[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung eines Fadenlaufsignals,
bei dem wenigstens ein Sensor an der Aufhängung eines Fadenführers angebracht wird
und ein Signal liefert, das unter anderem die durch die Fadenbewegung im Fadenführer
induzierten Schwingungen wiederspiegelt.
[0002] Ein Verfahren bzw. ein Fadensensor dieser Art sind bereits aus der DE-OS 29 19 836
bekannt.
[0003] Es ist das Bestreben in der Textilmaschinenindustrie, die Produktion an jeder Spindel
einer Spinnmaschine überwachen zu können. Ein Fadenbruch an einer Spinnstelle hat
Produktionsausfall und Lohnarbeit zur Folge und kann in gewissen Fällen auch zu Beschädigungen
an der Maschine führen. Die Hauptursachen von Fadenbrüchen sind beispielsweise Dünnstellen
im Garn, schlecht gewartete Teile im Garnbildungsprozeß oder falsche Einstellung der
Spinnmaschine.
[0004] Bekannte Fadenüberwachungsvorrichtungen erfassen unter anderem Parameter wie die
Ballonierung des Fadens oder die Drehzahl des Läufers in einer Ringspinnmaschine,
die zeitlichen Änderungen der Fadendicke des laufenden Fadens oder den Querschnitt
des Fadens. Aufgrund der hohen Herstellungskosten werden solche Vorrichtungen jedoch
nur an wenigen Maschinen eingesetzt. Die eingangs genannte DE OS 29 19 836 offenbart
einen Fadenbruchsensor, der aus einem piezoelektrischen Element besteht, das an einem
Teil des Fadenführers befestigt ist und dessen Ausgangssignal zum Feststellen eines
Fadenbruches weiterbearbeitet wird.
[0005] Durch die Berührung des Fadenführers mit den Spinnfäden treten an diesem hochfrequente
Schwingungen auf, die mit mechanischen Schwingungen der Ringspinnmaschine vermischt
sind. Wie in der DE-OS 29 19 836 nachzulesen ist, beträgt die Frequenz der mechanischen
Schwingungen etwa 1 kHz, während der Fadenführer etwa mit 15 kHz schwingt. Diese letzteren
Schwingungen werden in der DE-OS 29 19 836 zur Feststellung von Fadenbrüchen in der
Weise ausgewertet, daß man die Eigenschwingungen gegenüber den mechanischen Schwingungen
diskriminiert. Genauer gesagt sind die zwei Anschlußleitungen des piezoelektrischen
Elements mit einem Bandpaßfilter verbunden, das die Eigenschwingungskomponente in
den Ausgangssignalen des piezoelektrischen Elements aufnimmt, d.h. durchläßt. Diese
Eigenschwingungskomponente wird dann mittels eines Verstärkers auf einen bestimmten
Wert verstärkt. Ein Gleichrichterfilter wandelt die Wechselspannungssignale in Gleichspannungssignale
um. Mit Hilfe eines Spannungskomparators wird ein Spannungsbereich festgelegt, in
dem der Normalbetrieb garantiert ist, und am Ausgang des Komparators liegt ein entsprechendes
logisches Ausgangssignal an (DE-OS 29 19 836, S. 10, Z. 29 bis S. 11, Z. 6).
[0006] Der Fadensensor aus der DE-OS 29 19 836 ist aber nur in der Lage, Fadenbrüche festzustellen,
nicht jedoch die Fadenspannung zu messen.
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein preisgünstiges Fadenspannungsmeßgerät
vorzustellen, das ggf. auch als Fadenbruchdetektor dienen kann, in der Herstellung
preisgünstig ist und an bestehenden, den Faden bearbeitenden oder erzeugenden Maschinen
angebracht werden kann, ohne daß die Anbringung selbst zu einer Veränderung der Fadenspannung
oder einer unerwünschten zusätzlichen Beanspruchung des Fadens führt.
[0008] Ausgehend von dem bekannten Verfahren bzw. Sensor zeichnet sich die vorliegende Erfindung
verfahrensmäßig dadurch aus, daß ein breitbandiger Sensor in Form einer Piezofolie
verwendet wird, welcher zumindest im wesentlichen in einer die Fadenlaufrichtung enthaltenden
Ebene oder einer hierzu parallelen Ebene so angeordnet ist, daß die Aufhängung des
Fadenführers elastische Bewegungen zu beiden Seiten ausführt, (bezogen auf die Fadenlaufrichtung),
daß zur Gewinnung eines der Fadenspannung entsprechenden Signals entweder die Frequenz
eines den Faden aufwickelnden Elementes und/oder Harmonische dieser Frequenz, aus
dem Sensorsignal ausgefiltert und der Pegel dieser ausgefilterten Frequenz oder Frequenzen
gemessen wird, wobei die durch einen Filter ausgefilterte Frequenz oder ausgefilterten
Frequenzen deutlich oberhalb der Grundschwingfrequenz des Fadenführers, d.h. der Eigenschwingfrequenz
der Fadenführungsöse liegt bzw. liegen, und daß die Durchlaßfrequenz des Filters entsprechend
der Frequenzänderung des den Faden aufwickelnden Elementes nachgeführt wird, wobei
die Güte des Filters vorzugsweise zumindest im wesentlichen konstant gehalten wird.
[0009] Die Erfindung beruht auf der zu der Erfindung gehörenden Erkenntnis, daß das Ausgangssignal
des Sensors ein komplexes analoges Signal ist, das unter anderem auch die Drehzahl
des Läufers als Grundschwingung im zeitlichen Verlauf der Auslenkung der Fadenführung
sowie harmonische Werte dieser Grundschwingung und das sogenannte Fadenrauschen enthält,
und zwar zusätzlich zu anderen Schwingungen wie Eigenschwingungen der Fadenführer
und durch Maschinenvibrationen induzierte Schwingungen. Weiterhin beruht die Erfindung
auf der erfinderischen Erkenntnis, daß sowohl der Pegel der Läuferdrehzahl als auch
der Pegel von harmonischen Frequenzen der Läuferdrehzahl eine Funktion der Fadenspannung
sind, so daß eine Auswertung der Fadenspannung entweder bei der Grundfrequenz (f₁)
oder bei den harmonischen Frequenzen (f₂ bis f₉) der Läuferdrehzahl möglich ist.
[0010] Die Auswertung des Sensorsignals kann daher dahingehen, daß der Pegel der Fadenspannung
als Wert erfaßt wird, oder daß ein Pegelvergleich mit einem Referenzpegel vollzogen
wird. Dieser Referenzpegel kann von Maschinenparametern, wie Spindeldrehzahl, Wartungszustand
usw. abhängen. Das Ergebnis dieses Vergleichs kann dann zur Steuerung der entsprechenden
Maschine herangezogen werden, beispielsweise zur Steuerung der Spindeldrehzahl einer
Ringspinnmaschine im Sinne des Einhaltens einer vorgegebenen Fadenspannung oder eines
vorgegebenen Verlaufs der Fadenspannung über dem Kopsbildungsverfahren.
[0011] Es soll hier darauf hingewiesen werden, daß die Amplitude der Eigenschwingungen der
Fadenführung, welche in der DE-OS 29 19 836 zur Gewinnung des Fadenbruchsignals ausgewertet
wird, von der Fadenspannung praktisch unabhängig ist und daher keine Auswertemöglichkeit
für die Fadenspannung bietet.
[0012] Mit dem Verfahren bzw. der Vorrichtung der Erfindung sind verschiedene Vorteile gegeben:
a) Das Verfahren bzw. die Vorrichtung erlaubt die quantitative Erfassung der Fadenspannung
in einem weiten Frequenz- bzw. Drehzahlbereich, da die schwach ausgebildete Eigenfrequenz
oder Resonanzfrequenz des Fadenführers mit Aufhängung unterhalb der Frequenz des Nutzbereiches
des Fadenspannungssensors liegt.
b) Der Fadensensor ersetzt ein bereits vorhandenes Element an der Spinnmaschine, nämlich
den Fadenführer, so daß die Verwendung des Fadenspannungssensors keine zusätzliche
Belastung für den Faden darstellt.
c) Der Fadensensor kann preisgünstig hergestellt werden und entweder nur als Fadenbruchsensor
oder aber auch als Fadenspannungssensor betrieben werden.
d) Es kann auch entsprechend der Erfindung ein tragbares Fadenspannungsmeßgerät vorgesehen
werden, das insbesondere mit einer Fadenführungsöse in Form eines Sauschwanzerls ausgestattet
ist, welche sich um einen laufenden Faden anlegen läßt, ohne das Laufen des Fadens
zu unterbrechen.
[0013] Besonders bevorzugte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, vor allem im Hinblick auf die Signalauswertung sind den Unteransprüchen
2 bis 5 bzw. 7 bis 18 zu entnehmen. Die Ausbildung des mitlaufenden Filters als ein
Filter in SC-Ausführung ist besonders kostengünstig und wirksam.
[0014] Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Fadensensors an einer Ringspinnmaschine ist
der Fadenführer vorzugsweise als Fadenführungsöse, beispielsweise in Form des bekannten
Sauschwanzerls ausgebildet. Die Fadenführungsöse kann an ihrer Halterung mittels einer
Blattfeder befestigt sein, wobei der Sensor an der Blattfeder zu befestigen ist. Die
Blattfeder selbst soll mit ihrer Ebene im wesentlichen parallel zur Fadenbewegung
angeordnet werden. Es ist aber auch möglich, anstatt einer Blattfeder einen Teil der
Fadenführung bzw. der Fadenführungsöse selbst als Feder auszubilden, wobei der Sensor
oder die Sensoren dann an diesem Federteil angebracht ist bzw. sind.
[0015] Die Piezosensoren, die im Stand der Technik verwendet werden, sind Piezokristalle,
die eine ausgeprägte Resonanz aufweisen und hierdurch bedingt für den Zweck der Erfindung
nicht ausreichend breitbandig sind.
[0016] Eine besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus,
daß die Piezofolie eine sogenannten PVDF-Folie ist, die besonders preisgünstig zu
erhalten und extrem dünn ausgebildet ist. Diese Piezofolien sind sehr breitbandig
und die Verwendung einer solchen Piezofolie führt vorteilhafterweise nicht zu einer
Verfälschung der gemessenen Schwingungen.
[0017] Es ist auch erfindungsgemäß möglich, wie in den Ansprüchen 12 bis 15 angegeben, für
einen oder mehrere Fadenspannungssensoren einen nicht fadenführenden Referenzsensor
vorzusehen, der ein von den Maschinenvibrationen abhängiges Signal abgibt, wobei die
Fadenspannungssignale mit dem Referenzsignal verglichen werden können und ein Differenzwert
gebildet werden kann. Das Referenzsignal kann aber auch als Schwellenwert für die
Erzeugung einer binären Fadenbruchinformation verwendet werden. Es ist aber auch möglich,
mittels des Referenzsensors laute Umweltgeräusche wie Ultraschall von Preßluft usw.
zu erkennen und im gleich Zeitraum erzeugte Fadenspannungsinformation für ungültig
zu erklären.
[0018] Die Erfindung wird nachfolgend näher erläutert anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung, in welcher zeigen:
- Fig. 1a
- eine Seitenansicht einer Fadenführungsöse einer Ringspinnmaschine, wobei diese Öse
mit einem erfindungsgemäßen Fadensensor ausgestattet ist,
- Fig. 1b
- eine Draufsicht der Ausführung gemäß Fig. 1a,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung einer Spinnstelle einer Ringspinnmaschine mit der Fadenführungsöse
der Fig. 1a und 1b,
- Fig. 3a
- eine graphische Darstellung der zeitlichen Abhängigkeit der Auslenkung der Fadenführungsöse
bei starker Fadenspannung,
- Fig. 3b
- eine Spektral-Darstellung der Auslenkung bei starker Fadenspannung,
- Fig. 4a
- eine graphische Darstellung der zeitlichen Abhängigkeit der Auslenkung der Fadenführungsöse
bei schwacher Fadenspannung,
- Fig. 4b
- eine Spektral-Darstellung der Auslenkung der Fadenführungsöse bei schwacher Fadenspannung,
- Fig. 5a, 5b und 5c
- verschiedene elektronische Sensorsignalbearbeitungsmöglichkeiten,
- Fig. 6
- eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Fadenspannungssensors, und
- Fig. 7A
- eine schematische Darstellung einer besonderen Ausführung einer Fadenführungsöse,
die für die vorliegende Erfindung besonders geeignet ist, wobei die Führungsöse entsprechend
den Fig. 1a und 1b eingebaut wird,
- Fig. 7B
- einen Querschnitt nach der Linie B-B der Fig. 7A,
- Fig. 7C
- einen Querschnitt nach der Linie C-C der Fig. 7A,
- Fig. 8
- ein Blockschaltbild eines mitlaufenden Filters in SC-Ausführung,
- Fig. 9
- eine schematische Darstellung einer besonderen Ausführung der Erfindung,
- Fig. 10A und 10B
- zwei Möglichkeiten, die von einer Gruppe Fadenspannungssensoren enthaltenen Signale
auszuwerten, um Fadenspannungssignale zu erzeugen, und
- Fig. 11
- eine Möglichkeit, die von einer Vielzahl von Sensoren erhaltenen Signale zu verarbeiten,
um reine Fadenbruchsignale zu erzeugen.
[0019] Um die nachfolgenden Ausführungen zu erleichtern, wird zunächst auf Fig. 2 hingewiesen.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer Spinnstelle 10 einer Ringspinnmaschine, bei
der ein Faden 12 die Auslaufwalzen 14, 16 des Streckwerkes verläßt und durch die Fadenführungsöse
18 und einen Antiballonring 20 zu einem auf der Ringbahn 21 der Ringbank 23 umlaufenden
Ringläufer 22 führt, wodurch er auf die drehende Spindelhülse 24 zu einer Kops 26
aufgewickelt wird. Durch die Rotation des Läufers wird der Faden derart um die Spindelhülse
herumgeführt, daß sich wegen der Zentrifugalkraft ein Ballon ausbildet, der durch
den Antiballon- oder Balloneingrenzungsring 20 begrenzt wird und in der Fadenführungsöse
seine Spitze hat. Der Reibungs- und Luftwiderstand des Läufers, der Luftwiderstand
des Fadens und der Reibungswiderstand zwischen Faden und Läufer und zwischen Faden
und Ballongeingrenzungsring erzeugen eine Fadenspannung, die am Ort des Fadenführers
meßbar ist.
[0020] Diese Fadenspannung steigt mit zunehmender Spindeldrehzahl.
[0021] Von Interesse ist vor allem ein Spindeldrehzahlbereich zwischen etwa 6000 Upm und
20.000 Upm, wobei der Fadenspannungssensor, so wie hier beschrieben, ohne weiteres
für Spindeldrehzahlen bzw. Läuferumlaufzahlen (welche nur um 1 oder 2% niedriger liegen
als die Spindeldrehzahlen und damit dieser gleichgesetzt werden können) bis 30.000
Upm und höher geeignet sind.
[0022] Das Berühren des gespannten Fadens in der Fadenführungsöse führt zu Reibungskräften,
die sowohl in horizontaler wie auch in vertikaler Richtung wirken.
[0023] Bei der gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fadensensors werden die horizontalen
Komponenten dieser Reibungskraft ausgenützt, die bedingt durch den Reibungskoeffizient
der Fadenspannung proportional sind. Dieser Fadensensor ist in Fig. 1a und 1b schematisch
dargestellt. Hier ist die Fadenführungsöse 18 im hinteren Teil so verjüngt, daß eine
biegbare, federnde Zone 30 mit der Form einer Blattfeder entsteht. Das blattfederartige
Teil 30 ist an seinem der Fadenführungsöse abgewandten Ende in einen Spannblock 35
geklemmt und mittels dieses Spannblockes fest am Rahmen der Ringspinnmaschine an einem
Längsstab 37 der Ringspinnmaschine gehalten. Auf der flachen rechten Seite 34 der
biegbaren federnden Zone der Blattfeder ist ein dehnungsempfindliches Sensorelement
32 angebracht, das vorzugsweise aus einer PVDF-Piezofolie besteht. Diese Folie gibt
über die Anschlußkabel 36 ein dehnungsabhängiges elektrisches Signal an eine nachgeschaltete
Elektronik (Fig. 5) ab. Der Faden 12 läuft im wesentlichen geradlinig vom Lieferwalzenpaar
14, 16 zu dem Fadenführer 18 und wird aufgrund des sich ausbildenden Ballons am Fadenführer
umgelenkt. Die Drehbewegung des Läufers 22 führt dazu, daß der Faden eine kreisförmige
Bewegung innerhalb des Fadenführers ausführt, wodurch die auf den Fadenführer ausgeübten
Kräfte abwechseln zu der linken und rechten Seite desselben wirken. Hierdurch wird
die Blattfeder 30 ebenfalls mal nach links und mal nach rechts gebogen (L und R in
Fig. 1b), so daß die Piezofolie ebenfalls eine Wechselbewegung ausführt und eine Wechselspannung
erzeugt. Diese welchselnde Bewegung ist wichtig für die Funktionsweise des Sensors.
[0024] Obwohl in der Ausführung nach den Fig. 1a, 1b und 2 die Piezofolie in einer Ebene
angeordnet ist, die die Fadenlaufrichtung vor dem Fadenführer enthält, könnte die
Piezofolie bzw. die Blattfeder auch beispielsweise seitlich versetzt zum Fadenführer
angeordnet werden. Auch diese Anordnung würde zur seitlichen Auslenkung der Blattfeder
nach beiden Seiten führen.
[0025] Es besteht auch die Möglichkeit, die Fadenführungsöse einstückig aus geformtem Blech
auszubilden wie in den Fig. 7A, 7B und 7C gezeigt. Die aus einem Federstahl gebildete
Führungsöse ist so geformt, daß sie im Blattfederteil 32 den ursprünglich geraden
bzw. rechteckigen Querschnitt (Fig. 7C) des Blechstreifens zumindest im wesentlichen
beibehält. Beim Übergang in die eigentliche Öse 18 ändert sich dieser Querschnitt
in einen bogenförmigen Querschnitt (Fig. 7B), so daß der engste Durchgang der Öse
durch den gekrümmten mittleren Bereich 18' des Streifens gebildet ist, während die
Kantenbereiche weiter von der Mitte der Öse entfernt sind. Durch diese preisgünstig
zu realisierende Ausbildung wird der Faden stets von dem gekrümmten Bereich 18' des
Streifens geführt, ein Schaben des Fadens an den Kanten des Streifens kommt nicht
vor. Der Blechstreifen kann im Blattfederteil breiter sein als im Ösenteil wie bei
34' angedeutet.
[0026] Fig. 3a zeigt zunächst den zeitlichen Verlauf 38 der seitlichen Auslenkung der Fadenführungsöse
bei starker Fadenspannung, und zwar für eine Ausführung entsprechend dere Fig. 1a
und 1b. Man sieht, daß die Kurve 38 gemäß Fig. 3a im wesentlichen eine Art Sinuswelle
40 darstellt mit einer überlagerten Hochfrequenzschwingung 42 komplexer Art. Die Sinusschwingung
entspricht der Drehzahl des Ringläufers 22 und die übergelagerten Schwingungen enthalten
Information über alle anderen Vibrationen, denen die Fadenführungsöse ausgesetzt ist.
[0027] Wenn man eine Spektralanalyse des Sensorsignals gemäß Fig. 3a vornimmt, so bekommt
man ein Ergebnis, wie in der Fig. 3b dargestellt. Hier erkennt man gut die Drehzahl
f₁ des Läufers als Grundschwingung im zeitlichen Verlauf der Auslenkung. Der Grundschwingung
sind harmonische Schwingungen f₂, f₃, f₄ bis f₉ und das sogenannte Fadenrauschen,
das von f₁₀ bis f₁₁ reicht, zugeordnet. Das Fadenrauschen wird einerseits von der
faserigen Oberfläche des Fadens, andererseits vom stetig schwankenden Querschnitt
des Fadens (Dünnstellen oder Dickstellen) hervorgerufen.
[0028] Sowohl der Pegel der Drehzahl f₁ als auch der Pegel ihrer Harmonischen f₂ bis f₉
sind eine Funktion der Fadenspannung. Dies macht ein Vergleich zwischen den Fig. 3a
und 3b einerseits und den Fig. 4a bzw. 4b andererseits deutlich.
[0029] Aus der Fig. 4b sieht man, daß die spektrale Zusammensetzung des Signals der spektralen
Zusammensetzung der Fig. 3b sehr ähnlich ist, jedoch die Amplituden tiefer liegen.
[0030] Somit ist eine Auswertung des Sensorsignals in beiden Frequenzbereichen möglich.
Die Auswertung kann dahingehen, daß der Pegel der Fadenspannung als Wert erfaßt wird,
oder daß nur ein Pegelvergleich mit einem Referenzpegel vollzogen wird. Dieser Referenzpegel
kann von Maschinenparametern wie Spindeldrehzahl, Wartungszustand usw. abhängen. Der
Vergleich mit einem Referenzpegel reduziert die Fadenspannungsinformation auf eine
reine Fadenlauf- bzw. Fadenbruchinformation, was den Datenübermittlungs- und Datenauswerteaufwand
erheblich verkleinert. Es ist somit möglich, eine Ringspinnmaschine so auszulegen,
daß an allen Spinnstellen nur ein Fadenbruchsignal erzeugt wird, daß aber an manchen
Spinnstellen auch die Fadenspannung gemessen wird. Der eigentliche Sensor ist aber
bei allen Spinnstellen gleich, lediglich in der Auswertung des Sensorsignals gibt
es einen Unterschied.
[0031] Die sehr breitbandige Empfindlichkeit eines erfindungsgemäßen Fadenspannungssensors,
die nach derzeitigen Ermittlungen von weniger als 1 Hz bis über 1 MHz reicht, hat
zur Folge, daß nicht nur die Fadenspannung des Sensorsignals eingeht, sondern auch
Maschinenvibrationen, die mehrheitlich aus dem Bereich der Spindel- bzw. Läuferdrehzahl,
aber auch von hochfrequenten Komponenten aus dem Bereich des Fadenrauschens stammen.
Läuft ein Faden durch die Fadenführungsöse, stören diese Maschinenvibrationen nicht,
da sie zu schwach sind. Im Fall des Fadenbruches kommen diese Vibrationssignale aber
zum Vorschein und täuschen ein sehr schwaches Fadenspannungssignal vor.
[0032] Daher wird ein Referenzsensor an der Maschine angebracht, der unter den genau gleichen
Bedingungen arbeitet wie der Fadenspannungssensor, d.h. er wird auch an einem Fadenführer
angebracht, jedoch an einem solchen, der keinen Faden führt. Das Signal dieses Referenzsensors
wird in ähnlicher Weise verarbeitet wie die Signale der fadenführenden Sensoren. Aus
dem Signal des Referenzsensors wird nun der obere Referenzpegel gewonnen. Der Referenzsensor
liefert den Referenzpegel für einen oder mehrere Fadenbruchsensoren. Damit werden
lokale Gegebenheiten, die den Störpegel bestimmen, berücksichtigt. Es wird bevorzugt
für Gruppen mit 20 bis 60 aktiven Sensoren je ein Referenzsensor eingesetzt. Mögliche
Ausführungen der Signalauswerteelektronik sind in den Fig. 5a bis 5c gezeigt.
[0033] Gemäß Fig. 5a wird das an der Klemme 52 anliegende Signal des Sensors mit einem oder
mehreren Verstärkern 54 verstärkt, mit Filter 56 von unerwünschten Signalkomponenten
befreit und anschließend einem Gleichrichter/Integrator 58 zugeführt. Der Filter 56
kann ein sogenannter mitlaufender Filter sein, der eine Steuerung auf eine Mittenfrequenz
entsprechend der jeweiligen Läuferdrehzahl beinhaltet. Diese Mittenfrequenz kann auch
asymmetrisch im Frequenzdurchlaßbereich des Filters liegen. Ein besonders bevorzugter
Filter dieser Art wird später im Zusammenhang mit Fig. 8 beschrieben.
[0034] Das Ausgangssignal des Gleichrichters/Integrators 58, das an der Klemme 60 ansteht,
wird dann der Schaltung gemäß Fig. 5b als Eingangssignal zugeführt. Die Schaltung
gemäß Fig. 5a wird insgesamt mit dem Bezugszeichen 62 gekennzeichnet.
[0035] In Fig. 5b wird das an der Klemme 60 anstehende Signal mittels eines Analog/Digitalwandlers
64 in ein Digitalsignal gewandelt, das von einem nachfolgenden Mikrocontroller 66
analysiert wird, um die Fadenspannung zu gewinnen. Die Klemme 70 ermöglicht es, eine
Referenzspannung an den Analog/Digitalwandler anzulegen, wobei diese Referenzspannung
von dem oben erwähnten Referenzsensor gewonnen wird und zwecks Vergleich mit dem an
der Klemme 60 anstehenden Signal ebenfalls durch eine Schaltung entsprechend der Schaltung
62 vorbereitet wird. Das vom Mikrocontroller erzeugte Fadenspannungssignal steht an
der Klemme 68 an und kann in verschiedenster Weise dargestellt werden; z.B. kann das
Fadenspannungssignal als Teil einer Bildschirmanzeige auf einem Bildschirm dargestellt
werden. Es kann aber auch der Maschinensteuerung zugeführt und hier berücksichtigt
werden, beispielsweise bei der Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Spindelantriebes.
[0036] Die Fig. 5c zeigt eine alternative Ausführung der Auswertung des an der Klemme 60
anstehenden Signals durch einen Komparator 72, der es in analoger Form mit einer Referenzspannung
U
Ref vergleicht, welche an der Klemme 74 anliegt und, wie oben erwähnt, vom Referenzsensor
über eine Schaltung entsprechend der Schaltung 62 gewonnen wird. Das Ausgangssignal
des Komparators 72 wird dann von einem Mikrocontroller 76 zu einem Fadenspannungssignal
weiterverarbeitet, das an der Klemme 78 abgegriffen werden kann. Das Fadenspannungssignal
kann entsprechend dem an der Klemme 68 anstehenden Fadenspannungssignal angezeigt
bzw. ausgewertet werden. Bei der Ausführung gemäß Fig. 5c findet die Analog/Digitalwandlung
im Mikrocontroller 76 statt.
[0037] Sowohl in Fig. 5b als auch in Fig. 5c kann man, anstatt eine Echtzeitreferenzspannung
am Referenzsensor anzulegen, eine vorbestimmte Referenzspannung U
Ref verwenden, die entweder konstant ist oder deren Pegel in Abhängigkeit von Maschinenbetriebszuständen
variiert werden kann.
[0038] Die. Fig. 6 zeigt eine alternative Auswertung, die insbesondere dann benutzt werden
kann, wenn ein Referenzsensor 80, wie oben erläutert, an der Maschine angebracht wird,
d.h. wenn ein Referenzsensor 80 an einem Fadenführer angebracht wird, der keinen Faden
führt.
[0039] Die Fig. 6 zeigt zunächst eine Reihe von Eingangsklemmen 52, 52.1, 52.2 bis 52.n,
welche jeweils das Signal eines fadenführenden Sensors 32 führen. Jede Klemme 52 bis
52.n führt zu einer jeweiligen Schaltung 62 gemäß Fig. 5a und die Ausgangsklemmen
60, 60.1 bis 60.n dieser Schaltungen 62 sind an einen elektronischen Umschalter 81
angelegt, der in der Lage ist, die Signale sukzessiv oder in einer bestimmten Reihenfolge
bzw. in einer gewählten Reihenfolge an eine weitere Schaltung 82 weiterzuführen, wobei
diese weitere Schaltung 82 entweder entsprechend der Fig. 5b, oder entsprechend der
Fig. 5c ausgebildet sein kann. Die Klemme 52.r führt die Spannung vom Referenzsensor
80, welche ebenfalls mittels einer Schaltung 62 entsprechend der Fig. 5a verstärkt,
gefiltert oder integriert wird. Wie der Pfeil 84 zeigt, bildet das Ausgangssignal
der dem Referenzsensor 80 zugeordneten Schaltung 62 die Referenzspannung für die Weiterverarbeitungsschaltung
gemäß Fig. 5b oder Fig. 5c.
[0040] Mit anderen Worten wird der Pegel des Referenzsensors 80 mit dem Pegel der fadenführenden
Sensoren 32, 32.1, 32.2 bis 32.n verglichen. Die Differenz wird dann als reines Fadenspannungssignal
weiterverarbeitet, beispielsweise entsprechend der Fig. 5b oder 5c. Der Umschalter
62 wird im Regelfall nicht als mechanischer Schalter ausgebildet, sondern als elektronischer
Schaltkreis, beispielsweise nach einem Multiplexverfahren. Eine Anordnung gemäß Fig.
6 hat den Vorteil, daß nur eine aufwendige Auswertungsschaltung erforderlich ist,
um die Signale einer Vielzahl von Fadenbruchsensoren zu Fadenspannungssignalen weiterzubearbeiten.
[0041] Bei einer Ringspinnmaschine mit mehreren Spinnstellen, beispielsweise 1000 oder 1200
Spinnstellen, wird ein Piezofoliensensor bei jedem Fadenführer vorgesehen, so daß
ein Fadenbruchsignal von jedem der insgesamt vorhandenen Spinnstellen erzeugt werden
kann. Darüberhinaus wird die Verkabelung so vorgenommen, daß an bestimmten Spinnstellen,
beispielsweise jede zwanzigste oder jede fünfzigste Spinnstelle eine Möglichkeit besteht,
die jeweilige Fadenspannung zu messen. An der Maschine werden dann ein oder zwei Fadenführer
pro Seite vorgesehen, die keinen Faden führen, welche aber genauso wie die anderen
Fadenführer ausgebildet und ebenfalls mit Piezofoliensensoren ausgestattet sind, um
die oben erwähnten Referenzsignale zu erzeugen.
[0042] Eine besonders bevorzugte Ausführung eines mitlaufenden Filters ist in der Fig. 8
dargestellt. Es handelt sich hier um ein Blockschaltbild, welches die Anwendung eines
Filters in SC-Ausführung (SC bedeutet "switched capacitor") zeigt, der vorzugsweise
in Form eines Chips vorliegt, nämlich der Chip MF/10 von der Firma National Semiconductors.
[0043] Da der Durchlaßbereich des Filters entsprechend der jeweiligen Läuferdrehzahlen verändert
wird, ist es erforderlich, ein Frequenzsignal zu erzeugen, das der Läuferdrehzahl
entspricht. Es ist bekannt, daß die Läuferdrehzahl nur geringfügig niedriger liegt
als die Spindeldrehzahl der Ringspinnmaschine. Bei einer Ringspinnmaschine läßt sich
die Spindeldrehzahl verhältnismäßig leicht ermitteln, so daß man anstelle der Läuferdrehzahl
die Spindeldrehzahl als Leitgröße für den Filter nimmt. Die Erzeugung dieses Frequenzsignals
ist in Fig. 8 gezeigt. Die Spindeln werden nämlich von einem Hauptmotor 100 angetrieben,
über eine sogenannte Königswelle 102 und Riemen (nicht gezeigt), die jeweils vier
Spindeln antreiben. Die genaue Auslegung dieses Antriebs ist im Stand der Technik
gut bekannt, beispielsweise von den Rieter-Ringsspinnmaschinen G5/1.
[0044] Um ein der Spindeldrehzahl proportionales Signal zu erzeugen, wird auf der Hauptwelle
des Antriebsmotors ein Tachogenerator 104 montiert. Dieser besteht im wesentlichen
aus einem Zahnrad 106 und einem Initiator oder Sensor 108, der die im Zahnrad vorhandenen
Lücken 110 zählt und ein von der Drehzahl des Hauptmotors abhängiges Signal erzeugt,
das in der Zeichnung als "f-sensor" angegeben ist. Die genaue Frequenz dieses Signals
hängt von der Zahnzahl des Zahnrades und der Drehgeschwindigkeit des Hauptmotors ab.
[0045] Nachdem eine Übersetzung zwischen dem Hauptmotor und den Spindeln der Ringspinnmaschinen
erfolgt, aufgrund der dazwischengeschalteten Antriebe, ist es notwendig, das Frequenzsignal
mit einem Faktor zu multiplizieren, um die eigentliche Spindeldrehzahl zu erreichen.
Aber auch dann muß die Frequenz des Signals noch weiter erhöht werden, da man zur
Steuerung des Filters 56 eine Taktfrequenz benötigt, die zwar der Spindeldrehzahl
bzw. Läuferdrehzahl proportional ist, aber frequenzmäßig etwa um das Hundertfache
höher ist. Bei einer Spindeldrehzahl von 12000 Upm, was 200 Hz entspricht, braucht
man beispielsweise eine Taktfrequenz von 20 kHz. Die in der Zeichnung als Multiplikator
112 angedeutete Schaltung erhält daher das Frequenzsignal des Sensors an ihrem Eingang
und liefert die erwünschte höhere Taktfrequenz f-takt an ihrem Ausgang.
[0046] Der Faktor, mit dem das Eingangssignal multipliziert wird, um das Taktfrequenzsignal
zu erzeugen, wird durch die Gleichung:
berechnet, wo n das Übersetzungsverhältnis Drehzahlspindel zu Drehzahlhauptmotorantrieb
ist.
[0047] Diese Taktfrequenz wird dann an einem Zweiphasentaktgenerator 114 angelegt, der einen
Teil des SC-Filters 56 darstellt. Mit diesem Zweiphasentaktgenerator werden zwei um
die Phasen τ1 und τ2 verschobene Signale erzeugt, welche über die als Pfeil dargestellten
Leitungen dazu dienen, zwei Schalter zu betätigen. Diese Schalter dienen dazu einen
Kondensator zeitweise mit der negativen Klemme eines mit einem weiteren Kondensator
122 versehenen Operationsverstärkers 120 zu verbinden. Der Takt, mit dem die Schalter
gegengleich geschlossen und geöffnet werden, bestimmt die effektive Impedanz der Kapazität
am Eingang des OpAmps, was wiederum die Mittenfrequenz des Bandpaßfilters definiert.
Mittenfrequenz des Filters führt.
[0048] Das vom Verstärker 54 kommende verstärkte Sensorsignal wird daher am Eingang des
Filters gelegt, und das gefilterte Signal am Ausgang des Filters 56 wird anschließend
dem Gleichrichter/Integrator 58 zugeführt, entsprechend der Schaltung der Fig. 5a.
Die beschriebene Art der Fadenspannungsmessung kann bei allen Läuferfrequenzen durchgeführt
werden, die deutlich oberhalb der Grundschwingfrequenz der Fadenführung, d.h. der
Eigenschwingfrequenz der Fadenführungsöse mit Aufhängungssystem liegt. Im Normalfall
liegt diese Grundschwingfrequenz bei etwa 10 bis 20 Hz und die Bezeichnung "deutlich
oberhalb" deutet auf Frequenzen, die bei einem Faktor von etwa 4 bis 10 oder höher
liegen. Somit kann das Fadenspannungsmeßverfahren gemäß vorliegender Erfindung mit
Läuferdrehzahlen oberhalb von 100 Hz, d.h. ca. 6000 Upm verwendet werden. Da solche
Drehzahlen unterhalb der interessierenden Nutzdrehzahlen der Spindeln der Ringspinnmaschine
liegen, stellt diese untere Grenze der Spannungsauswertung in der Praxis keinerlei
Einschränkung dar.
[0049] Ein Vorteil eines Filters in SC-Ausführung liegt darin, daß die Bandbreite des Durchlaßbereiches
des Filters proportional zur Mittenfrequenz verändert wird, dadurch, daß die Güte
Q des Filters zumindest im wesentlichen konstant bleibt, was der Signalauswertung
zugute kommt.
[0050] Wichtig bei der Anwendung des Sensors gemäß vorliegender Erfindung ist, daß er in
einer Ebene auf der Anhängung des Fadenführers so angebracht ist, daß die Umlaufbewegung
des Fadens innerhalb des Fadenführers zu einer Auslenkung der Aufhängung nach beiden
Seiten und daher zu einer entsprechenden Dehnung und Stauchung der Piezofolie nach
beiden Seiten führt. Anders ausgedrückt, soll der Sensor in Form der Piezofolie in
einer die Fadenlaufrichtung enthaltenden Ebene oder einer hierzu parallelen Ebene
so angeordnet sein, daß die Aufhängung des Fadenführers elastische Bewegungen zu beiden
Seiten ausführt, bezogen auf die Fadenlaufrichtung. Die Fadenlaufrichtung bedeutet
bei der Ringspinnmschine, beispielsweise die Laufrichtung des Fadens zwischen dem
Lieferwalzenpaar und dem Fadenführer oder die mittlere Laufrichtung des Fadens innerhalb
des Fadenballons, die mit der geometrischen Achse des Fadenballons übereinstimmt.
[0051] Schließlich zeigt die Fig. 9 einen Fadenspannungssensor, der anders arbeitet, als
bisher beschrieben.
[0052] In der Fig. 9 wird schematisch dargestellt, daß die Fadenführungsöse 18 über eine
erste Kraftmeßzelle 90 an einem Steg 92 einer Fadenführungshalterung 94 angebracht
ist. Genauer gesagt, ist die Fadenführungsöse an der einen Stirnfläche der Kraftmeßzelle
90 angebracht, während die andere Stirnseite der Kraftmeßzelle an dem Steg 92 angebracht
ist. Auf der anderen Seite des Steges 92 befindet sich eine weitere Kraftmeßzelle
96, welche mit ihrem einen Stirnende ebenfalls am Steg 92 befestigt ist, während eine
Kompensationsmasse 98 mit der Masse m₂ an dem dem Steg abgewandten Stirnende der Kraftmeßzelle
96 angebracht ist. Die Kraftmeßzelle 96 ist daher mit der Kraftmeßzelle 90 ausgerichtet,
aber auf der anderen Seite des Steges 92 angeordnet. Die Fadenführungsöse 18 hat eine
Masse m₁. Aufgrund der Fadenbewegung werden Schwingungen der Fadenführungsöse erzeugt
und diese führen zu Schwingungen des Steges, die in der Zeichnung mit a bezeichnet
sind. Auch Schwingungen der Fadenführungshalterung 94 führen zu Schwingungen des Steges.
Diese Schwingungen führen aufgrund der schwankenden Beschleunigung der Massen m₁ und
m₂ zu Schwankungen der Kräfte an den Kraftmeßzellen 90 und 96, so daß diese Ausgangssignale
U1 bzw. U2 mit entsprechenden Schwankungen liefern.
[0053] Man kann diese Spannungen U1 und U2 wie folgt mathematisch darstellen:
[0054] Hier ist A die Beschleunigung des Steges 92 und F die erwünschte Fadenspannung. C1
und C2 sind Konstanten.
[0055] Subtrahiert man nunmehr diese beiden Signale, so bekommt man
[0056] Wenn
ist (abgleich), so kann man schreiben
[0057] Mit anderen Worten ist F etwa gleich ΔU geteilt durch C1. Nachdem C1 . m₁ konstant
ist und ΔU direkt gemesen werden kann, hat man mittels der Erfindung ein Signal für
die Fadenspannung gewonnen.
[0058] Ein Fadenspannungssensor der zuletzt beschriebenen Art zeichnet sich daher dadurch
aus, daß eine Fadenführungsöse über eine Kraftmeßzelle an der einen Seite eines Steges
einer Fadenführungshalterung angebracht ist, daß auf der anderen Seite des Steges
eine weitere Kraftmeßzelle an diesem angebracht und mit der ersten Kraftmeßzelle ausgerichtet
ist, wobei eine die Masse der Fadenführungsöse kompensierende Masse an der zweiten
Kraftmeßzelle angebracht ist, und daß die Ausgangssignale der beiden Kraftmeßzellen
einer Differenzschaltung zugeführt werden, deren Ausgangssignal der Fadenspannung
proportional ist.
[0059] An dieser Stelle soll klargestellt werden, daß sogenannte PVDF-Piezofolien von verschiedenen
Herstellern erhältlich sind, beispielsweise von der US-Firma PENNWALT Corporation
unter der Bezeichnung "KYNAR" (registered trademark). PVDF ist eine Abkürzung für
Polyvinylidenfluorid, welche zu der Klasse der piezoelektrischen Polymere gehört.
Piezofolien dieser Art, die sich für Anwendung mit der vorliegenden Erfindung eignen,
sind vorzugsweise breitbandig mit einem Gütefaktor Q gegen Null strebend.
[0060] Die Fig. 10A zeigt eine besonders bevorzugte Ausführung für die Verarbeitung der
Signale von einer Gruppe von Sensoren 52.1 bis 52.n und von einem Referenzsensor 52.r,
mittels eines Multiplexers, der 16 Eingänge aufweist. Aus diesem Grund wird n normalerweise
einen maximalen Wert von 15 haben und der weitere Eingang wird für den Referenzsensor
verwendet. In der Praxis wird daher ein blinder Fadenführer für jede Gruppe von 15
echten Fadenführern vorgesehen, d.h. von Fadenführern, welche tatsächlich einen Faden
an einer Spinnstelle führen und die Schaltung gemäß Fig. 10A wird für jede Gruppe
von 15 echten Fadenführern dupliziert werden.
[0061] Die Sensorsignale, d.h. die Signale, die von Sensoren 52.1 bis 52.n kommen, werden
vor dem Multiplexer 150 verstärkt, gefiltert und gleichgerichtet, durch die Schaltung
gemäß Fig. 5a. Mittels Multiplexer werden die einzelnen Kanäle, d.h. die Signale,
die von den Sensoren 52.1 bis 52.n und 52.r mit dem Analog/Digital-Wandler 152 der
Reihe nach verbunden, wobei der Mikrocontroller 154 dem Multiplexer die Sensoradresse
bestimmt. Die Pegel der Sensoren 52.1 bis 52.n werden mit dem Referenzpegel vom Referenzsensor
52.r betragsmäßig verglichen, die Differenz entspricht der Fadenspannung und kann
entweder als Vergleichswert oder nach entsprechender Kalibration als Absolutwert vorliegen.
[0062] In diesem Beispiel sind die Bauelemente der Schaltung gemäß Fig. 5a jeweils für jeden
Sensor vorgesehen und in der Halterung für den Sensor integriert. Dies ist jedoch
etwas aufwendig und die Fig. 10B zeigt eine weitere Verbesserung, wonach jedem Sensor
lediglich ein jeweiliger Verstärker zugeordnet ist, und der Filter und der Analog/Digital-Wandler
nach dem Multiplexer angeordnet sind.
[0063] Im weiteren Detail werden die Signale der Sensoren 52.1 bis 52.n und vom Referenzsensor
52.r in verstärkter Form dem Multiplexer zugeführt. Der Mikrocontroller 154 gibt dem
Multiplexer die durchzuschaltende Sensoradresse an. Hinter dem Multiplexer wird das
Signal gefiltert, beispielsweise mittels einer Schaltung nach der Fig. 8, und durch
den Analog/Digitalwandler 152 in ein digitales Signal umgewandelt. Dieses Signal wird
dann dem Mikrocontroller 154 zugeführt. Arbeitet das System, bestehend aus Analog/Digital-Wandler
und Mikrocontroller nicht genügend schnell, so wird zwischen Filter und A/D-Wandler
ein Gleichrichter 156 eingesetzt, was zur Folge hat, daß nicht mehr Frequenzen bis
zu 300 Hz gewandelt und ausgewertet werden müssen, sondern nur noch Frequenzen von
ca. 1 Hz gemessen werden müssen. Bei günstiger Auslegung der Schaltung können die
einzelnen Verstärkerstufen in/bei den Sensoren ersetzt werden, durch eine einzige
Verstärkungsstufe hinter dem Multiplexer. Die Fig. 10A und 10B beschreiben Schaltungsvarianten,
welche die Messung der Fadenspannung bei allen Sensoren ermöglichen.
[0064] Im Gegensatz befaßt sich die Fig. 12 mit der Feststellung, ob der Faden an den jeweiligen
Spinnstellen gebrochen ist.
[0065] Die Sensorsignale werden hier parallel verarbeitet. Sie sind wiederum in Gruppen
52.1 bis 52.n zusammen mit einem Referenzsensor 52.r kombiniert. In diesem Fall kann
die Gesamtanzahl der Sensoren einer Gruppe bis zu 32 betragen.
[0066] Wie aus Fig. 11 ersichtlich, werden die Signale zunächst verstärkt, gefiltert und
gleichgerichtet und sie werden dann in jeweiligen Komparatoren, die jeweils dem Komparator
72 der Fig. 5c entsprechen, mit dem Referenzsignal vom Referenzsensor 52.r verglichen.
Der Ausgang der jeweiligen Komparatoren 72 ist eigentlich ein Digitalsignal, da der
Komparator lediglich die Entscheidung trifft, ob der Pegel von einem aktiven Sensor
höher oder niedriger liegt als der Bezugspegel vom Referenzsensor. Alle Signale werden
dem Mikrocontroller 154 an parallele (Port-)Eingänge angelegt. Der Vorteil dieser
Variante ist, daß ein einfacher und leistungsschwacher, d.h. kostengünstiger Mikrocontroller
verwendet werden kann (beispielsweise Typ 80C31 von Intel). Eine Fadenspannungsmessung
ist hier ausgeschlossen.
[0067] Es ist ersichtlich, daß die Ausgangssignale der einzelnen Mikrocontroller 154, welche
jeweils einer einzelnen Sensorgruppe zugeordnet sind, alle mit einem seriellen Datenbus
kommunizieren, beispielsweise der Type RS232 oder RS485.
[0068] Exemplarisch für alle Schaltungsvarianten werden die Mikrocontroller (ca. 50 St.
pro Maschine) über einen vorteilhafterweise seriellen Datenbus mit einem Mastercontroller
verbunden, der beispielsweise auch durch das Bauelement (chip) 80C31 von Intel gebildet
sein kann. Dieser Mastercontroller ist bestimmt für die Auswertung der Fadeninformationen
und stellt der Maschinensteuerung oder einer Prozeßsteuerung komprimierte Daten, evtl.
statistisch ausgewert, zur Verfügung.
[0069] Bei Maschinen mit über 1000 Spindeln kann es vorteilhaft sein, wenn die Mikrocontroller
auf zwei serielle Datenbusse verteilt werden, beispielsweise ein Datenbus für jede
Seite der Maschine.
[0070] Es soll auch darauf hingewiesen werden, daß Kombinationen der Schaltungen der Fig.
10A, 10B und 11 möglich sind, und daß es auch möglich ist, die Sensorsignale als Ja/Nein-Information
(Fadenbruchinformation) parallel oder per Multiplexer dem Mikrocontroller zuzuführen,
während ein Sensor pro Mikrocontrollergruppe als Fadenspannungsmesser per A/D-Wandler
(welcher ein integretierter Bestandteil des Mikrocontrollers sein kann) ausgewertet
wird.
1. Ringspinnmaschine mit einem Spindelantrieb, mit wenigstens einem Fadenspannungssensor
zur Erzeugung eines Fadenspannungssignals, das der Maschinensteuerung zugeführt und
bei der Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Spindelantriebs berücksichtigt wird.
2. Ringspinnmaschine nach dem Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Fadenspannungsmessung an bestimmten Spinnstellen, beispielsweise an jeder
zwanzigsten oder fünfzigsten Spinnstelle ein Fadenspannungssensor vorgesehen ist.
3. Ringspinnmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenspannungssensor
mit dem Fadenführer wenigstens einer der Spinnstellen kombiniert ist, wodurch keine
zusätzliche Belastung für den Faden entsteht.
4. Ringspinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Fadenspannungssensor an der Aufhängung (30) eines Fadenführers (18) anbringbar ist,
wobei der Sensor ein elektrisches Signal liefert, das die durch die Fadenbewegung
in der Fadenführung induzierten Schwingungen wiederspiegelt.
5. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Referenzsensor vorgesehen ist, der ebenfalls wie der eigentliche Fadenspannungssensor
(32) bzw. die eigentlichen Fadenspannungssensoren (32, 32.1, ..., 32.n) den Maschinenvibrationen
ausgesetzt, jedoch kaum oder nicht durch einen laufenden Faden (12) beeinflußt ist,
und daß das Signal des Referenzsensors (80) einen Referenzpegel (URef) für den Fadenspannungssensor (32) bzw. die anderen Meßsensoren (32, 32.1, ..., 32.n)
liefert.
6. Ringspinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Fadenspannungssensor eine Piezofolie ist, deren Ebene zumindest im wesentlichen in
einer die Fadenlaufrichtung enthaltenden Ebene oder einer hierzu parallelen Ebene
so angeordnet ist, daß die Aufhängung des Fadenführers elastische Bewegungen zu beiden
Seiten ausführt, daß zur Filterung des Steuersignals ein mitlaufender Filter (56),
vorgesehen ist, dessen Durchlaßbereich bei zumindest im wesentlichen konstanter Güte
entsprechend der Frequenz (f₁) eines den Faden aufwickelnden Elementes geführt ist,
um entweder die Frequenz (f₁) eines den Faden (12) aufwickelnden Elementes (22) und/oder
Harmonischen (f₂ bis f₉) dieser Frequenz (f₁) zu gewinnen, und daß eine den Pegel
der ausgefilterten Frequenz oder Frequenzen messende Einrichtung (66, 76) vorgesehen
ist, deren Ausgangssignal der Fadenspannung entspricht.
7. Ringspinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Fadenspannungssensor derart realisiert ist, daß eine Fadenführungsöse (18) über eine
Kraftmeßzelle (90) an der einen Seite eines Steges (92) einer Fadenführungshalterung
(94) angebracht ist, daß auf der anderen Seite des Steges (92) eine weitere Kraftmeßzelle
(96) an diesem angebracht und mit der ersten Kraftmeßzelle (90) ausgerichtet ist,
wobei eine die Masse m₁ der Fadenführungsöse (18) kompensierende Masse m₂ an der zweiten
Kraftmeßzelle angebracht ist, und daß die Ausgangssignale der beiden Kraftmeßzellen
(90, 96) einer Differenzschaltung zugeführt werden, deren Ausgangssignal der Fadenspannung
proportional ist.
8. Anwendung eines Fadenspannungssensors zur Steuerung der Spindeldrehzahl einer Ringspinnmaschine
im Sinne des Einhaltens einer vorgegebenen Fadenspannung oder eines vorgegebenen Verlaufs
der Fadenspannung über dem Kopsbildungsverfahren.
9. Anwendung eines Fadenspannungssensors nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Fadenspannungssensor eine Piezofolie ist, deren Ebene zumindest im wesentlichen
in einer die Fadenlaufrichtung enthaltenden Ebene oder einer hierzu parallelen Ebene
so angeordnet ist, daß die Aufhängung des Fadenführers elastische Bewegungen zu beiden
Seiten ausführt, daß zur Filterung des Steuersignals ein mitlaufender Filter (56),
vorgesehen ist, dessen Durchlaßbereich bei zumindest im wesentlichen konstanter Güte
entsprechend der Frequenz (f₁) eines den Faden aufwickelnden Elementes geführt ist,
um entweder die Frequenz (f₁) eines den Faden (12) aufwickelnden Elementes (22) und/oder
Harmonischen (f₂ bis f₉) dieser Frequenz (f₁) zu gewinnen, und daß eine den Pegel
der ausgefilterten Frequenz oder Frequenzen messende Einrichtung (66, 76) vorgesehen
ist, deren Ausgangssignal der Fadenspannung entspricht.
10. Anwendung eines Fadenspannungssensors nach dem Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Fadenspannungssensor an der Aufhängung (30) eines Fadenführers (18) anbringbar
ist, wobei der Sensor ein elektrisches Signal liefert, das die durch die Fadenbewegung
in der Fadenführung induzierten Schwingungen wiederspiegelt.
11. Anwendung eines Fadenspannungssensors nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Fadenführungsöse (18) über eine Kraftmeßzelle (90) an der einen Seite eines Steges
(92) einer Fadenführungshalterung (94) angebracht ist, daß auf der anderen Seite des
Steges (92) eine weitere Kraftmeßzelle (96) an diesem angebracht und mit der ersten
Kraftmeßzelle (90) ausgerichtet ist, wobei eine die Masse m₁ der Fadenführungsöse
(18) kompensierende Masse m₂ an der zweiten Kraftmeßzelle angebracht ist, und daß
die Ausgangssignale der beiden Kraftmeßzellen (90, 96) einer Differenzschaltung zugeführt
werden, deren Ausgangssignal der Fadenspannung proportional ist.