DE8900167U1 - Device for measuring thread tension on textile machines - Google Patents

Device for measuring thread tension on textile machines

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Description

VORRICHTUNG ZUM MESSQI DER FNJEdSPNiNUNG NU TEXTIUASCHINEMDEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF A TEXTILE MACHINE BBSCSStEIBDNGBBSCSStEIBDNG

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtimg zum Messen der Fadenspannung an Textilmaschinen mit einem in die Bewegungsbahn des gespannten Fadens einragenden Aufnahmeelement, das einen elektronischen Meßvorganq auslöst.The invention relates to a device for measuring the thread tension on textile machines with a receiving element that extends into the path of movement of the tensioned thread and triggers an electronic measuring process.

In der Textilindustrie ist bei vielen Verfahren — beispielsweise beim Spinnen, Umspulen, Garnreinigen — die Fadenspannung ein wichtiger Parameter; wird der Faden zu stark beansprucht, reißt er. Anderseits ist in vielen Prozessen eine bestimmte Fadenspannung erford::rl.ich, um die notwendige Betriebssicherheit zu gewährleisten; beispielsweise kann die Produktion beim Spulen gesteigert werden, wenn man die Fadenspannungen nahe der Reißgrenze des Fadens fährt. Dazu muß die Fadenspannung gemessen werden.In the textile industry, thread tension is an important parameter in many processes - for example, spinning, rewinding, yarn cleaning - if the thread is subjected to too much stress, it breaks. On the other hand, a certain thread tension is required in many processes in order to ensure the necessary operational reliability; for example, production during winding can be increased if the thread tension is kept close to the thread's breaking point. To do this, the thread tension must be measured.

Zum Messen der Fadenspannung sind mehrere Fadenspannungsmesser bekannt, bei denen üblichervreise ein mechanisches Element durch den Faden deformiert wird. Diese Deformation wird gemessen, was meistens mittels Dehnungsmeßbrücken durchgeführt wird. Der Machteil auf dem Markt befindlicher Fadenspannungsmesser liegt u.a. darin, daß der FrequenzlDereich der Messungen zu tief liegt und in der Regel kaum größer ist als 20 Hz. Für bestimmte Anwendungen aoer benötigt man einen wesentlich größeren Frequenzbereich bis zu 10 kHz. Als weiterer Nachteil der Deformationsmethode und der Auswertung durch Dehnungsmeßstreifen ist anzusehen, daß die Meßsignale in der Größenordnung von mV liegen. Diese Signale sind sehr störanfällig.There are several thread tension meters known for measuring thread tension, in which a mechanical element is usually deformed by the thread. This deformation is measured, which is usually done using strain gauge bridges. One of the disadvantages of thread tension meters on the market is that the frequency range of the measurements is too low and is usually barely greater than 20 Hz. However, for certain applications, a much larger frequency range of up to 10 kHz is required. Another disadvantage of the deformation method and the evaluation using strain gauges is that the measurement signals are in the order of magnitude of mV. These signals are very susceptible to interference.

Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, für das Messen der Fadenspannung an Textilmaschinen eine Meß- und Anzeigeeinrichtung zu schaffen, die in einem möglichst großen Frequenzbereich arbeitet, vor allem die Grenzfrequenz einer Fadenspannungsmessung erhöht und die Störanfälligkeit solcher Messungen reduziert. Außerdem sollen die einzelnen iteßsignale deutlich unterscheidbar sein.In view of these circumstances, the inventor has set himself the goal of creating a measuring and display device for measuring the thread tension on textile machines that works in the largest possible frequency range, in particular increasing the limit frequency of a thread tension measurement and reducing the susceptibility to interference of such measurements. In addition, the individual measurement signals should be clearly distinguishable.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß \wenigstens ein die Bewegungsbahn des Fadens bestimmender Gleitkörper mit einem magnetoelastischen Sensor als Aufnahmaelement verbunden und dieser Teil einer Auswertschaltung ist. Mit einem derartigen Kraftsensor wird die Grenzfrequenz des mit magnetoelastischem Effekt arbeitenden Fadenspannungsmessers aufgabengemäß v/esentlich erhöht und die Störempfindlichkeit reduziert.This problem is solved by connecting at least one sliding body which determines the path of movement of the thread to a magnetoelastic sensor as a receiving element and by making this part of an evaluation circuit. With such a force sensor, the limit frequency of the thread tension meter which operates with a magnetoelastic effect is increased considerably and the sensitivity to interference is reduced.

Nach einem v/eiteren ü-terkmal der Erfindung liegt der gespannte Faden der Oberflache jenes Gleitkörpers an, welch letzterer bewegbar gelagert und mit einem magnetoelastischen Element in einer Spule verbunden ist; d^r Faden wird über das Gleitelement — aus Gründan der Abnutzung bevorzugt aus Keramik — geführt, aufgrund der Fadengoometrie wird eine Komponente der Kraft gemessen; die Kraft auf das magnetoelastische Material bewirkt eine Änderung der magnetischen Eigenschaften und damit ein Signal.According to a further aspect of the invention, the taut thread rests against the surface of the sliding body, which is movably mounted and connected to a magnetoelastic element in a coil; the thread is guided over the sliding element - preferably made of ceramic for reasons of wear - and a component of the force is measured based on the geometry of the thread; the force on the magnetoelastic material causes a change in the magnetic properties and thus a signal.

Der magnetoelastisch» Sensor bzw. dessen Spule ist erfindungsgemäß an einen Oszillator angeschlossen, der den Sensor mit dem Sign&l versieht; dessen Amplitude wird — wie gesagt — infolge der Kraft moduliert. Das Ausgangsmaterial des Sensors wird zur Harmonisierung gefiltert, dann erst gleichgerichtet und einelf Anzeige zugeführt.According to the invention, the magnetoelastic sensor or its coil is connected to an oscillator which provides the sensor with the signal; the amplitude of which is - as mentioned - modulated as a result of the force. The sensor's source material is filtered for harmonization, then rectified and fed to a display.

Bezüglich v/eiterer Merkmale wird auf die Unteransprüche Bezug genommen.For further features, reference is made to the dependent claims.

Von besonderer Bedeutunq ist die Ausbildung des Gleitkörper?;, der beispielsweise als cniaderartiger Block mit gerundeter Gleitfläche ausgebildet ist oder als Rollo, die drehbar an dem maqnnfoolnrstischen Element lagert.Of particular importance is the design of the sliding body, which is designed, for example, as a wedge-like block with a rounded sliding surface or as a roller blind that is rotatably mounted on the mechanical element.

nine weitere Ausführung des Gleitkörpers wendet diesen mit einem teilkreisfönnigen Querschnitt an, dem in seitlichem Abstand ein weiterer Gleitkörper so gegenüberliegt, daß beide Gleitflächen eine i]-fömige Bewogungsbahn des Fadens bestimmen, dessen auflaufendes Trum parallel zun ablaufenden Trim verläuft.A further design of the sliding body uses this with a part-circular cross-section, opposite which another sliding body is located at a lateral distance in such a way that both sliding surfaces determine an i-shaped movement path of the thread, the incoming strand of which runs parallel to the outgoing trim.

our "instellung und Anpassung der Gleitkomerpaarung ist wenigstens einer der Gleitkörper in Fadenlaufrichtung und/oder quer dazu lageveränderlich. During the adjustment and adaptation of the sliding body pairing, at least one of the sliding bodies can be changed in the direction of thread travel and/or transversely to it.

• · · · «ti• · · · «ti

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter AusführungBl^eispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt jeweils in schematischer ski7.7.a inFurther advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred embodiments and from the drawings, which show in schematic form ski7. 7.a in

Fig. 1: einen Faden an eirer Fadenspannungs-Meßvorrichtung; Fig. 1: a thread on a thread tension measuring device;

Fig. 2, 3: andere Fadenspannungs-Meßvorrichtungen;Fig. 2, 3: other thread tension measuring devices;

Fig. 4: eine der Meßvorrichtung zugeordnete Auswertungseinrichtung; Fig. 4: an evaluation device associated with the measuring device;

Fig. 5: eine weitere Auswertungseinrichtung.Fig. 5: another evaluation device.

Ein Faden 10, der an einer aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigten Spulmaschine oder einer anderen Textilmaschine vorgesehen ist, liegt zum flessen seiner Fadenspannung einem in Richtung des Pfeiles P in Fig. 1 gegen den Faden 10 drückenden Gleitkörper einer Fadenspannungs-t-teßvorrichtung 12 an.A thread 10, which is provided on a winding machine (not shown for reasons of clarity) or another textile machine, rests on a sliding body of a thread tension measuring device 12, which presses against the thread 10 in the direction of the arrow P in Fig. 1, in order to control its thread tension.

Der Gleitkörner besteht in Fig. 1 aus einem mit teilzylindrisch gewölbter Oberfläche 14 ausgestatteten vierkstoffbiock IG oder gemäß Fig. 2 aus einer Rolle 18; als Werkstoff für den Gleitkörper 16, 18 dient zur Abnutzungsminderung vor allem Keramik. An den Gleitkörper 16, 18 schließt ein Formkörper 20 aus magnetoelastischem Material an, welches als Kern innerhalb einer Spule 22 gelagert und dann in Abhängigkeit von der Komponente K1 der Fadenspannung bewegbar ist; aufgrund der Fadengeometrie und dank der Paarung Kern 20 /Spule 22 wird diese in der Achse A des Kerns 20 verlaufenden Komponente K. gemessen, wobei die Meßgeometrie konstant bleiben muß.The sliding body in Fig. 1 consists of a four-component block IG with a partially cylindrical curved surface 14 or, according to Fig. 2, of a roller 18; the material for the sliding body 16, 18 is mainly ceramic to reduce wear. The sliding body 16, 18 is followed by a molded body 20 made of magnetoelastic material, which is mounted as a core within a coil 22 and can then be moved depending on the component K 1 of the thread tension; due to the thread geometry and thanks to the core 20/coil 22 pairing, this component K running along the axis A of the core 20 is measured, whereby the measuring geometry must remain constant.

• · IM· IN

Heim AusfUhrungsbeispiel der Fig. 3 läuft der gespannte Faden 10 auf den Oberflächen 14 zweier Gleitkörpern IG3, 16b, die zueinander um ein .".aß i höhen- sowie um ein Maß &eegr; seitenversetzt zueinander ruhen. Die querschnittlich jeweils etwa eine Viertelkreiskontur beschreibenden Oberflächen 14 bestimnen eine nahezu S-förmige Führungsbahn, beidends deren die Fadenabschnitte zueinander parallel laufen. Jene Führungsbahn ist durch die Veränderbarkeit der Maße i, &eegr; unterschiedlich einstellbar, wozu es genügt, einen der beiden Gleitkörper 16a,In the embodiment of Fig. 3, the tensioned thread 10 runs on the surfaces 14 of two sliding bodies IG 3 , 16 b , which are offset from one another by a dimension i in height and a dimension η. The surfaces 14, each of which describes a quarter-circle contour in cross-section, determine an almost S-shaped guideway, at both ends of which the thread sections run parallel to one another. This guideway can be adjusted in different ways by changing the dimensions i, η, for which it is sufficient to move one of the two sliding bodies 16 a ,

16, zumindest in einer e'er angedeuteten Pfeilrichtungen der Fig. 3 b16, at least in one of the arrow directions indicated in Fig. 3 b

beweglich zu lagern.to be stored flexibly.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 werden die Kraftkomponenten K1 und K? gemessen.In the embodiment of Fig. 3, the force components K 1 and K ? are measured.

Nicht dargestellt sind in der Zeichnung die Führungselemente für die Gleitkörper 16 , 16, , welche deren ungehinderte Lageverschiebung gewährleisten.Not shown in the drawing are the guide elements for the sliding bodies 16 , 16 , which ensure their unhindered positional displacement.

Zur Auswertung benutzt man die Veränderung des Signals, das von dem — aus Kern 20 und Spule 22 bestehenden — magnetoelastischen Sensor 24 ausgeht; die Kraft &Kgr;&khgr;, K2 auf das magnetoelastische Material 20 bewirkt eine Änderung der magnetischen Eigenschaften.The change in the signal emitted by the magnetoelastic sensor 24, consisting of core 20 and coil 22, is used for evaluation; the force &Kgr;&khgr; , K 2 on the magnetoelastic material 20 causes a change in the magnetic properties.

Bei der Auswertungseinheit 30 der Fig. 4 ist die Spule 22 zwischen einsn Oszillator 32 und einen Widerstand 34 angeordnet. Letzterer liegt zwischen Zweigleitungen 33, 35 eines Verstärkers 36, dem ein Filter 33 folgt. Der Oszillator 32 speist &en Sensor 24 mit einem Signal, dessen Amplitude sich in bereits beschriebener Weise kraftabhängig ändert. Das Ausgangssignal des Sensors 24 wird zur Harmonisierung gefiltert.In the evaluation unit 30 of Fig. 4, the coil 22 is arranged between an oscillator 32 and a resistor 34. The latter is located between branch lines 33, 35 of an amplifier 36, which is followed by a filter 33. The oscillator 32 feeds the sensor 24 with a signal whose amplitude changes as a function of the force in the manner already described. The output signal of the sensor 24 is filtered for harmonization.

Das Filter 38 ist mittels Wechselsoannungsausgängen 39, 40 an einen Gleichrichter 42 angr -^hlosson, dessen gleichgerichteter Ausgang 43 zur Auswertung führt.The filter 38 is connected by means of alternating voltage outputs 39, 40 to a rectifier 42, the rectified output 43 of which leads to the evaluation.

Jn Fig. 5 ist eine der Spule 22 des Sensors 24 in Abstand gegenüberliegende und mit den Verstärker 2, 6 verbundene GegenspuleIn Fig. 5, a counter coil is located at a distance from the coil 22 of the sensor 24 and connected to the amplifiers 2, 6

mit 22 bezeichnet,
adesignated 22,
a

Claims (1)

1. Vorrichtung zum Messen der Fadenspannung an Textilmaschinen mit einem in die Bewegung^bahn des gespannten Fadens einragenden Auf nahmeelenient, das einen elektrischen Meßvorgang auslöst,1. Device for measuring the thread tension on textile machines with a receiving element which extends into the path of movement of the tensioned thread and which triggers an electrical measuring process, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß wenigstens ein die Bewegungsbahn des Fadens (10) bestimmender Gleitkörper (16, 18) mit einem magnetoelastischen Sensor (24) als Aufnahmeelement verbunden und dieser Teil eine Auswertschaltung ist.that at least one sliding body (16, 18) determining the movement path of the thread (10) is connected to a magnetoelastic sensor (24) as a receiving element and this part is an evaluation circuit. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der cresnannte Faden (10) der Oberfläche (14) der/des Gleitkörper/s (16, 18) anliegt und der bewegbar gelagerte Gleitkörper mit einem magnetoelastischen Element (20) in einer Spule (22) verbunden ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the so-called thread (10) rests against the surface (14) of the sliding body(s) (16, 18) and the movably mounted sliding body is connected to a magnetoelastic element (20) in a coil (22). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der magnotoelastische Sensor (24) bzw. dessen Spule (22) an einen Oszillator (32) angeschlossen ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetoelastic sensor (24) or its coil (22) is connected to an oscillator (32). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Spule (22) und Oszillator (32) unter Zwischenschaltung eines Widerstandes (34) an einen Verstärker (36) angeschlossen sind.4. Device according to claim 3, characterized in that the coil (22) and oscillator (32) are connected to an amplifier (36) with the interposition of a resistor (34). Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Kern (20) durchsetzten Spule (2
Verstärkers (36) gegenüberliegt.Device according to claim 3, characterized in that the coil (2) penetrated by the core (20)
amplifier (36). Kern (20) durchsetzten Spule (22) eine Gegenspuln (22 ) einesCore (20) penetrated coil (22) a counter coil (22 ) of a ANSPRÜCHE ICLAIMS I 6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Schaltkreis der Spule (22 oder 22q) , insbesondere nach dem Verstärker (36), ein Filter (38) angeordnet ist.6. Device according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that a filter (38) is arranged in the circuit of the coil (22 or 22 q ), in particular after the amplifier (36). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Wechselstromausgänge (39, 40) des Schaltkreises der Spule (22 oder 22J, insbesondere des Filters (38), mit einem Gleichrichter (42) verbunden sind.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that alternating current outputs (39, 40) of the circuit of the coil (22 or 22J, in particular of the filter (38)) are connected to a rectifier (42). 8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper als quaderartiger Block (16) mit gerundeter Gleitfläche (14) ausgebildet ist.8. Device according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the sliding body is designed as a cuboid-like block (16) with a rounded sliding surface (14). 9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (16g) von teilkreisförmigem Querschnitt ist, dem in seitlichem Abstand (i, n) ein weiterer Gleitkörper (16b) so gegenüberliegt, daß beide Gleitflächen (14) eine S-förmige Bewegungsbahn des Fadens (10) bestimmen.9. Device according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the sliding body (16 g ) has a partially circular cross-section, opposite which a further sliding body (16 b ) is located at a lateral distance (i, n) such that both sliding surfaces (14) determine an S-shaped movement path of the thread (10). 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Gleitkörper (16g, 16b) in Fadenlaufrichtig und/ oder quer dazu (K1, K2) lageveränderlich ist.10. Device according to claim 9, characterized in that at least one sliding body (16 g , 16 b ) is positionally variable in the direction of the thread and/or transversely thereto (K 1 , K 2 ). 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß aie Fadenlaufrichtungen beidends der S-förmigen Bewegungsbahn parallel angeordnet sind.11. Device according to claim 9 or 10, characterized in that the thread running directions are arranged parallel at both ends of the S-shaped movement path. 12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper eine Rolle (18) sowie drehbar an dem magnetoelastischen Element (20) angebracht ist.12. Device according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the sliding body is a roller (18) and is rotatably attached to the magnetoelastic element (20). 13, Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (16, 18) aus einem abriebarmen Werkstoff besteht.13, Device according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that the sliding body (16, 18) consists of a low-abrasion material. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (16, 18) zumindest im Bereich der Gleitfläche (14) aus Xeramikmaterial besteht.14. Device according to claim 13, characterized in that the sliding body (16, 18) consists of xeramik material at least in the region of the sliding surface (14).
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