[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ringspinnmaschine, die eine bewegte Ringbank
und mindestens einen an der Ringbank angeordneten und einer Arbeitsstelle der Ringspinnmaschine
zugeordneten Sensor zur Überwachung eines Fadens aufweist.
Die Ringspinnmaschine umfasst ferner eine Führungseinrichtung mit einem ersten und
einem zweiten Führungsmittel zum Heben und Senken der Ringbank. Das erste Führungsmittel
ist ortsfest an der Ringspinnmaschine angeordnet und das zweite Führungsmittel ist
mit der Ringbank verbunden und bewegt sich beim Heben und Senken der Ringbank relativ
zum ersten Führungsmittel. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren
zum Betreiben des Sensors.
[0002] Die
EP 1 052 314 A1 offenbart eine gattungsgemäße Ringspinnmaschine. Die Ringspinnmaschine weist eine
Ringbank auf, die während des Spinnprozesses auf und ab bewegt wird. Am Maschinengestell
der Ringspinnmaschine ist ein Halter für Führungsstangen befestigt, welcher vertikal
beweglich die Ringbank führt. Die Bewegung der Ringbank ermöglicht die Ablage des
Fadens auf dem Spinnkops. Auf der Ringbank ist dazu eine Vielzahl von Spinnringen
mit dazugehörigen Ringläufem angeordnet. Jeder Arbeitsstelle beziehungsweise Spindel
ist ein Spinnring zugeordnet. Jedem Spinnring ist ein Sensor zur Überwachung des Fadens
der jeweiligen Arbeitsstelle zugeordnet. Solche Sensoren erfassen die Bewegung des
Fadens entlang des Spinnringes. Je nach Messmethode wird zur Überwachung des Fadens
nicht die Bewegung des Fadens selbst, sondern die Bewegung des Ringläufers erfasst.
Der Ringläufer wird von dem Faden mitgenommen und führt den Faden entlang des Spinnringes.
Die Bewegung des Fadens beziehungsweise des Ringläufers kann zum Beispiel mittels
Vibrationssensoren, optischer Sensoren, akustischer Sensoren oder magnetischer Sensoren
erfasst werden. Wenn die Sensoren keine Bewegung mehr detektieren, kann auf einen
Fadenbruch geschlossen werden. Ein entsprechendes Signal des Sensors wird an eine
übergeordnete Steuerung der Ringspinnmaschine weitergegeben. Diese initiiert dann
eine Unterbrechung der Vorgarnzufuhr an der betreffenden Arbeitsstelle. Es ist auch
möglich, die Geschwindigkeit des Ringläufers zu erfassen und damit auf die Spindeldrehzahl
zu schließen.
[0003] Wie bereits erwähnt, werden die Signale der Sensoren an eine übergeordnete Steuerung
oder Auswerteeinheit weitergegeben. Außerdem müssen die Sensoren mit elektrischer
Energie versorgt werden. Dazu ist es erforderlich, Leitungen von der bewegten Ringbank
zu den feststehenden Teilen der Maschine zu führen. Die ständige Bewegung stellt eine
hohe Beanspruchung für die Leitungen dar. Dies kann letztlich zu einer Schädigung
der Leitungen führen.
[0004] Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die elektrische Anbindung des
mindestens einen an der bewegten Ringbank angeordneten Sensors an die Ringspinnmaschine
zu verbessern.
[0005] Zur Lösung der Aufgabe wird an dem ersten Führungsmittel eine erste Spule angeordnet,
an dem zweiten Führungsmittel ist eine zweite Spule angeordnet, es sind Mittel zur
induktiven Übertragung von elektrischer Energie und/oder Daten zwischen der ersten
und zweiten Spule vorhanden und der mindestens eine Sensor ist mit der zweiten Spule
verbunden.
[0006] Durch die Anordnung der beiden Spulen an den Führungsmitteln der Führungseinrichtung
der Ringbank kann zwischen den Spulen ein geringer Abstand realisiert werden, so dass
eine induktive Übertragung von Energie und Daten leicht realisiert werden kann. Die
induktive Übertragung ermöglicht den Verzicht auf bewegte Leitungen und verbessert
somit die elektrische Anbindung des mindestens einen an der Ringbank angeordneten
Sensors.
[0007] Gemäß einer möglichen Ausführung der vorliegenden Erfindung ist eines der beiden
Führungsmittel als längeres Führungsmittel und das andere der beiden Führungsmittel
als kürzeres Führungsmittel ausgebildet, wobei das kürzere Führungsmittel zum Heben
und Senken der Ringbank relativ zum längeren Führungsmittel in Richtung der Längsausdehnung
des längeren Führungsmittels bewegt wird. Für diese Ausführungsform gibt es prinzipiell
zwei verschiedene Ausführungsmöglichkeiten.
[0008] Das erste Führungsmittel kann als längeres Führungsmittel ausgebildet sein und das
zweite Führungsmittel dementsprechend als kürzeres Führungsmittel. Das heißt, das
längere Führungsmittel ist bei dieser Ausführung ortsfest an der Ringspinnmaschine
angeordnet und das kürzere Führungsmittel ist mit der Ringbank verbunden.
[0009] Alternativ ist das erste Führungsmittel als kürzeres Führungsmittel ausgebildet und
das zweite Führungsmittel ist als längeres Führungsmittel ausgebildet. Das heißt,
das kürzere Führungsmittel ist bei dieser Ausführung ortsfest an der Ringspinnmaschine
angeordnet und das längere Führungsmittel ist mit der Ringbank verbunden.
[0010] Vorzugsweise erstreckt sich die Spule, die an dem längeren Führungsmittel angeordnet
ist, über den Bewegungsbereich des kürzeren Führungsmittels. Dadurch wird erreicht,
dass der Abstand der beiden Spulen während der gesamten Hubbewegung gering bleibt.
Ein möglichst geringer Abstand vereinfacht die induktive Übertragung.
[0011] Um induktiv elektrische Energie und/oder Daten zwischen der ersten und zweiten Spule
zu übertragen, ist die erste Spule vorzugweise mit einer Speiseeinrichtung verbunden,
die zur Erzeugung eines hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeldes ausgebildet
ist.
[0012] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erste Spule mit einem ersten Modulationsmittel
verbunden, das das hochfrequente elektromagnetische Wechselfeld zur Übertragung von
Daten moduliert und/oder demoduliert, und die zweite Spule ist mit einem zweiten Modulationsmittel
verbunden, das das hochfrequente elektromagnetische Signal zur Übertragung von Daten
moduliert und/oder demoduliert.
[0013] Vorzugsweise wird das hochfrequente elektromagnetische Wechselfeld zur Übertragung
von Daten des Sensors zu einer übergeordneten Steuerung mittels des zweiten Modulationsmittels
moduliert und mittels des ersten Modulationsmittels wieder demoduliert. Die Modulation
des Wechselfeldes kann dabei beispielsweise durch Feldschwächung erfolgen. Umgekehrt
ist es aber auch möglich, Daten von einer übergeordneten Steuerung zu dem Sensor zu
übertragen, indem das hochfrequente elektromagnetische Wechselfeld mittels des ersten
Modulators moduliert und mittels des zweiten Modulators demoduliert wird.
[0014] Das längere Führungsmittel kann als Stange und das kürzere Führungsmittel als die
Stange umgebende Hülse ausgebildet sein. Es besteht die Möglichkeit, die Stange ortsfest
an der Ringpinnmaschine anzuordnen und die Hülse mit der Ringbank zu verbinden. Die
Hülse wird dann beim Heben und Senken der Ringbank entlang der Stange bewegt. Alternativ
ist es möglich, die Hülse ortsfest an der Ringspinnmaschine anzuordnen und die Stange
mit der Ringbank zu verbinden. Beim Heben und Senken der Ringbank bewegt sich dann
die Stange in der Hülse.
[0015] Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Spule, die an der Stange
angeordnet ist, als Zylinderspule ausgebildet und konzentrisch um die Achse der Stange
angeordnet. Die Windungen der Zylinderspule können dann um die Mantelfläche der Stange
gewickelt sein. Alternativ kann die Stange auf der Mantelfläche eine spiralförmige
Nut aufweisen, in die die Windungen der Zylinderspule eingelegt sind. Bei letzterer
Ausführung ist die Spule besser geschützt vor mechanischen Einwirkungen bei der relativen
Bewegung von Stange und Hülse, und die Anordnung weist eine bessere Stabilität auf.
[0016] In beiden Fällen können die Windungen der Zylinderspule vergossen werden und die
äußere Mantelfläche der Zylinderspule kann eine Teflonbeschichtung aufweisen. Auch
auf diese Weise wird die Spule bei der relativen Bewegung von Stange und Hülse geschützt.
[0017] Vorteilhafterweise ist die Spule, die an der Hülse angeordnet ist, konzentrisch um
die Zylinderspule angeordnet, die an der Stange angeordnet ist. Diese Anordnung ermöglicht
eine optimale induktive Kopplung zwischen den beiden Spulen.
[0018] Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben eines Sensors zur Über
wachung eines Fadens. Der Sensor ist der Arbeitsstelle einer Ringspinnmaschine zugeordnet
und an einer bewegten Ringbank angeordnet. Eine Führungseinrichtung weist zum Heben
und Senken der Ringbank ein erstes und ein zweites Führungsmittel auf. Das erste Führungsmittel
ist ortsfest an der Ringspinnmaschine angeordnet und das zweite Führungsmittel ist
mit der Ringbank verbunden und bewegt sich beim Heben und Senken der Ringbank relativ
zum ersten Führungsmittel. Erfindungsgemäß werden zwischen einer an dem ersten Führungsmittel
angeordneten ersten Spule und einer an dem zweiten Führungsmittel angeordneten zweiten
Spule, die mit dem Sensor verbunden ist, induktiv elektrische Energie und/oder Daten
übertragen. Dazu erzeugt die erste Spule vorzugsweise ein hochfrequentes elektromagnetisches
Wechselfeld.
[0019] Das hochfrequente elektromagnetische Wechselfeld kann den Sensor über die zweite
Spule mit elektrischer Energie versorgen. Zur Übertragung von Daten vom oder zum Sensor
kann das hochfrequente elektromagnetische Wechselfeld moduliert werden.
[0020] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
[0021] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ringspinnmaschine;
- Fig. 2
- eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ringspinnmaschine;
- Fig. 3
- eine Anordnung der Windungen einer Spule an einer Stange;
- Fig. 4
- eine alternative Anordnung der Windungen einer Spule an einer Stange;
- Fig. 5
- einen Aufbau von elektrischen Komponenten zur induktiven Übertragung von elektrischer
Energie und Daten.
[0022] Die Fig. 1 zeigt von der erfindungsgemäßen Ringspinnmaschine nur die Ringbank 1 mit
ihrer Führungseinrichtung. Die Darstellung zeigt in Seitenansicht eine Arbeitsstelle
31 der Ringspinnmaschine, wobei von der Arbeitsstelle nur der auf der Ringbank 1 angeordnete
Spinnring 3 mit dem Ringläufer 2 zu sehen ist. Dem Ringläufer 2 ist ein Sensor 4 zugeordnet,
der die Bewegung des Ringläufers 2 erfasst und damit den ordnungsgemäßen Fadenlauf
detektiert. Die Ringbank 1 wird während des Spinnprozesses in bekannter Weise auf
und ab bewegt. Dazu ist die Ringbank 1 mit einer Hülse 6 verbunden. Die Hülse 6 bewegt
sich über die Gleitlager 9 entlang der Stange 5. Die Stange 5 ist ortsfest an der
Ringspinnmaschine angeordnet.
[0023] Zur Versorgung des Sensors 4 mit elektrischer Energie und zur Übertragung von Daten
sind die Spulen 7 und 8 vorhanden. Die Spule 7 ist an der Stange 5 angeordnet und
die Spule 8 ist an der Hülse 6 angeordnet. Die Spule 7 ist als Zylinderspule ausgebildet
und konzentrisch um die Achse 18 der Stange 5.
[0024] Die Figuren 3 und 4 zeigen im Detail, wie die Windungen 19 der Spule 7 auf der Mantelfläche
24 der Stange 5 angeordnet sind. Fig. 3 zeigt eine Ausführung, bei der die Windungen
19 der Spule 7 um die Mantelfläche 24 der Stange 5 gewickelt sind. Auf dem Verguss
23, mit dem die Spule 7 vergossen ist, ist eine Teflonbeschichtung 21 aufgebracht.
Die Teflonbeschichtung 21 befindet sich damit auf der äußeren Mantelfläche der Spule
7. Bei der alternativen Ausführung der Fig. 4 weist die Mantelfläche 24 der Stange
5 eine spiralförmige Nut 22 auf, in die die Windungen 19 der Spule 7 eingelegt sind.
Die Spule 7 wird dann ebenfalls mit dem Verguss 23 überzogen und mit einer Teflonbeschichtung
21 versehen.
[0025] Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Windungen 20 der Spule 8 an der Hülse 6 angeordnet.
Die Windungen 20 sind konzentrisch um die Spule 8 gewickelt. Die Spule 7 der Stange
5 erstreckt sich über den gesamten Hubbereich der Hülse 6. So ist immer eine ausreichende
induktive Kopplung zwischen Spule 7 und der Spule 8 gewährleistet.
[0026] Die Fig. 5 zeigt schematisch die Funktionsweise der induktiven Energie- und Datenübertragung.
Die Spule 7, die an der ortsfesten Stange 5 angeordnet ist, ist mit einer Spannungsversorgung
11 und mit einer übergeordneten Steuerung 10 verbunden. Die Verbindung erfolgt über
eine Schaltung 12. Die Spule 8, die an der bewegten Hülse 6 angeordnet ist, ist über
die Schaltung 13 mit dem Sensor 4 und den Sensoren 4.1, 4.2 bis 4.n der übrigen Arbeitsstellen
verbunden.
Zur Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Spule 7 und der Spule 8 weist
die Schaltung 12 eine Speiseeinrichtung 14 auf. Die Speiseeinrichtung 14 erzeugt mittels
der Energie der Spannungsversorgung 11 und der Spule 7 ein hochfrequentes elektromagnetisches
Wechselfeld. Die Energie kann über das hochfrequente elektromagnetische Wechselfeld
auf die Spule 8 übertragen werden. Die Schaltung 13 umfasst einen Wandler 17, der
die elektrische Energie in die für die Sensoren notwendige Spannung und Frequenz umwandelt.
Verzugsweise werden die Sensoren mit Gleichspannung versorgt. Zur Übertragung von
Daten zwischen der Spule 7 und der Spule 8 weist die Schaltung 12 ein Modulationsmittel
15 und die Schaltung 13 ein Modulationsmittel 16 auf. Vorzugsweise werden Messdaten
von den Sensoren 4, 4.1, 4.2 bis 4.n an die übergeordnete Steuerung 10 übermittelt.
Dazu wird das hochfrequente elektromagnetische Wechselfeld mittels des Modulationsmittels
16 moduliert. Die Daten werden dann mittels des Modulationsmittels 15 wieder demoduliert
und können an die übergeordnete Steuerung weitergeleitet werden. Es ist aber auch
möglich, Steuerdaten von der übergeordneten Steuerung 10 an die Sensoren 4, 4.1, 4.2
bis 4.n zu übermitteln. Dazu wird das hochfrequente elektromagnetische Wechselfeld
mittels des Modulationsmittels 15 moduliert und mittels des Modulationsmittels 16
wieder demoduliert.
[0027] Fig.2 zeigt eine erfindungsgemäße Ringspinnmaschine mit einem alternativen Aufbau
der Führungseinrichtung zum Heben und Senken der Ringbank 1'. Die Ringbank 1' weist
entsprechend einen Spinnring 3' mit einem Ringläufer 2' auf. Die Bewegung des Ringläufers
2' wird mittels des Sensors 4' erfasst. Die Ringbank 1' ist an der Stange 5' befestigt.
Die Hülse 6' ist ortsfest an der Ringspinnmaschine angeordnet. Die Stange 5' ist mittels
des Gleitlagers 9' gleitend in der Hülse 6' gelagert. Im Unterschied zu der Ausführung
der Fig. 1 wird hier beim Heben und Senken der Ringbank 1' die Stange 5' und nicht
die Hülse 6' bewegt. Die Stange 5' weist eine Zylinderspule 7' auf und die Hülse 6'
eine Spule 8'. Die Spulen 7' und 8' sind konzentrisch zueinander und um die Achse
der Stange 5' angeordnet. Die Längsausdehnung der Zylinderspule 7' ist dabei so bemessen,
dass sie sich über den gesamtem Bewegungsbereich der Hülse 6' erstreckt. Die ortsfeste
Spule 8' wird mit der übergeordneten Steuerung 10 und der Spannungsversorgung 11 verbunden.
Die bewegte Spule 7` wird mit dem Sensor 4' und den Sensoren der anderen Arbeitsstellen
verbunden. Die induktive Übertragung von elektrischer Energie und Daten erfolgt ansonsten
wie bereits beschrieben.
[0028] Die induktive Übertragung elektrischer Energie und Daten kann auch in Verbindung
mit anderen Führungseinrichtungen für die Ringbank erfolgen. Die Führungseinrichtungen
können beispielsweise als Profilschienen ausgebildet sein.
1. Ringspinnmaschine umfassend
eine bewegte Ringbank (1, 1'),
mindestens einen an der Ringbank (1,1') angeordneten und einer Arbeitsstelle (31)
der Ringspinnmaschine zugeordneten Sensor (4, 4') zur Überwachung eines Fadens,
eine Führungseinrichtung mit einem ersten Führungsmittel (5, 6') und einem zweiten
Führungsmittel (6, 5') zum Heben und Senken der Ringbank,
wobei das erste Führungsmittel (5, 6') ortsfest an der Ringspinnmaschine angeordnet
ist und das zweite Führungsmittel (6, 5') mit der Ringbank (1, 1') verbunden ist und
sich beim Heben und Senken der Ringbank (1, 1') relativ zum ersten Führungsmittel
(5, 6') bewegt,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem ersten Führungsmittel (5, 6') eine erste Spule (7, 8') angeordnet ist, dass
an dem zweiten Führungsmittel (6, 5') eine zweite Spule (8, 7') angeordnet ist,
dass Mittel (12,13) zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie und/oder Daten
zwischen der ersten Spule (7, 8') und der zweiten Spule (8, 7') vorhanden sind und
dass der mindestens eine Sensor (4,4') mit der zweiten Spule (8, 7`) verbunden ist.
2. Ringspinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden Führungsmittel als längeres Führungsmittel (5, 5') und das andere
der beiden Führungsmittel als kürzeres Führungsmittel (6, 6') ausgebildet ist und
dass das kürzere Führungsmittel (6, 6') zum Heben und Senken der Ringbank (1,1') relativ
zum längeren Führungsmittel (5, 5') in Richtung der Längsausdehnung des längeren Führungsmittels
(5, 5') bewegt wird.
3. Ringspinnmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Spule (7, 7'), die an dem längeren Führungsmittel (5, 5') angeordnet ist,
über den Bewegungsbereich des kürzeren Führungsmittels (6, 6') erstreckt.
4. Ringspinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spule (7, 8') zur Erzeugung eines hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeldes
mit einer Speiseeinrichtung (14) verbunden ist.
5. Ringspinnmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spule (7, 8`) mit einem ersten Modulationsmittel (15) verbunden ist, das
das hochfrequente elektromagnetische Wechselfeld zur Übertragung von Daten moduliert
und/oder demoduliert.
6. Ringspinnmaschine nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spule (8, 7') mit einem zweiten Modulationsmittel (16) verbunden ist,
das das hochfrequente elektromagnetische Signal zur Übertragung von Daten moduliert
und/ oder demoduliert.
7. Ringspinnmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das längere Führungsmittel als Stange (5, 5') und das kürzere Führungsmittel als
die Stange (5, 5') umgebende Hülse (6, 6') ausgebildet ist.
8. Ringspinnmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule, die an der Stange (5, 5') angeordnet ist, als Zylinderspule (7, 7`) ausgebildet
ist und konzentrisch um die Achse (18) der Stange (5, 5') angeordnet ist.
9. Ringspinnmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen (19) der Zylinderspule (7, 7') um die Mantelfläche (24) der Stange
(5, 5') gewickelt sind.
10. Ringspinnmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (5, 5') auf der Mantelfläche (24) eine spiralförmige Nut (22) aufweist,
in die die Windungen (19) der Zylinderspule (7, 7`) eingelegt sind.
11. Ringspinnmaschine nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen (19) der Zylinderspule (7, 7') vergossen sind und die äußere Mantelfläche
der Zylinderspule (7, 7`) eine Teflonbeschichtung (21) aufweist.
12. Ringspinnmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (8, 8') die an der Hülse (6, 6') angeordnet ist, konzentrisch um die Zylinderspule
(7, 7') angeordnet ist, die an der Stange (5, 5') angeordnet ist.
13. Verfahren zum Betreiben eines Sensors (4, 4') zur Überwachung eines Fadens, wobei
der Sensor (4, 4') der Arbeitsstelle (31) einer Ringspinnmaschine zugeordnet und an
einer bewegten Ringbank (1) angeordnet ist, eine Führungseinrichtung weist zum Heben
und Senken der Ringbank (1) ein erstes Führungsmittel (5, 6') und ein zweites Führungsmittel
(6, 5') auf, das erste Führungsmittel (5, 6') ist ortsfest an der Ringspinnmaschine
angeordnet und das zweite Führungsmittel (6, 5') ist mit der Ringbank (1) verbunden
und bewegt sich beim Heben und Senken der Ringbank (1) relativ zum ersten Führungsmittel,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen einer an dem ersten Führungsmittel (5, 6') angeordneten ersten Spule (7,
8`) und einer an dem zweiten Führungsmittel (6, 5') angeordneten zweiten Spule (8,
7'), die mit dem Sensor (4, 4`) verbunden ist, induktiv elektrische Energie und/oder
Daten übertragen werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spule (7, 8') ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das hochfrequente elektromagnetische Wechselfeld den Sensor (4, 4') über die zweite
Spule (8, 7') mit elektrischer Energie versorgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das hochfrequente elektromagnetische Wechselfeld zur Übertragung von Daten vom oder
zum Sensor (4, 4') moduliert wird.