.B. mittels eines induktiven Messwertgebers ermittelte Grösse mit einer von der Solldrehzahl abhängigen Grösse verglichen und ein Signal zur Regelung des Motorstroms hinsichtlich der Solldrehzahl gewonnen. Solche Regelverfahren sind bekannt und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden.

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In die Stromzuführung ist ein Widerstand 23 eingeschaltet, an dem eine dem Speisestrom entsprechende Spannung abgegriffen wird. Bei Bruch des abgezogenen Fadens verkleinert sich - wie erwähnt - der Motorstrom und damit auch die am Widerstand 23 abgegriffene Spannung.

Die abgegriffene Spannung wird mittels eines Speichers 25 gespeichert, und im Vergleicher 26 wird die augenblicklich abgegriffene Spannung mit der gespeicherten Spannung verglichen. Am Ausgang des Vergleichers 26 entsteht ein Signal, das der Abweichung der augenblicklich abgegriffenen Spannung von der gespeicherten Spannung entspricht. Übersteigt dieses Signal einen im Block 27 vorgegebenen Pegel, und zwar derart, dass das gespeicherte Signal das augenblicklich abgegriffene Signal um diesen Pegel überschreitet, so gibt Block 27 ein Signal ab. Dieses Signal wird im Zeitglied 28 um eine Zeit von z.B. 0,5 sec. Verzögert. Tritt das verzögerte Signal auf und ist das Ausgangssignal des Blocks 27 dann noch vorhanden (hält also die Stromverringerung solange an), so wird über UND-Gatter 29 das bistabile Glied 30 gesetzt, das ein Signal zur Stillsetzung der Faser-Zuspei-sung an den Block 31 und ein Warnsignal an die Warnlampe 32 liefert. Die Zeit ist so zu bemessen, dass kurzzeitige Störungen unterdrückt werden. Anstelle eines Signalvergleichs könnte auch eine Diferenzierung zur Erkennung des Absin-kens der Spannung am Widerstand 23 dienen.

Das Signal am Ausgang des bistabilen Glieds 30 wird auch einem Zähler 38 zugeführt, der somit die auftretenden Fadenbrüche registriert und gegebenenfalls das Abstellen der Spinneinheit nach frei wählbarer, vorbestimmter Fehleranzahl auslöst. Um Fadenbrüche im Zeitraum des Wiederan-spinnens, die ja nicht der Spinnstelle anzulasten sind, zu sperren, ist das UND-Gatter 34 vorgesehen, das in der Normalstellung des monostabilen Glieds 35 durchlässig ist, das jedoch beim Anspinnen für eine durch die Zeitkonstante des monostabilen Glieds 35 vorgegebene Zeit gesperrt wird,

wozu bei Beginn des Anspinnens das Glied 35 gekippt wird.

Eine weitere Überwachungsaufgabe, die durch die Messung der Änderung der Stromaufnahme des den Spinnrotor antreibenden Motors gelöst wird, ist die kontinuierliche Feststellung von Schwankungen der Garnnummer ausserhalb eines zulässigen Toleranzbereiches. Derartige Nummernschwankungen treten beispielsweise auf, wenn langwellige Fehler im Vorlagematerial vorhanden sind oder durch fehlerhaftes Anlegen Doppelbänder zur Einspeisung kommen.

Wie eingangs dargelegt wurde, differiert die Stromaufnahme des Motors bei der Herstellung eines Garnes der Nm 34 und der eines Garnes der Nm 10 um 20%. Daraus wird deutlich, dass selbst bei geringen langwelligen Schwankungen eine erkennbare Änderung in der Stromaufnahme des Motors eintritt.

Ändert sich während einer bestimmten Zeitdauer also die Stromaufnahme über einen zulässigen Toleranzbereich, so deutet dies auf die Einspeisung einer fehlerhaften Vorlage hin. Durch geeignete, dem Fachmann geläufige Massnahmen, kann die Erhöhung oder das Absinken der Stromaufnahme gemäss einem vorgegebenen Wert über einen bestimmten Zeitraum festgestellt und ein Impuls zur Auslösung eines Warn- oder Schaltsignals erzeugt werden. Auf diese Weise wird verhindert, dass unzulässige Abweichungen der Garnnummer unbemerkt erzeugt werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, das Ausgangssignal des Vergleichers 26, das in der bereits beschriebenen Weise durch einen Vergleich der augenblicklich abgegriffenen Spannung mit der gespeicherten Spannung entsteht, einer die Garngleichmässigkeit beurteilenden Auswerteanlage zuzuführen.

Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung kann über einen einzigen Messgeber die gesamte Garnerzeugung in der

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beschriebenen Weise überwacht werden, so dass Fehler beim Spinnprozess sofort festgestellt werden. Die erfindungsge-mässe Vorrichtung ermöglicht somit eine Überwachung der Garnerzeugung hinsichtlich Fadenbrüchen und Nummernschwankungen, so dass übliche und sonst nur stichprobenartig erfolgende Labormessungen zur Qualitätskontrolle hier automatisch anfallen und für die gesamte Produktion ausgewertet werden können.

Eine Änderung der Stromaufnahme des den Spinnrotor antreibenden Motors erfolgt jedoch nicht nur bei fehlerhaften Vorgängen im Spinnprozess, sondern auch bei Veränderungen in den Lager- und Antriebsverhältnissen. So führen beispielsweise auftretende Schäden an der Lagerung infolge der dann ansteigenden Reibungskräfte zu einer erhöhten s Stromaufnahme. Erreicht diese einen vorgegebenen Wert, so erfolgt das Stillsetzen der Spinnstellen und Auslösen eines Warnsignals. Mechanische Teile der Spinnvorrichtung werden auf diese Weise vor grösseren Schäden gesichert, so dass neben der Qualitätskontrolle des Garnes zusätzlich auch io eine generelle Maschinenüberwachung erfolgt.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

635 140 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Überwachen des abgezogenen Fadens einer Offenend-Spinnturbine, die mittels eines Motors mit einer vorgegebenen Drehzahl angetrieben wird, mit einem Mess wertgeber, der auf Änderungen der Stromaufnahme des Motors anspricht und bei Überschreiten einer vorgegebenen Schwelle der Stromänderung ein Signal erzeugt, gekennzeichnet durch einen Mess wertgeber, der auf die Erhöhung oder Verringerung der Stromaufnahme gemäss einem vorgegebenen Wert anspricht und daraufhin ein Abschalt- oder Warnsignal erzeugt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abnahme der Stromaufnahme gemäss einem vorgegebenen Wert als Fadenbruchsignai angezeigt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertgeber ein Zeitglied enthält, das das Fadenbruchsignal nur entstehen lässt, wenn die Motorstromänderung eine vorgegebene Zeit angedauert hat.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fadenbruchsignal die Abschaltung der Faser-Zuspeisung bewirkt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fadenbruchsignal zusätzlich als Warnsignal dient.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fadenbruchsignal einer zentralen Überwachungseinrichtung zugeführt wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Spinnstelle ein Zähler zum Aufsummieren der Fadenbruchsignale vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler für Fadenbruchsignale, die während des Anspinnvorganges auftreten, gesperrt wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertgeber wenigstens teilweise mehreren Spinnstellen zugeordnet ist und im Zeitmultiplex-verfahren abwechselnd mit den entsprechenden Anschlüssen der Spinnstelle verbunden wird.