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Verfahren und Vorrichtung zum selbsttätigen Verändern der Spulendrebzahl
und der Spulenbankgeschwindigkeit an Vorspinnmaschinen in Abhängigkeit vom Spulendurchmesser
C
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum selbsttätigen
Verändern der Spulendrebzahl und der Spulenbankgeschwindigkeit an Vorspinnmaschinen
mit Flügeln und Preßfingern in Abhängigkeit vom mechanischen Durchmesser der Vorgarnspulen.
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Um das vom Streckwerk einer Vorspinnmaschine mit konstanter Geschwindigkeit
abzuliefernde und zu drehende Vorgarn auf die von Wickelschicht zu Wikkelschicht
in ihrem Durchmesser sich vergrößernden Vor arnspulen unter gleicher Spannung und
unter 9 &
gleichem Abstand aufwinden zu können, ist es erforderlich, die
Drehzahl der Vorgarnspulen und die Geschwindigkeit der Spulenbank entsprechend der
Spulendurchmesserzunahme zu verringern.
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Es sind bereits Verfahren zum Verändern der Spulendrehzahl und der
Spulenbankgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom gemessenen Spulendurchmesser bekanntgeworden.
Bei einem bekannten Verfahren wird die Zunahme der Spulenwicklung durch eine den
Spulenrand fotoelektrisch abtastende Vorrichtung gemessen, wobei der veränderliche
Meßwert über Abgleich- und Verstärkereinrichtungen und einen allgemein bekannten
Leonardantrieb eine Veränderung der Spulendrehzahl und der Spulenbankgeschwindigkeit
bewirkt.
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Ein wesentlicher Nachteil dieses Durchmessenneßverfahrens besteht
darin, daß ein kontinuierliches Messen der Durchmesseränderung wegen des am Umfang
der Spule wirkenden Flügels nicht möglich ist, da innerhalb einer Spulenauf- und
-abwärtsbewegung das momentan aufzuwindende Vorgarn bzw. die letzten Wicklungen
für den Abtastvorgang beim Spulenaufgang zugängig sind, bei der Abwärtsbewegung
der Spule dagegen vom rotierenden Flügel verdeckt werden. Das gilt gleichermaßen
für ein fortlaufendes Abtasten der jeweils vorhergehenden Bewicklungsschicht, auf
welche die augenblicklichen Windungen zu legen sind.
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Ferner verlangt die verhältnismäßig starke Bewicklung der Vorgarnspulen
eine Wirksamkeit der fotoelektrischen Zelle und des auf sie gerichteten Lichtstrahles
mindestens im Bereich des Abstandes zwischen dem Rand der Spulenhülse und der äußeren
Bewicklungsschicht einer vollen Spule. Diese Voraussetzung ist jedoch bei den herkömmlichen
fotoelektrischen Meßvorrichtungen nicht gegeben.
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Weiterhin ergeben sich hinsichtlich der exakten Begrenzung des auf
die fotoelektrische Zelle projizierten Spulenrandes leicht Meßungenauigkeiten, da
die mehr oder weniger stark aus dem Vorgarnverband bzw. aus dem Spulenrand herausragenden
Faserteile eine unterschiedliche Schattenwirkung verursachen können, so daß meist
eine genaue Trennlinie zwischen Schatten- und Lichtwirkung fehlt. Gleichermaßen
dürfte die erforderliche Abschirmung gegen den Lichteinfluß des Raumes, der an einer
Seite der Spule frei anzuordnenden fotoelektrischen Zelle bei dem relativ breiten
Projektionsbereich gewisse Schwierigkeiten bereiten. Ferner verlangt die erforderliche
Mittelung über mindestens zwei Spulendurchmesser für jede Spule eine besondere fotoelektrische
Meßeinrichtung. Eine gleichzeitige Projektion von zwei oder mehreren und in Richtung
der Lichtquelle hintereinanderliegenden Spulenrändem auf eine einzelne fotoelektrische
Zelle ist nicht ohne weiteres möglich, da immer der am weitesten vorstehende Rand
einer der betreffenden Spulen für die Schattenwirkung maßgebend ist, dagegen üben
die etwas zurückstehenden Ränder der übrigen Vorgarnspulen keinen Einfluß auf die
Messung aus.
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Nach einem älteren Vorschlag , sind für die Abtastung der Spulendurchmesser
zwei oder gegebenenfalls vier Fühlglieder vorgesehen, die auf einem gemeinsamen,
um gleiche Beträge senkrecht zur Spulen-bzw. Spindelachse schwenkbaren Tragglied
zeitweise mit dem Außenrand der Vorgarnspulen in Berührung gebracht und entsprechend
der Durchmesserzunahme der betreffenden Spulen auf ihrem Tragglied verlagert werden.
Hierbei bewirkt die von Wickelschicht zu Wickelschicht erfolgende Verlagerung der
Fühlglieder über geeignete Meßwertwandler eine verhältnisgleiche Meßwertänderung
und über eine Verstärkereinrichtung und einen im Erregerfeld beeinflußten Gleichstrommotor
eine Änderung der Spulendrehzahl und der Spulenbankgeschwindigkeit.
Es
wird zwar durch dieses Verfahren eine genaue zum Zeitpunkt der unteren und oberen
Spulenbewicklungsumkehr erfolgende, Durchmessermessung von mehreren Spulen und trotz
der am Umfang der Spulen wirkenden Flügel möglich, jedoch verlangt dieses Verfahren
eine besondere Vorrichtung zur genauen Steuerung der zeitweisen Meßwertbildung während
der oberen bzw. unteren Spulenbewicklungsumkehr.
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Ferner ist dieses Verfahren bei einem vollkommen geschlossenen Spinnflügel,
wie er bereits bei Maschinen mit automatischem Spulenwechsel Anwendung findet, nicht
ohne weiteres verwendbar, da der rotierende und damit die Spule stets umschließende
Flü-Oel weder ein kontinuierliches noch ein zeitweises t2 Abtasten des äußeren Spulenrandes
gestattet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur stetigen und genauen Messung der Durchmesserzunahme von Vorgarnspulen zu finden,
welche sich insbesondere auch an Maschinen mit geschlossenen Spinnflügeln und gegebenenfalls
mit automatischem Spulenwechsel auf einfache Weise anwenden lassen. Ferner sollen
durch den Erfindungsgegenstand die bei dem ersten Verfahren genannten Nachteile,
wie die weniger genaue Bestimmung des jeweiligen Spulendurchmessers, der störende
Einfluß des rotierenden Spinnflügels und der hier notwendige Aufwand an zusätzlichen
Mitteln zur Mittelung der Durchmesserzunahme, an mehreren Vorgarnspulen vermieden
werden. Weiterhin sollen bei dem neuen Verfahren die bei dem älteren Verfahren genannten
Nachteile, wie die Nichtanwendbarkeit desselben bei Verwendung von geschlossenen
Spinnflügeln und die bei dem betreffenden Verfahren benötigte Mittel zur genauen
Steuerung des zeitweise erfolgenden Meßvorganges, ausgeschaltet werden.
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Das Verfahren zum selbsttätigen Verändern der Spulendrehzahl und der
Spulenbankgeschwindigkeit an Vorspinnmaschinen mit Flügeln und Preßfingern in Abhängigkeit
vom mechanisch gemessenen Durchmesser der Vorgarnspulen besteht erfIndungsgemäß
darin, daß die Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsanderung durch die von der Zunahme
des Spulendurchmesssers hervorgerufene Schwenkung des Preßfingers über Steuer- und
Regelglieder bewirkt wird.
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Hierzu ist erfindungsgemäß dem mit dem Spulenrand in Berührung stehenden
Preßfinger bzw. der auf dem Flügelarm schwenkbar gelagerten Preßfingerhalterung,
die über eine am Flügelarrn angebrachte Schrägführung in Richtung der Spulenachse
gering-fügig verschoben werden, ein ortsfest angeordneter induktiver Verlagerungsaufnehmer
zugeordnet, dessen Meßimpuls durch eine auf der Preßfingerbalterung befestigte Metallzunge
im Verhältnis zum Spulendurchmesser geändert wird, wobei die Änderung des MeßimpuIses
über eine Verstärkereinrichtung, einen Stellmotor sowie über einen mit einem Generator
gekuppelten Motor und ein Differentialgetriebe eine Änderung der Spulendrehzahl
und der Spulenbankgeschwindigkeit bewirkt.
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Nach einer anderen Vorrichtung ist dem Preßfinger bzw. der auf dem
Flügelarm schwenkbar gelagerten Preßfingerhalterung ein ortsfest anggeordneter induktiver
Verlagerungsaufnehmer zugeordnet, dessen Meßimpuls durch eine auf der Preßfingerhalterung
befestigte, senkrecht zur Spulenachse wirkende Metallfahne im Verhältnis zum Spulendurchmesser
geändert wird, wobei die Änderung des Meßimpulses über entsprechende Steuerglieder
eine Änderung der Spulendrebzahl und der Spulenbankgeschwindigkeit bewirkt.
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Ferner ist es möglich, daß die von der Zunahme des Spulendurchmessers
hervorgerufene Schwenkung des Preßfingers über eine auf der Preßfingerhalterung
befestigte Prallzunge und eine ortsfest angeordnete Luftdüse gemessen wird, wodurch
über eine mit der Meßdüse verbundene Niederdrucksteuerleitung und über bekannte
pneumatische Steuerglieder sowie ein stufenloses Stellgetriebe eine Änderung der
Spulendrehzahl und der Spulenbankgeschwindigkeit bewirkt wird.
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Anstatt der induktiven Verlagerungsaufnehmer oder eines pneumatisch
wirkenden Meßwertgebers können auch kapazitive oder fotoelektrische Meßwertgeber
Verwendung finden.
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Ein besonderer Vorteil ergibt sich dadurch, daß der Verlagerungsaufnehmer
mehreren, vorzugsweise drei Vorgarnspulen unter gleichem Mittenabstand zugeordnet
werden kann. Diese mittengleiche Zuordnung des Verlagerungsaufnehmers macht es auf
einfache Weise möglich, die von den einzelnen Spulen abgenommenen Durchmesserwerte
selbsttätig zu mitteln und dabei gleichzeitig die Anzahl der bei jeder Flügelumdrehung
anfallenden Meßimpulse entsprechend der dem Verlagerungsaufnehmer zugeordneten Vorspinnstellen
zu erhöhen. Eine Mittelung der Durchmesserzunahme von mehreren Vorgarnspulen ist
deshalb von Bedeutung, weil der für die gemeinsame Änderung der Spulendrehzahl und
der Spulenbankgeschwindigkeit maßgebende Spulendurchmesser von Spule zu Spule geringfügige
Abweichungen aufweisen kann. Ferner ermöglicht die gleichzeitig erhöhte Impulszahl
je Flügelumlauf eine geringere Welligkeit der aus einer Vielzahl von Einzelimpulsen
gewonnenen Meßspannung. Gegebenenfalls kann man die Meßspannung durch einen Kondensator
glätten.
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Weitere Merkmale des vorstehend gekennzeichneten Verfahrens und weitere
Merkmale über die zur Durchführuno, des Verfahrens dienenden Vorrichtungen ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren der Zeichnung. Es zeigt
im einzelnen Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Meßeinrichtung mit einer
durch die Preßfingerschwenkung bewirkten, in Richtung der Spulen- bzw. SpindelachsE
erfolgenden Verschiebung einer Metallzunge zwischen einem ortsfest angeordneten
Verlagerungsaufnehmer, F i g. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel der Meßeinrichtung
mit einer durch die Preßfingerschwenkung bewirkten, senkrecht zur Spulen- bzw. Spindelachse
verlaufenden Abstandsänderung zwischen einei Metallfahne und einem ortsfest angeordneten
Verlagerungsaufnehmer, F i g. 3 die Anordnung der Meßeinrichtung zui Bestimmung
der Durchmesseränderung von gleich. zeitig drei Vorgarnspulen in der Draufsicht,
F i g. 4 ein Schaltschema der zur induktiven Mes. sung der Durchmesseränderung
von drei Vorgarrt# spulen benutzten Verlagerungsaufnehmer, F i g. 5 ein Schaltschema
der zur induktiven Mes sung der Durchmesseränderung von insgesamt sech-Vorgarnspulen
benutzten Verlagerungsaufnehmer, F i g. 6 ein Ausführungsbeispiel für die
Meß- un( Steuereinrichtung zum selbsttätigen Verändern de C
Spulendrehzahl
und der Spulenbankgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Spulendurchmesser.
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Nach dem in F i g. 1 in der Vorderansicht und in der Aufsicht
gezeigten Ausführungsbeispiel für die Meßeinrichtung bewirkt die Durchmesseränderung
der Vorgarnspule 1 eine zur Spule radiale bzw. zur Spulenachse senkrechte
Schwenkung des, Preßfingers 2, der in der herkömmlichen Weise durch die Halterung
3 an dem Flügelarm 4 drehbar gelagert ist. Die bei jeder Durchmesservergrößerung
erfolgende Schwenkung des Preßfingers und seiner Halterung verursacht über das am
oberen Halterungslag C ger 31
befestigte schräge Führungsteil
32, welches zwischen C C
zwei entsprechend schräg gearbeiteten und
auf dem Flü elarm 4 befestigten Stegen 41 und 42 geführt . 9 L-wird, ein
geringes Verschieben des Preßfingers 2 bzw. seiner Halterung 3 parallel zur
Spulen- bzw. Spindelachse. Hierdurch wird die außen am unteren Teil der Halterung
3 befestigte Metallzunge 5, die bei jedem Flügelumlauf zwischen zwei
ortsfest angeordnete Induktionsspulen 61 und 62 gelangt, in axialer
Richtung der Spulen verschoben. Dadurch wird die als Impuls anfallende Induktionsspannung
im Verhältnis der Spulendurchmesseränderung ge ändert. Durch den relativ schnellen
Umlauf des Spinnflügels findet eine schnelle Aufeinanderfolge der Einzelimpulse
statt, so daß am Ausgan einer mit den Induktionsspulen verbundenen, in F i
g. 1 nicht weiter gezeigten Transistor-Verstärkerbrücke eine Meßspannung
als veränderliche Meßgröße für die Einleitung des Steuervorganges anfällt.
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Bei der in F i g. 2 in der Vorder?nsicht und in der Aufsicht
gezeigten Anordnung bewirkt die vom Spulendurchmesser abhängige Schwenkung des Preßfingers
2 bzw. der Halterung 3 eine Veränderung des Abstandes zwischen der am unteren
Teil der Halterung befestigten und besonders geformten Metallfahne 7 und
der ortsfest angeordneten Induktionsspule 63. Entsprechend der vom Spulendurchmesser
abhängigen Abstandsänderung wird, in ähnlicher Weise wie bei dem vorhergehenden
Verfahren, die am Ausgang einer Transistor-Verstärkerbrücke anfallende Meßspannung
zur Einleitung des Steuervorganges geändert. Gegebenenfalls kann man bei dem in
F i g. 2 gezeigten Ausf ührungsbeispiel für die Meßeinrichtung die entsprechend
anders geformte Metallfahne auch zwischen zwei Induktionsspulen wirken lassen.
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Für die praktische Anwendung der Durchmessereinrichtun- ist es vorteilhaft,
den Meßwertumformer unter gleichem Abstand zwischen drei Vorgarnspulen bzw. Vorgarnspinnstellen
anzuordnen. Bei der in F i g. 3 in der Draufsicht gezeigten Anordnung ist
der nach dem in F i g. 1 wiedergegebenen Verfahren arbeitende, zweckmäßig
mit drei Induktionsspulenpaaren versehene Meßwertwandler6 unter gleichem Mittenabstand
zwischen den drei Vorgarnspulen 1,
11, 12 ortsfest an eordnet. Die
von den Preßfingern 2, 9 C
21, 22 bzw. von den Halterunaen 3, 31, 32
getrage-C nen Metallzungen 5, 51, 52 passieren bei jedem Flügelumlauf,
entsprechend dem jeweilig ,en Winkelabstand von 0, 120, 240', in gleichen
Zeitabständen die ihnen einzeln zugeordneten Induktionsspulenpaare.
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Diese Anordnung hat den Vorteil, daß hierbei eine 1\Iittelwertbildung
der Durchmesserzunahme von drei Vorgarnspulen und gleichzeitig eine entsprechende
Erhöhuna der Impulszahl bei jedem Flügel-C C
umlauf und unter gleichen Zeitabständen
stattfindet. Gegebenenfalls kann man durch eine zweite derartige Meßanordnung eine
Mittelwertbildung von insel gesamt cr sechs Spulendurchmessem erreichen.
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Zur Mittelwertbilduna ist auch eine mittenaleiche C C
Anordnung
von jeweils einem Induktionsspulenpaar M ischen jeweils zwei Vorgarnspinnstellen
möglich, wobei die von der Stellung der beiden Preßfinger abhängige Stellungsänderung
der zwei Metallfahnen u. dgl. abwechselnd und unter gleichen Zeitabständen auf das
ihnen zugeordnete Induktionsspulenpaar einwirken. Es können selbstverständlich mehrere
solcher einzelnen Meßstellen vorgesehen bzw. zusammen-,geschaltet werden.
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Die F i g. 4 zeigt als Schaltungsbeispiel einen Meßwertwandler
mit zusammen drei Induktionsspulenpaaren 61, 62/64, 65/66, 67 und
die F i g. 5 einen solchen mit zusammen sechs Induktionsspulenpaaren
61,
62/64, 65/66, 67 und 61', 62/64', 65'/66', 67'.
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Nach dem in F i g. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel für die
gesamte Einrichtung zum selbsttätigen Verändern der Spulendrehzahl und der Spulenbank-C
aeschwindigkeit bewirkt die im Verhältnis zur Durchmesservergrößerung geänderte
Induktionsspannung des Meßwertwandlers 6 über die Transistor-Verstärkerbrücke
8 und über den Transduktorregler 81
eine verhältnisgleiche Erhöhung
der Felderregung des als Gleichstrom-Nebenschlußmotors ausgebildeten Stellmotors
9. Zur Einhaltung eines konstanten mittleren Drehzahlverhältnisses zwischen
dem Hauptmotor 10 und dem in der Drehzahl veränderlichen Stellmotor9 wird
letzterer von einem mit dem Hauptmotor gekuppelten Generator 11 gespeist.
Hierdurch lassen sich, unerwünschte Änderungen des Drehzahlverhältnisses der beiden
Motore sowohl während des Fertigungsvorganges als auch beim Ein- und Ausschalten
der Maschine vermeiden.
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Die im Verhältnis zur Durchmesservergrößerung der Vorgarnspulen bewirkte
Erhöhung der Felderregung hat neben der geringeren Leistungsauslegung für den Transduktorregler
81 den weiteren Vorteil, daß die Drehzahl bzw. Geschwindigkeit nach dem hyperbolischen
Zusammenhang zwischen dem Spulendurchmesser und der hiervon abhängigen Spulendrelizahl
bzw. Spulenbankgeschwindigkeit geändert wird.
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Der Hauptmotor 10 erteilt einen Zweig des Differentialgetriebes
12 eine konstante Drehzahl, und gleichfalls g, werden, wie nicht in allen Einzelheiten
gezeigt, über den direkten Getriebeausgang 121 das Streckwerk und die Flü-el mit
konstanter Drehzahl angetrieben. Der Außenkranz des Getriebes 12 erhält seinen Antrieb
von dem Stellmotor 9, dessen veränderliche Drehzahl über den entsprechenden
Getriebeausgang auf die Welle 122 für den Antrieb der Vorgarnspulen übertragen wird.
Die Spulenbank erhält über die Welle 123 ihre veränderliche Hubgeschwindigkeit.
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Für die Umtvandlun- der von der Durchmesserzunahme abhängigen Preßfingerschwenkung
in verhältnisgleiche Meßwertänderungen einer anderen Meßgröße können gegebenenfalls
auch andere Mittel als die hierfür benutzten induktiven Verlagerungsaufnehmer Verwendung
finden. So können, wie nicht weiter gezeigt, die von der Preßfingerschwenkung abhängigen
Stellungsänderungen bzw. Verschiebungen der Metallzungen, Metallfahnen u. dei. über
kapazitive Verlagerungsaufnehmer eine aus vielen
Einzehmpulsen bestehende
Meßspannungsänderung bewirken. Auch eine Umwandlung der Preßfingerschwenkung und
damit der Zungen- oder Fahnenstellung in entsprechend veränderliche fotoelektrische
Steuerimpulse ist denkbar.
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Gleichermaßen können geeignete geformte, auf den Preßfingerhalterungen
befestigte Prallzungen an ortsfest angeordneten Luftdüsen unter einem von dem Spulendurchmesser
abhängigen Abstand vorbeigeführt werden. Hierbei bewirken die von der Preßfingerstellung
abhängigen pneumatischen Steuerimpulse über entsprechende pneumatische Steuerglieder
eine Änderung der Spulendrehzahl und der Spulenbankgeschwindigkeit.
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Für die praktische Anwendung der Durchmessermeßeinrichtung ist es
vorteilhaft, die an sich ortsfest angeordneten Meßwertwandler in Wirkrichtung der
ihnen zugeordneten Metallfahnen usw. einstellbar auszuführen, um einen genauen Abgleich
der Meßwandlerteile zu ermöglichen. Das gleiche läßt sich selbstverständlich durch
einstellbar an den Preßfingerhalterungen angeordnete Metallzungen, Prallzungen usw.
bewerkstelligen.