DE9110393U1

DE9110393U1 - Vorrichtung zum Messen der Wickeldicke von Fäden

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Publication number: DE9110393U1
Application number: DE9110393U
Authority: DE
Original assignee: BENNINGER AG UZWIL ST GALLEN CH
Current assignee: BENNINGER AG UZWIL ST GALLEN CH
Priority date: 1990-08-24
Filing date: 1991-08-22
Publication date: 1991-10-10
Anticipated expiration: 2001-08-23
Also published as: CH680862A5; DE9110398U1

Description

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GBE110/15.08.91

Benninger AG, CH-924O Uzwil

Vorrichtung zum Messen der Wickeldicke von Fäden

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Wikkeldicke von Fäden, die insbesondere beim Schären auf eine Trommel aufgewickelt und mittels einer Anpresswalze mit vorbestimmbarem Druck gegen die Trommel gepresst werden. Durch "Die Schärerei und Zettlerei" Konradin-Verlag, 1944, S.43-45 ist ein Verfahren zum Schären von Spulen eines Spulengatters auf eine Konusschärmaschine bekannt, bei welchem die Fäden von den Spulen abgezogen und bandweise auf eine Schärtrommel aufgewickelt werden. Dabei wird die Schärtrommel oder ein Support für ein Fadenleitriet unter Berücksichtigung des Konuswinkels und proportional zur beim Aufwickeln anwachsenden Wickeldicke seitlich zueinander verschoben. Dazu wird der Wickel abgetastet und der Vorschubantrieb der abgetasteten Wickeldicke entsprechend beaufschlagt. Um den Vorschubantrieb dem Wickeldickenzuwachs anzupassen wird bei der Abtastung des ersten Bandes dessen Dickenzuwachs in Abhängigkeit von der Anzahl der Umdrehungen der Schärtrommel gemessen. Vor allem bei Konusschärmaschinen ist deshalb die genaue Messung des Dickenzuwachses auf der Trommel ein ausserordentlich wichtiger Verfahrensparameter.

Die Wickeldicke kann auch als Mess- oder Rückführgrösse für andere Parameter, wie z.B. Erfassung des Dickenzuwachses pro Fadenlänge, Erfassung bestimmter Mindest- oder Maximalwerte etc. wichtig sein.

Aus der DE-PS-25 10 517 ist ein Verfahren zum Schären von Fäden auf eine Schärmaschine bzw. eine Konusschärmaschine bekannt, bei welcher der Wickel von einer Fühlwalze abgetastet wird. Die Fühlwalze ist dabei als Anpresswalze ausgelegt.

Vor allem bei sehr flauschigen, dünnen oder weichen Materialien können Probleme durch die Verwendung einer Anpresswalze als Fühlerwalze auftreten. So ist z.B. die Auslenkung der Walze und die Betätigung von elektrischen Fühlern durch die Walze träge, durch Schwankungen des Anpressdrucks können Schwankungen des Messwerts entstehen und vor allem erlaubt die Messung mittels einer vorgespannten Fühlerwalze bzw. Anpresswalze kein Messen des Wickels bei variierendem Anpressdruck oder bei zurückgezogener Fühlerwalze/Anpresswalze.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Vorrichtungen zu verbessern und auf einfache Weise eine genauere, an verschiedene Materialien anpassbare und Kontrollmessungen ohne Anpresswalze ermöglichende Messung der Wickeldicke auf der Trommel zu schaffen, wie dies z.B. bei der Verarbeitung von Glas sehr erwünscht ist.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe insbesondere durch eine Vorrichtung gemäss den Ansprüchen gelöst.

Dadurch, dass die Wickeldicke im Andruckbereich der Anpresswalze berührungslos gemessen wird, lässt sich einerseits für jeden vorbestimmbaren Anpressdruck einer Anpresswalze die entsprechende Wickeldicke bestimmen. Andererseits kann auch die Anpresswalze vollständig vom Wickel zurückgezogen werden, so dass sich z.B. verschiedene Messwerte für Wickeldicken mit und ohne in Eingriff stehender Anpresswalze bestimmen lassen. Verfahren und Vorrichtung sind damit universell einsetzbar und erlauben z.B. auch die Mittelwertbildung von Messwerten mit und ohne in Eingriff stehender Anpresswalze.

Die Messung im Andruckbereich lässt sich auf verschiedene Weise und mit verschiedenen Messverfahren realisieren: z.B. ist es möglich, mittels eines Laser-Messgeräts oder eines pneumatischen oder optoelektronischen Sensors, der auf die Berührungslinie zwischen Anpresswalze und Wickel gerichtet

ist, die Entfernung zwischen Wickel und Sensor und damit die Wickeldicke zu bestimmen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine für elektromagnetische Mess-Strahlen, insbesondere Laserstrahlen "durchsichtige" Walze verwendet wird, und wenn die Mess-Strahlen durch die Walze hindurch auf deren Anpressbereich am Wickel gerichtet sind. Für die Mess-Strahlen "durchsichtig" machen lässt sich die Anpresswalze besonders einfach, wenn sie entweder mit Durchbrüchen versehen ist, oder wenn sie aus einem strahlendurchlässigen Material, insbesondere aus Kunststoff gefertigt ist. Alternativ ist es auch denkbar, zwei oder mehr Teilwalzen anzuordnen und im Bereich zwischen den Walzen, der noch zum Anpressbereich zählt, zu messen.

Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Schärmaschine mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung,

Fig. 2 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäss Figur 1,

Fig. 3 und 4

abgewandelte Ausführungsbeispiele mit unter schiedlichen Messanordnungen,

Fig. 5 und 5a

die schematische Darstellung eines Ausführungs beispieles mit einer Anpresswalze mit einer Durchbrechung,

Fig. 6 und 6a

ein Ausführungsbeispiel mit zwei nebeneinander angeordneten Anpresswalzen.

Gemäss Figur 1 werden von einem nicht dargestellten Spulengatter abgezogene Fäden 1 durch ein Kreuzriet 2 und ein Schärriet 3 geführt und über eine Anpresswalze 4 einer Schärtrommel 5 zugeführt, auf welche sie aufgewickelt werden. Kreuzriet 2 und Schärriet 3 sowie Anpresswalze 4 sind in bekannter Weise auf einem Schärschlitten 6 angeordnet, der durch eine schematisch dargestellte Längsspindel 7 in bekannter Weise parallel zur Schärtrommel 5 verschoben werden kann. Der Schärschlitten 6 ist ausserdem durch eine nicht dargestellte Querspindel in bekannter Weise mittels eines Motors in Y-Richtung auf die Schärtrommel 5 zu bzw. von der Schärtrommel 5 weg fahrbar.

Die Anpresswalze 4 wird durch eine nicht näher dargestellte Halterung gegen die Schärtrommel 5 bzw. die Oberfläche des Wickels 9 gepresst.

Die Anpresswalze 4 ist beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 1 aus einem für Laserstrahlen durchlässigen Kunststoffmaterial, z.B. einem Acrylglas hergestellt. An einer Halterung 10, die am Schärschlitten 6 befestigt ist, befindet sich ein Laser-Abstandsmessgerät, das einen Laser-Mess-Strahl durch die Anpresswalze 4 hindurch auf die Oberfläche des Wickels 9 sendet. Auf diese Weise wird der Abstand der Oberfläche des Wickels 9 zum Laser-Messgerät 11 gemessen. Da die Relativlage des Schärschlittens 6 zur Schärtrommel 5 in bekannter Weise durch Positionsmelder erfasst werden kann, lässt sich durch die vom Laser-Messgerät 11 gelieferten Abstandssignale pro Umdrehung oder Teilumdrehung exakt die jeweilige Dicke des Wickels 9 bestimmen.

Selbstverständlich ist es nicht erforderlich, dass die Anpresswalze 4 vollständig aus einem für Laserstrahlen durchlässigen Material gefertigt ist. Es genügt z.B. wenn ein Abschnitt der Anpresswalze aus einem solchen Material besteht, oder wenn sie "Fenster" aufweist, durch welche kon-

stant oder in Intervallen welche durch die Rotation bestimmt werden, der Mess-Strahl hindurch auf die Oberfläche des Wickels 9 dringen kann.

Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem zusätzlich zur Anpresswalze 4 eine Umlenkwalze 12 vorgesehen ist. Statt des Laser-Messgeräts 11 gemäss Figur 1 ist beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 2 ein Infrarot-Entfernungsmessgerät 11a vorgesehen. Die Anpresswalze 4 ist deshalb aus einem durchsichtigen Kunststoffmaterial gefertigt, durch welches die Infrarot-Strahlen hindurch auf die Oberfläche des Wickels dringen können, um den Abstand der Wickeloberfläche zum Infrarot-Messgerät 11a zu messen. Wie in Figur 2 schematisch dargestellt ist, kann die Anpresswalze 4 aus einer ersten Position I in eine zweite Position II (gestrichelt dargestellt) verschwenkt werden. Nach dem Verschwenken der zweiten Anpresswalze 4 in die Ruheposition II lässt sich die Wickeldicke mittels des Infrarot-Messgeräts 11a in unbelastetem Zustand messen. Auf diese Weise können z.B. während eines Aufwickelvorgangs zwei verschiedene Messwerte für die Wickeldicke ermittelt werden: einmal ein Belastungswert mit angepresster Anpresswalze 4 und einmal ein unbelasteter Wert, wenn die Anpresswalze 4 in die Ruheposition II geschwenkt ist. Vor allem bei flauschigen oder besonders weichen Materialien können die beiden Messwerte einen nützlichen Hinweis auf die Wicklungsdichte und die Kompaktheit des Wickels 9 geben. Bei besonders empfindlichen Materialien,&zgr;.B. Glas ist es auch denkbar, überhaupt ohne Anpresswalze 4 nur mittels der Messeinrichtung 11a direkt die jeweilige Wickeldicke zu messen oder zu überwachen.

Wie aus Fig.l und 2 ersichtlich ist, wird der Laserstrahl durch die Walze 4 hindurch auf den im Anpressbereich der Walze 4 verdichteten Wickel 9 gerichtet. Das Lasermessgerät 11, der Drehpunkt der Anpresswalze 4 und der Mittelpunkt der Schärtrommel 5 liegen etwa auf einer horizontalen Linie

Durch diese Anordnung auf der Linie 13 ergibt sich, dass jeder Dickenzuwachs des Wickels 9 unmittelbar und ohne trigonometrische Umrechnung in ein Verstellsignal zur ebenfalls radial-horizontalen Verstellung des Schärschlittens 6 in Y-Richtung umgewandelt werden kann.

Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem zwei in Laufrichtung der Fäden 1 hintereinander angeordnete Anpresswalzen 4a und 4b vorgesehen sind. Ersichtlicherweise wird die Oberfläche des Wickels 9 durch beide Walzen 4a, 4b komprimiert, so dass sich der Anpressbereich auch zwischen den beiden Walzen 4a, 4b befindet. Ein Ultraschall-Messgerät 14 ist auf den engen Spalt zwischen den beiden Anpresswalzen 4a, 4b gerichtet und misst den Abstand der Oberfläche des Wickels 9 in diesem Bereich. Vor allem bei flauschiger oder weicher Ware bzw. bei lockerer Wicklung lässt sich auf diese Weise der Dickenzuwachs des Wickels 9 einfach erfassen. Selbstverständlich ist es auch bei dieser Ausführungsform möglich, die Anpresswalzen 4a, 4b wegzuschwenken, den Wickel 9 dadurch zu entlasten und somit auch die Wickeldicke im unbelasteten Zustand zu ermitteln. Es kann auch vorteilhaft sein, die Umlenkwalze 12 gemäss Fig. 2 als eine der Anpresswalzen 4a oder 4b einzusetzen.

Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem ein Lasermessgerät 11 schräg in den Spalt zwischen Wickel 9 und zweiter Anpresswalze 4 gerichtet ist.

Gemäss Figur 5 und 5a ist eine Anpresswalze 4c in der Mitte mit einer Bohrung 15 versehen, durch welche der Strahl eines Lasermessgeräts 11 auf die Oberfläche des Wickels 9a fallen kann. Bei jeder vollen Umdrehung der Anpresswalze 4c fluchtet die Bohrung 15 zweimal mit dem Strahlengang des Lasermessgeräts 11, so dass sich in diesen Intervallen zuverlässige Abstands-Messwerte ermitteln lassen.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 6 wird der Wickel 9 durch zwei Anpresswalzen 4d, 4e beaufschlagt. Die Anpresswalzen 4d, 4e sind axial fluchtend nebeneinander angeordnet. Die beiden Walzen 4d, 4e sind durch einen schräg verlaufenden Spalt voneinander getrennt, durch welchen der Mess-Strahl eines Lasermessgerats 11 auf die Oberfläche des Wickels 9 fallen kann. Bei der Rotation der Anpresswalzen 4d, 4e verlagert sich der Spalt 16, wie in Figur 6a durch den Pfeil X angedeutet. Dabei kommt der Spalt 16 einmal während jeder Umdrehung mit dem Mess-Strahl des Lasermessgerats 11 zum Fluchten, wobei sich ein ableitbarer Messwert ergibt. Durch die schräge Anordnung des Spalts 16 und die dadurch bewirkte Verlagerung wird gewährleistet, dass der Wickel 9 nicht im Spaltbereich geringer belastet wird, als im übrigen Anpressbereich der Anpresswalzen 4e, 4d. Vielmehr "wandert" der Spalt in Richtung der Pfeile X hin und her, so dass die Oberfläche des Wickels 9 an jeden Punkt immer nur kurzzeitig etwas vom Anpressdruck entlastet wird.

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Messen der Wickeldicke von Fäden (I)/ die insbesondere beim Schären auf eine Trommel (5) aufgewikkelt und mittels wenigstens einer Anpresswalze (4, 4a bis 4d) mit vorbestimmbarem Druck gegen die Trommel (5) gepresst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresswalze (4c) mit wenigstens einem Durchbruch (15) versehen ist, und dass eine berührungslose Messeinrichtung (11) vorgesehen und auf den Durchbruch bzw. die unter dem Durchbruch liegende Oberfläche des Wickels (9) gerichtet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresswalze (4) und die Messeinrichtung (11) relativ zueinander und relativ zur Trommel (5) so angeordnet sind, dass sie etwa fluchtend auf einer Linie (13) liegen, die etwa durch das Zentrum von Trommel (5) und Anpresswalze (4) verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresswalze (4) und die Messeinrichtung (11) fluchtend auf einer horizontal verlaufenden Linie (13) angeordnet sind, die etwa durch das Zentrum von Trommel (5) und Anpresswalze (4) verläuft.