EP0608001B1

EP0608001B1 - Ring spinning machine with a yarn tension sensor and use of a yarn tension sensor to control a ring spinning machine

Info

Publication number: EP0608001B1
Application number: EP94102738A
Authority: EP
Inventors: Peter Anderegg; Peter Oehy
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 1989-12-22
Filing date: 1990-12-21
Publication date: 1999-07-28
Anticipated expiration: 2010-12-21
Also published as: JPH06229855A; CS643490A2; DE59008432D1; EP0436204A1; US5164710A; EP0436204B1; DE3942685A1; EP0608001A1; DE59010879D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ringspinnmaschine mit einem Fadenspannungssensor, sowie die Anwendung eines Fadenspannungssensors zur Steuerung einer Ringspinnmaschine.The present invention relates to a ring spinning machine a thread tension sensor, as well as the application of a Thread tension sensor for controlling a ring spinning machine.

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.It is the aspiration in the textile machinery industry that Monitor production on every spindle of a spinning machine to be able to. Has a thread break at a spinning position Loss of production and wage labor and can result in in certain cases also damage to the machine to lead. The main causes of thread breaks are for example, thin spots in the yarn, poorly maintained parts in the yarn formation process or incorrect setting of the Spinning machine.

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 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.Known thread monitoring devices register under other parameters such as the ballooning of the thread or the Speed of the rotor in a ring spinning machine, the changes over time in the thread thickness of the running thread or the cross section of the thread. Because of the high Such devices, however, will only incur manufacturing costs few machines used. The DE OS 29 19 836 discloses a thread break sensor which consists of a piezoelectric element that is on one part the thread guide is attached and its output signal to Finding a thread break is processed further.

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).By touching the thread guide with the spun threads occur at this high-frequency vibrations with mechanical vibrations of the ring spinning machine are mixed are. As can be read in DE-OS 29 19 836, is the frequency of the mechanical vibrations is about 1 kHz, while the thread guide vibrates at around 15 kHz. This the latter vibrations are in DE-OS 29 19 836 Finding broken threads evaluated in such a way that the natural vibrations compared to the mechanical ones Vibrations discriminated. More specifically, the two are Connection lines of the piezoelectric element with a Bandpass filter connected, which is the natural vibration component in the output signals of the piezoelectric element picks up, i.e. lets through. This natural vibration component is then amplified to a specific one Increased value. A rectifier filter converts the AC signals to DC signals. With A voltage comparator becomes a voltage range in which normal operation is guaranteed, and on The output of the comparator has a corresponding logic Output signal on (DE-OS 29 19 836, p. 10, lines 29 to p. 11, e.g. 6).

Der Fadensensor aus der DE-OS 29 19 836 ist aber nur in der Lage, Fadenbrüche festzustellen, nicht jedoch die Fadenspannung zu messen. The thread sensor from DE-OS 29 19 836 is only in the Able to determine thread breaks, but not the Measure thread tension.

Aus der nachveröffentlichten EP-A-0 368 608 ist eine Ringspinnmaschine bekannt, bei der die Ringbahn, auf der der Läufer die Spindel umläuft, gegenüber der feststehenden Ringbank über einen Ringmotor antreibbar ist. Durch die Antreibbarkeit der Ringbahn wird erreicht, daß die Relativgeschwindigkeit zwischen der sich drehenden Spindel und der sich gleichläufig dazu drehenden Ringbahn einstellbar und insbesondere verringerbar ist, wodurch die Relativgeschwindigkeit zwischen Spindel und Läufer in bestimmten Betriebszuständen reduziert werden kann, so daß das Fadenbruchrisiko Verringert wird.From the post-published EP-A-0 368 608 is a ring spinning machine known, at which the ring railway, on which the Runner revolves around the spindle, opposite the fixed one Ring bank can be driven via a ring motor. Due to the driveability the ring track is achieved that the relative speed between the rotating spindle and the rotating ring track adjustable and in particular can be reduced, thereby reducing the relative speed between spindle and rotor in certain operating states can be reduced so that the thread breakage risk Is decreased.

Zum einen wird durch die Steuerung der Ringbahndrehzahl ein schnelleres Anfahren der Spindeln nach einem stufenweisen Ablaufprogramm und zum anderen eine insgesamt höhere Betriebsgeschwindigkeit der Spindeln ermöglicht, da die in diesen Betriebszuständen auftretenden erhöhten Fadenbelastungen durch die verringerte Relativgeschwindigkeit zwischen Spindel und Läufer reduziert werden können. Die jeweilige Fadenbelastung wird dabei durch einen Fadenspannungssensor ermittelt, wobei für jedes Garnmaterial eine bestimmte, gewünschte Fadenspannung gewählt wird, welche während des gesamten Spinnvorgangs eingehalten werden soll.On the one hand, by controlling the ring speed faster starting of the spindles after a gradual Sequence program and secondly an overall higher operating speed of the spindles, because the in increased thread loads occurring in these operating conditions due to the reduced relative speed between Spindle and rotor can be reduced. The respective Thread loading is carried out by a thread tension sensor determined, with one for each yarn material certain, desired thread tension is selected, which should be observed during the entire spinning process.

Weicht die gemessene Fadenspannung von der gewünschten Fadenspannung ab, so wird die Drehzahl der Ringbahn dahingehend verändert, daß sich der gemessene Fadenspannungswert an den gewünschten Fadenspannungswert angleicht. Übersteigt der gemessene Fadenspannungswert einen oberen Grenzwert bzw. unterschreitet er einen unteren Grenzwert, so wird die Spindeldrehzahl entsprechend erniedrigt bzw. erhöht, bis der gemessene Fadenspannungswert wieder unterhalb des oberen bzw. oberhalb des unteren Grenzwertes liegt. Zur Erreichung und Einhaltung der gewünschten Fadenspannung wird anschließend wieder ausschließlich die Drehzahl der Ringbahn gesteuert.The measured thread tension deviates from the desired thread tension down, so the speed of the ring track becomes changes that the measured thread tension value adjusted to the desired thread tension value. Exceeds the measured thread tension value has an upper limit or if it falls below a lower limit, the Spindle speed correspondingly reduced or increased until the measured thread tension value again below the upper one or is above the lower limit. To achieve and then maintaining the desired thread tension again only the speed of the ring track controlled.

Aus der DE-A-37 18 924 ist ein Spulautomat mit mehreren Spulstellen bekannt, mit der der gesponnene, auf eine Spindel aufgewickelte Faden von dieser Spindel abgewickelt und auf eine Auflaufspule einer vorbestimmten Form und eines vorbestimmten Fadenvolumens aufgespult wird, wobei im Faden vorhandene Fehlerstellen beseitigt werden. Die den gesponnenen Faden tragende Spindel ist stationär in einer Spindelaufnahmestelle angeordnet, so daß ein Spindelantrieb, wie ihn eine Ringspinnmaschine aufweist, nicht vorhanden ist. Der Faden wird von der stationären Spindel in Längsrichtung abgezogen und geradlinig zu der Auflaufspule geführt. Während somit der Faden bei einer Spulmaschine zu der Auflaufspule geführt wird, ohne wesentlich mit Elementen der Spulmaschine in Kontakt zu treten, durchläuft der Faden bei einer Ringspinnmaschine eine komplexe, sich ständig ändernde Bahn, wobei der Faden gleichzeitig mit der Führungsöse, einem Antiballonring sowie dem Läufer unter Reibung in Kontakt steht.From DE-A-37 18 924 is an automatic winder with several Known winding units, with which the spun on a spindle wound thread unwound from this spindle and on a package of a predetermined shape and one predetermined thread volume is wound up, in the thread existing defects are eliminated. The the spun Thread-bearing spindle is stationary in a spindle take-up point arranged so that a spindle drive, as a ring spinning machine has, does not exist is. The thread comes from the stationary spindle in the longitudinal direction withdrawn and led straight to the package. So while the thread on a winder too the package is guided without substantial elements to come into contact with the winding machine passes through Thread in a ring spinning machine a complex, constantly changing path, the thread simultaneously with the Guide eye, an anti-balloon ring and the runner underneath Friction is in contact.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Ringspinnmaschine anzugeben.The present invention has for its object a to provide improved ring spinning machine.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie durch die Merkmale des Anspruchs 8. This object is achieved according to the invention by Features of claim 1 and by the features of claim 8.

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.The invention is based on the knowledge belonging to the invention that the output signal of the sensor is a complex analog signal which also contains, among other things, the speed of the rotor as a fundamental vibration in the course of the deflection of the thread guide as well as harmonic values of this fundamental vibration and the so-called thread noise. in addition to other vibrations such as the natural vibrations of the thread guides and vibrations induced by machine vibrations. Furthermore, the invention is based on the inventive finding that both the level of the rotor speed and the level of harmonic frequencies of the rotor speed are a function of the thread tension, so that an evaluation of the thread tension either at the fundamental frequency (f ₁ ) or at the harmonic frequencies ( f ₂ to f ₉ ) of the rotor speed is possible.

Die Auswertung des Sensorsignals kann daher dahingehen, daß ein Vergleich des Pegels der Fadenspannung 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, nämlich zur Steuerung der Spindeldrehzahl einer Ringspinnmaschine im Sinne des Einhaltens einer vorgegebenen Fadenspannung oder eines vorgegebenen Verlaufs der Fadenspannung über dem Kopsbildungsverfahren.The evaluation of the sensor signal can therefore go that a comparison of the level of thread tension is carried out with a reference level. This reference level can vary from machine parameters such as Depending on the spindle speed, maintenance condition etc. The result this comparison can then be used to control the corresponding Machine are used, namely for control the spindle speed of a ring spinning machine in the sense of Adherence to a predetermined thread tension or one predetermined course of the thread tension over the Coping process.

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. It should be noted here that the amplitude the natural vibrations of the thread guide, which in the DE-OS 29 19 836 for obtaining the thread break signal is evaluated, practically independent of the thread tension and is therefore not an evaluation option for the Thread tension offers.

Besonders bevorzugte Varianten der Erfindung sind den Unteransprüchen 2 bis 7 bzw. 9 bis 11 zu entnehmen.Particularly preferred variants of the invention are the subclaims 2 to 7 or 9 to 11.

Bei der erfindungsgemäßen 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.In the case of the invention Ring spinning machine is preferably the thread guide as Thread guide eyelet, for example in the form of the known Sauschwanzerls trained. The thread guide eyelet can its holder be fixed by means of a leaf spring, the sensor is to be attached to the leaf spring. The Leaf spring itself is said to be essentially level be arranged parallel to the thread movement. But it is also possible instead of a leaf spring part of the Thread guide or the thread guide eyelet itself as a spring form, the sensor or sensors then on this spring part is or are attached.

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.The piezo sensors used in the prior art are piezo crystals that have a pronounced resonance have and thereby caused for the purpose of the invention are not sufficiently broadband.

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.A particular embodiment of the present invention is characterized in that the piezo film is a so-called PVDF film is the most inexpensive to get and is extremely thin. These piezo foils are very broadband and the use of such a piezo film advantageously does not lead to falsification of the measured vibrations.

Es ist auch erfindungsgemäß möglich, wie in Anspruch 5 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.It is also possible according to the invention, as in claim 5 specified for one or more thread tension sensors to provide a non-thread-bearing reference sensor, which is a signal dependent on machine vibrations emits, the thread tension signals with the reference signal can be compared and a difference value is formed can be. The reference signal can also be used as a threshold for the generation of binary thread break information be used. But it is also possible to use the Reference sensor loud environmental noises such as ultrasound from Recognize compressed air etc. and generated in the same period Declare thread tension information.

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 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 Sensörsignalbearbeitungsmöglichkeiten,
Fig. 6: eine weitere Ausgestaltung eines 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 VIIb-VIIb der Fig. 7a,
Fig. 7c: einen Querschnitt nach der Linie VIIc-VIIc Fig. 7a,
Fig. 8: ein Blockschaltbild eines mitlaufenden Filters in SC-Ausführung,
Fig. 9: eine schematische Darstellung einer besonderen Ausführung eines Fadenspannungssensors,
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.

The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawing, in which:

Fig. 1a: 2 shows a side view of a thread guide eye of a ring spinning machine, this eye being equipped with a thread sensor,
Fig. 1b: a plan view of the embodiment of FIG. 1a,
Fig. 2: 1 shows a schematic representation of a spinning station of a ring spinning machine with the thread guide eye of FIGS. 1a and 1b,
Fig. 3a: a graphical representation of the time dependence of the deflection of the thread guide eyelet when the thread tension is high,
Fig. 3b: a spectral representation of the deflection with strong thread tension,
Fig. 4a: a graphical representation of the temporal dependence of the deflection of the thread guide eyelet when thread tension is weak,
Fig. 4b: a spectral representation of the deflection of the thread guide eyelet with weak thread tension,
5a, 5b and 5c: various electronic sensor signal processing options,
Fig. 6: a further embodiment of a thread tension sensor, and
Fig. 7a: 2 shows a schematic representation of a special embodiment of a thread guide eyelet which is particularly suitable for the present invention, the guide eyelet being installed in accordance with FIGS.
Fig. 7b: 7a shows a cross section along the line VIIb-VIIb in FIG.
Fig. 7c: a cross section along the line VIIc-VIIc Fig. 7a,
Fig. 8: a block diagram of a moving filter in SC version,
Fig. 9: 1 shows a schematic illustration of a special embodiment of a thread tension sensor,
10a and 10b: two possibilities for evaluating the signals contained by a group of thread tension sensors in order to generate thread tension signals, and
Fig. 11: a way to process the signals received from a variety of sensors to produce pure thread break signals.

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.In order to facilitate the following explanations, referred to Fig. 2. Fig. 2 shows a side view a spinning station 10 of a ring spinning machine, in which a thread 12 leaves the outlet rollers 14, 16 of the drafting system and through the thread guide eyelet 18 and an anti-balloon ring 20 to one rotating on the ring track 21 of the ring bench 23 Ring traveler 22 leads, causing it to the rotating spindle sleeve 24 is wound up to a cop 26. Through the Rotation of the rotor thus turns the thread around the spindle sleeve led around that because of the centrifugal force Balloon trains through the anti-balloon or balloon containment ring 20 is limited and in the thread guide eyelet has its top. The friction and air resistance of the runner, the air resistance of the thread and the frictional resistance between thread and runner and between thread and balloon confinement ring generate a thread tension that is in place the thread guide is measurable.

Diese Fadenspannung steigt mit zunehmender Spindeldrehzahl. This thread tension increases with increasing spindle speed.

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.Of particular interest is a spindle speed range between about 6000 rpm and 20,000 rpm, with the thread tension sensor, as described here, without further ado for spindle speeds or runner numbers (which only by 1 or 2% are lower than the spindle speeds and thus this can be equated) up to 30,000 rpm and higher are.

Das Berühren des gespannten Fadens in der Fadenführungsöse führt zu Reibungskräften, die sowohl in horizontaler wie auch in vertikaler Richtung wirken.Touching the tensioned thread in the thread guide eyelet leads to frictional forces, both in horizontal as also work in the vertical direction.

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.In the embodiment of the thread sensor according to the invention shown become the horizontal components of this frictional force exploited due to the coefficient of friction the thread tension are proportional. This thread sensor is shown schematically in Figs. 1a and 1b. Here the thread guide eyelet 18 is so tapered in the rear part, that a bendable, resilient zone 30 with the shape of a Leaf spring is created. The leaf spring-like part 30 is on its end facing away from the thread guide eyelet into a clamping block 35 clamped and by means of this clamping block on Frame of the ring spinning machine on a longitudinal rod 37 of the ring spinning machine held. On the flat right side 34 of the bendable resilient zone of the leaf spring is a strain sensitive Sensor element 32 attached, which preferably consists of a PVDF piezo film. This slide gives about that Connection cable 36 a strain-dependent electrical signal to a downstream electronics (Fig. 5). The thread 12 runs essentially in a straight line from the pair of delivery rollers 14, 16 to the thread guide 18 and is due to the developing Balloons deflected on the thread guide. The rotation of the Runner 22 causes the thread to make a circular movement runs inside the thread guide, causing the on alternate the forces applied to the left and the right side of it. This will make the leaf spring 30 also bent to the left and to the right (L and R in Fig. 1b), so that the piezo film also executes an alternating movement and generates an alternating voltage. This changing movement is important for them How the sensor works.

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.Although in the embodiment according to FIGS. 1a, 1b and 2 Piezo film is arranged in a plane that the Includes the thread running direction before the thread guide, could Piezo film or the leaf spring, for example laterally to be arranged offset to the thread guide. This too Arrangement would for lateral deflection of the leaf spring lead to both sides.

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.There is also the possibility of the thread guide eyelet to be formed in one piece from shaped sheet metal as in FIGS. 7a, 7b and 7c. The one made of spring steel Guide eye is shaped so that it in the leaf spring part 32 originally straight or rectangular cross section (Fig. 7c) of the sheet metal strip at least essentially maintained. At the Transition into the actual eyelet 18 changes this cross section in an arcuate cross-section (Fig. 7b), so that the narrowest passage of the eyelet through the curved middle Area 18 'of the strip is formed while the edge areas farther from the center of the eyelet. By this low-cost training is the Always thread from the curved area 18 'of the strip guided, scraping the thread on the edges of the strip does not occur. The sheet metal strip can in the leaf spring part be wider than in the eyelet as indicated at 34 '.

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.3a first shows the temporal course 38 of FIG lateral deflection of the thread guide eyelet in strong Thread tension, and accordingly for an execution 1a and 1b. It can be seen that curve 38 according to FIG. 3a essentially represents a type of sine wave 40 a superimposed high-frequency oscillation 42 of a complex type. The sine wave corresponds to the speed of the ring traveler 22 and the superimposed vibrations contain information over all other vibrations that the thread guide eyelet is exposed.

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.If one carries out a spectral analysis of the sensor signal according to FIG. 3a, one obtains a result, as shown in FIG. 3b. Here you can clearly see the rotor speed f ₁ as a fundamental oscillation in the course of the deflection. The basic vibration is assigned harmonic vibrations f ₂ , f ₃ , f ₄ to f ₉ and the so-called thread noise, which ranges from f ₁₀ to f ₁₁ . The thread noise is caused on the one hand by the fibrous surface of the thread, and on the other hand by the constantly fluctuating cross-section of the thread (thinning or thickening).

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.Both the level of the speed f ₁ and the level of their harmonics f ₂ to f ₉ are a function of the thread tension. This makes a comparison between FIGS. 3a and 3b on the one hand and FIGS. 4a and 4b on the other hand clear.

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.From Fig. 4b you can see that the spectral composition the signal of the spectral composition of Fig. 3b very is similar, but the amplitudes are lower.

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.So there is an evaluation of the sensor signal in both Frequency ranges possible. The evaluation can go that the level of the thread tension is detected as a value, or that only a level comparison with a reference level becomes. This reference level can vary from machine parameters such as Depending on the spindle speed, maintenance condition etc. Of the Comparison with a reference level reduces the Thread tension information on a pure thread running or Thread breakage information, what the data transmission and Data evaluation effort significantly reduced. So it is possible to design a ring spinning machine so that at all Spinning positions only a thread break signal is generated, however the thread tension is also measured at some spinning positions becomes. The actual sensor is at all spinning positions same, only in the evaluation of the sensor signal there there is a difference.

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.The very broadband sensitivity of an invention Thread tension sensor, according to current investigations ranges from less than 1 Hz to more than 1 MHz, has to Consequence that not only the thread tension of the sensor signal incoming, but also machine vibrations, the majority from the range of spindle or rotor speed, but also of high-frequency components from the area of thread noise come. If a thread runs through the thread guide eyelet, do not disturb these machine vibrations because they are too are weak. In the event of a thread break, these come Vibration signals but appear and deceive a very weak thread tension signal.

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. Therefore, a reference sensor is attached to the machine who works under exactly the same conditions as that Thread tension sensor, i.e. he will also be on a thread guide attached, but on one that does not lead a thread. The signal from this reference sensor is similar processed like the signals from the thread-guiding sensors. Out the signal from the reference sensor is now the upper one Reference level won. The reference sensor delivers the Reference level for one or more thread break sensors. This eliminates local conditions that affect the noise level determine, taken into account. It is preferred for groups with 20 to 60 active sensors, one reference sensor each.

Mögliche Ausführungen der Signalauswerteelektronik sind in den Fig. 5a bis 5c gezeigt.Possible versions of the signal evaluation electronics are in 5a to 5c.

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.5a, the signal present at terminal 52 the sensor is amplified with one or more amplifiers 54, with filter 56 of unwanted signal components exempt and then a rectifier / integrator 58 fed. The filter 56 can be a so-called moving Be a filter that controls a center frequency according to the respective rotor speed. This Center frequency can also be asymmetrical in the frequency pass band of the filter. A particularly preferred filter This type will be described later in connection with FIG. 8 described.

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.The output signal of the rectifier / integrator 58, the on terminal 60 is present, then the circuit shown in FIG. 5b supplied as an input signal. The circuit according to FIG. 5a is identified overall by the reference number 62.

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 Maschinensteuerung zugeführt und hier bei der Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Spindelantriebes berücksichtigt werden.5b shows the signal present at terminal 60 by means of an analog / digital converter 64 into a digital signal converted by a subsequent microcontroller 66 is analyzed to gain the thread tension. The Terminal 70 allows a reference voltage to the Analog / digital converter to apply, this reference voltage is obtained from the reference sensor mentioned above and for the purpose of comparison with the signal present at terminal 60 also by a circuit corresponding to circuit 62 is being prepared. The one generated by the microcontroller Thread tension signal is present at terminal 68 and can Machine control fed and here in controlling the speed of rotation of the Spindle drive are taken into account.

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.5c shows an alternative embodiment of the evaluation of the signal present at terminal 60 by a comparator 72, which compares it in analog form with a reference voltage U _Ref which is present at terminal 74 and, as mentioned above, from the reference sensor via a Circuit corresponding to the circuit 62 is obtained. The output signal of the comparator 72 is then further processed by a microcontroller 76 into a thread tension signal which can be tapped at the terminal 78. The thread tension signal can be displayed or evaluated in accordance with the thread tension signal present at terminal 68. 5c, the analog / digital conversion takes place in the microcontroller 76.

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.Both in FIGS. 5b and 5c, instead of applying a real-time reference voltage to the reference sensor, a predetermined reference voltage U _Ref can be used, which is either constant or whose level can be varied depending on machine operating states.

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.The. Fig. 6 shows an alternative evaluation, in particular can be used if a reference sensor 80, is attached to the machine as explained above, i.e. when a reference sensor 80 is attached to a thread guide that does not have a thread.

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.6 first shows a series of input terminals 52, 52.1, 52.2 to 52.n, each of which is the signal of a thread guiding sensor 32. Each terminal 52 to 52.n leads to a respective circuit 62 according to FIG. 5a and Output terminals 60, 60.1 to 60.n of these circuits 62 applied to an electronic switch 81, which in the Is able to use the signals successively or in a particular Order or in a selected order to a continue circuit 82, this further Circuit 82 either according to Fig. 5b, or 5c can be formed. the clamp 52.r carries the voltage from the reference sensor 80, which also by means of a circuit 62 corresponding to FIG. 5a is amplified, filtered or integrated. Like the arrow 84 shows the output signal of the reference sensor 80 associated circuit 62 the reference voltage for the Further processing circuit according to FIG. 5b or FIG. 5c.

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.In other words, the level of the reference sensor 80 becomes with the level of the thread guiding sensors 32, 32.1, 32.2 to 32.n compared. The difference is then considered pure Thread tension signal processed further, for example corresponding to Fig. 5b or 5c. The switch 62 is in Usually not designed as a mechanical switch, but as an electronic circuit, for example after a multiplexing process. 6 has an arrangement the advantage that only a complex evaluation circuit is required to receive signals from a variety of thread break sensors to further process thread tension signals.

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.In a ring spinning machine with several spinning positions, for example 1000 or 1200 spinning positions, becomes a piezo film sensor provided with each thread guide, so that a thread break signal from each of the total available spinning positions can be generated. In addition, the wiring made so that at certain spinning positions, for example every twentieth or fiftieth spinning position a possibility there is to measure the respective thread tension. On The machine will then have one or two thread guides per side provided that do not lead a thread, but which just like the other thread guides trained and also with Piezo film sensors are equipped to the above mentioned Generate reference signals.

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.A particularly preferred version of a moving Filters is shown in FIG. 8. It is here a block diagram showing the application of a filter in the SC version (SC means "switched capacitor"), which is preferably in the form of a chip, namely the Chip MF / 10 from National Semiconductors.

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.Since the pass band of the filter corresponds to the respective Rotor speeds is changed, it is necessary generate a frequency signal that corresponds to the rotor speed. It is known that the rotor speed is only slight is lower than the spindle speed of the ring spinning machine. With a ring spinning machine, the spindle speed can be reduced relatively easy to determine, so that instead the rotor speed the spindle speed as a guide for takes the filter. The generation of this frequency signal is shown in Fig. 8. The spindles are one Main motor 100 driven, via a so-called vertical shaft 102 and belts (not shown), each four spindles drive. The exact design of this drive is in the state well known in the art, e.g. Rieter ring spinning machines G5 / 1.

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.To a signal proportional to the spindle speed generate, is on the main shaft of the drive motor Tachometer generator 104 mounted. This essentially exists a gear 106 and an initiator or sensor 108, which counts the gaps 110 in the gear and one of the speed of the main engine dependent signal that is indicated in the drawing as "f-sensor". The exact The frequency of this signal depends on the number of teeth on the gear and the speed of rotation of the main motor.

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.After a translation between the main engine and the The spinning of the ring spinning machines takes place due to the intermediate drives, it is necessary that Multiply the frequency signal by a factor to the to reach the actual spindle speed. But even then the frequency of the signal can be increased even further since one a clock frequency required to control the filter 56 although proportional to the spindle speed or rotor speed is, but is about a hundred times higher in frequency. At a spindle speed of 12000 rpm, which is 200 Hz corresponds, for example, one needs a clock frequency of 20 kHz. The multiplier 112 in the drawing indicated circuit therefore receives the frequency signal of the Sensor at their input and delivers the desired higher Clock frequency f-clock at its output.

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.The factor by which the input signal is multiplied to produce the clock frequency signal is given by the equation:

calculates where n is the ratio of the speed spindle to the speed main motor drive.

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.This clock frequency is then on a two-phase clock generator 114, which is part of the SC filter 56. With this two-phase clock generator, two around the phases τ1 and τ2 generated shifted signals, which serve over the lines shown as an arrow, two To operate the switch. These switches serve one purpose Condenser with the negative terminal from time to time another capacitor 122 provided with an operational amplifier 120 to connect. The rate at which the switches closed and opened at the same time determines the effective impedance of the capacitance at the input of the opamp what again defines the center frequency of the bandpass filter. Center frequency of the filter leads.

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.The amplified sensor signal coming from the amplifier 54 becomes therefore placed at the input of the filter, and the filtered signal the rectifier / integrator is then at the output of the filter 56 58 fed, according to the circuit 5a. The described type of thread tension measurement can be performed at all rotor frequencies that well above the fundamental vibration frequency of the thread guide, i.e. the natural vibration frequency of the thread guide eyelet Suspension system lies. This fundamental oscillation frequency is normally at about 10 to 20 Hz and the label "Significantly above" indicates frequencies that are at one Factor of about 4 to 10 or higher. So that can Thread tension measuring method according to the present invention Rotor speeds above 100 Hz, i.e. approx. 6000 rpm be used. Because such speeds are below those of interest Useful speeds of the spindles of the ring spinning machine this lower limit of the voltage evaluation in practice no restriction.

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.An advantage of an SC-type filter is that the bandwidth of the pass band of the filter is proportional is changed to the center frequency in that the quality Q of the filter remains at least essentially constant, which the signal evaluation benefits.

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.Important when using the sensor according to the present Invention is that it is in a plane on the attachment of the Thread guide is attached so that the orbital movement of the Thread within the thread guide to a deflection of the Suspension on both sides and therefore to a corresponding one Elongation and compression of the piezo film on both sides leads. In other words, the sensor should be in the form of Piezo film in a plane containing the thread running direction or a plane parallel to this can be arranged such that the suspension of the thread guide to elastic movements both sides, based on the direction of the thread. In the ring spinning machine, the thread running direction means for example the direction of the thread between the Delivery roller pair and the thread guide or the middle Direction of the thread within the thread balloon, with the the geometric axis of the thread balloon.

Schließlich zeigt die Fig. 9 einen Fadenspannungssensor, der anders arbeitet, als bisher beschrieben.Finally, FIG. 9 shows a thread tension sensor which works differently than previously described.

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.9 schematically shows that the thread guide eyelet 18 is attached to a web 92 of a thread guide holder 94 via a first load cell 90. More specifically, the thread guide eyelet is attached to one end face of the load cell 90, while the other end face of the load cell is attached to the web 92. On the other side of the web 92 there is another force measuring cell 96, which is also fastened to the web 92 with its one end, while a compensation mass 98 with the mass m _{2 is} attached to the end of the force measuring cell 96 facing away from the web. The load cell 96 is therefore aligned with the load cell 90, but is arranged on the other side of the web 92. The thread guide eyelet 18 has a mass m ₁ . Due to the thread movement, vibrations of the thread guide eyelet are generated and these lead to vibrations of the web, which are denoted by a in the drawing. Vibrations of the thread guide holder 94 also lead to vibrations of the web. Due to the fluctuating acceleration of the masses m ₁ and m _2, these vibrations lead to fluctuations in the forces on the load cells 90 and 96, so that these deliver output signals U1 and U2 with corresponding fluctuations.

Man kann diese Spannungen U1 und U2 wie folgt mathematisch darstellen: U1 = C1 (A . m₁ + F) U2 = C2 (A . m₂). Hier ist A die Beschleunigung des Steges 92 und F die erwünschte Fadenspannung. C1 und C2 sind Konstanten. Subtrahiert man nunmehr diese beiden Signale, so bekommt man ΔU = U1 - U2 = A (C1 . m₁ - C2 . m₂) + C1 . F. Wenn C1 . m₁ - C2 . m₂ = 0 ist (abgleich), so kann man schreiben ΔU ≈ C1 . F. These voltages U1 and U2 can be represented mathematically as follows: U1 = C1 (A. M ₁ + F) U2 = C2 (A. M _2nd ). Here A is the acceleration of the web 92 and F is the desired thread tension. C1 and C2 are constants. If you now subtract these two signals, you get ΔU = U1 - U2 = A (C1. M ₁ - C2. m _2nd ) + C1. F. If C1. m ₁ - C2. m _2nd = 0 is (adjustment), one can write ΔU ≈ C1. F.

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.In other words, F is approximately equal to ΔU divided by C1. After C1. m _{1 is} constant and ΔU can be measured directly, a signal for the thread tension has been obtained by means of the invention.

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.A thread tension sensor of the type described last is therefore characterized in that a thread guide eyelet via a load cell on one side of a web a thread guide bracket is attached that on the another load cell on the other side of the web attached and with the first load cell is aligned, one being the mass of the thread guide eyelet compensating mass attached to the second load cell and that the output signals of the two load cells are supplied to a differential circuit whose Output signal of the thread tension is proportional.

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.At this point it should be clarified that so-called PVDF piezo films available from various manufacturers are, for example from the US company PENNWALT Corporation under the name "KYNAR" (registered trademark). PVDF is an abbreviation for polyvinylidene fluoride, which leads to the Class of piezoelectric polymers. Piezo foils of this type, suitable for use with the present Suitable are invention are preferably broadband with a Quality factor Q striving towards zero.

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.10a shows a particularly preferred embodiment for the processing of signals from a group of sensors 52.1 to 52.n and by a reference sensor 52.r, by means of of a multiplexer that has 16 inputs. For this Reason n will normally have a maximum value of 15 and the further input is for the reference sensor used. In practice, therefore, a blind thread guide intended for each group of 15 real thread guides, i.e. of thread guides that actually have a thread on one Lead spinning station and the circuit according to Fig. 10a is for each group of 15 real thread guides can be duplicated.

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.The sensor signals, i.e. the signals from sensors 52.1 to 52.n are amplified before multiplexer 150, filtered and rectified by the circuit according to Fig. 5a. The individual channels, i.e. the signals from sensors 52.1 to 52.n and 52.r with the analog / digital converter 152 one after the other connected, the microcontroller 154 to the multiplexer Sensor address determined. The levels of the sensors 52.1 to 52.n are compared with the reference level from the reference sensor 52.r compared in terms of amount, the difference corresponds to Thread tension and can either be used as a reference or after corresponding calibration as an absolute value.

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.In this example, the components are according to the circuit Fig. 5a provided for each sensor and in the Integrated bracket for the sensor. However, this is something complex and FIG. 10b shows a further improvement, after which each sensor only a respective amplifier is assigned, and the filter and the analog / digital converter are arranged after the multiplexer.

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.In further detail, the signals from sensors 52.1 to 52.n and the reference sensor 52.r in an enhanced form Multiplexer fed. Microcontroller 154 gives that Multiplexer the sensor address to be switched through. Behind the signal is filtered in the multiplexer, for example by means of a circuit according to FIG. 8, and by the Analog / digital converter 152 converted into a digital signal. This signal is then sent to the microcontroller 154 fed. The system works, consisting of analog / digital converter and microcontrollers not fast enough so a rectifier 156 becomes between the filter and the A / D converter used, which means that no more frequencies up must be converted to 300 Hz and evaluated, but only frequencies of approx. 1 Hz have to be measured. At favorable design of the circuit can the individual Amplifier stages in / at the sensors are replaced by a single gain stage behind the multiplexer. The 10a and 10b describe circuit variants which the Allow thread tension measurement on all sensors.

Im Gegensatz befaßt sich die Fig. 11 mit der Feststellung, ob der Faden an den jeweiligen Spinnstellen gebrochen ist. In contrast, Fig. 11 deals with the finding whether the thread is broken at the respective spinning positions.

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.The sensor signals are processed in parallel here. they are again in groups 52.1 to 52.n together with one Reference sensor 52.r combined. In this case, the The total number of sensors in a group can be up to 32.

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.As can be seen from Fig. 11, the signals are first amplified, filtered and rectified and then they become in respective comparators, each of which is the comparator 72 5c correspond with the reference signal from the reference sensor 52.r compared. The output of the respective comparators 72 is actually a digital signal since the comparator only decides whether the level of one active sensor is higher or lower than the reference level from the reference sensor. All signals are sent to the microcontroller 154 connected to parallel (port) inputs. Of the The advantage of this variant is that a simple and poorly performing i.e. inexpensive microcontroller used can be (for example, type 80C31 from Intel). A Thread tension measurement is excluded here.

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.It can be seen that the output signals of each Microcontroller 154, each of a single sensor group are assigned, all with a serial data bus communicate, for example the type RS232 or RS485.

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.The microcontrollers are exemplary for all circuit variants (about 50 pieces per machine) over an advantageous serial data bus connected to a master controller, which, for example, also through the component (chip) 80C31 can be formed by Intel. This master controller is intended for the evaluation of thread information and represents the machine control or a process control compressed Data, possibly statistically evaluated, are available.

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.It can be advantageous for machines with more than 1000 spindles be when the microcontroller is on two serial data buses distributed, for example a data bus for each side the machine.

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.It should also be noted that combinations 10a, 10b and 11 are possible, and that it is also possible to use the sensor signals as yes / no information (Thread break information) in parallel or by multiplexer feed to the microcontroller, while one sensor per microcontroller group as a thread tension meter using an A / D converter (which is an integrated part of the microcontroller can be evaluated.

Claims

A ring spinning machine with a spindle drive, with at least one spindle position (10) comprising a spindle (24), with a spindle drive (100) rotatingly driving the spindle (24), with at least one thread guide (18) for guiding the substantially unspun thread (12) from a thread supply unit (14, 16) to the spinning position (10), with at least one thread tension sensor (32) for producing a thread tension signal which is representative of the thread tension of the thread (12) supplied to the spinning position (10) and whose level is compared with a reference level which is dependent on machine parameters such as spindle speed, maintenance state and the like, so that the result of the comparison can be supplied to the machine control unit and can be considered in the control of the rotational speed of the spindle drive (100) in the sense of maintaining a predetermined thread tension or a predetermined course of thread tension over the cop building process.
A ring spinning machine as claimed in claim 1, characterized in that a thread tension sensor is provided for measuring the thread tension at specific spinning positions, e.g. at every twentieth or fiftieth spinning position.
A ring spinning machine as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the thread tension sensor is combined with the thread guide of at least one of the spinning positions, thus avoiding additional stress on the thread.
A ring spinning machine as claimed in one of the claims 1 to 3, characterized in that the thread tension sensor can be attached to the suspension (30) of a thread guide (18), with the sensor supplying an electric signal representative of the oscillations induced by the thread movement in the thread guide.
A ring spinning machine as claimed in one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that a reference sensor is provided which like the actual thread tension sensor (32) or actual thread tension sensors (32, 32.1., ......, 32.n) is subjected to the vibrations of the machine, but is hardly or not influenced by a running thread (12), and that the signal of the reference sensor (80) supplies a reference level (U_ref) for the thread tension sensor (32) or the other thread tension sensors (32, 32.1 ...., 32.n).
A ring spinning machine as claimed in one of the claims 1 to 5, characterized in that the thread tension sensor is a piezofoil whose plane is disposed at least substantially in a plane containing the direction of the thread course or a plane parallel thereto in such a way that the suspension of the thread guide performs elastic movements on either side, that a tracking filter (56) for filtering the control signal is provided whose passband is guided according to the frequency (f₁) of an element winding up the thread at an at least substantially constant quality in order to gain either the frequency (f₁) of an element (22) winding up the thread (12) and/or the harmonic (f₂ to f₉) of said frequency (f₁), and that a device (66, 76) for measuring the level of the filtered-out frequency or frequencies is provided whose output signal corresponds to the thread tension.
A ring spinning machine as claimed in one of the claims 1 to 3, characterized in that the thread tension sensor is realized in such a way that a thread guide eyelet (18) is attached by way of a force-sensing cell (90) to the one side of a bridge (92) of a thread guide fixing means (94), that on the other side of the bridge (92) there is attached a further force-sending cell (96) on the same and is in alignment with the first force-sensing cell (90), with a mass m₂, which compensates the mass m₁ of the thread guide eyelet (18), being attached to the second force-sensing cell, and that the output signals of the two force-sensing cells (90, 96) are supplied to a differential circuit whose output signal is proportional to the thread tension.
An application of a thread tension sensor for controlling the spindle speed of a ring spinning machine as claimed in one of the claims 1 to 7, with the level of the thread tension signal being compared with a reference level which depends on machine parameters such as spindle speed, maintenance state or the like, the result of the comparison being supplied to the machine control unit and during the control the adherence to a predetermined thread tension or a predetermined course of the thread tension is taken into account over the cop building process.
An application of a thread tension sensor as claimed in claim 8, characterized in that the thread tension sensor is a piezofoil whose plane is at least substantially disposed in a plane containing the direction of the thread course or a plane parallel thereto in such a way that the suspension of the thread guide performs elastic movements on either side, that a tracking filter (56) for filtering the control signal is provided whose passband is guided according to the frequency (f₁) of an element winding up the thread at an at least substantially constant quality in order to gain either the frequency (f₁) of an element (22) winding up the thread (12) and/or the harmonic (f₂ to f₉) of said frequency (f₁), and that a device (66, 76) for measuring the level of the filtered-out frequency or frequencies is provided whose output signal corresponds to the thread tension.
An application of a thread tension sensor as claimed in claim 8 or 9, characterized in that the thread tension sensor can be attached to the suspension (30) of a thread guide (18), with the sensor supplying an electric signal representative of the oscillations induced by the thread movement in the thread guide.
An application of a thread tension sensor as claimed in claim 8, characterized in that a thread guide eyelet (18) is attached by way of a force-sensing cell (90) to the one side of a bridge (92) of a thread guide fixing means (94), that on the other side of the bridge (92) there is attached a further force-sending cell (96) on the same and is in alignment with the first force-sensing cell (90), with a mass m₂, which compensates the mass m₁ of the thread guide eyelet (18), being attached to the second force-sensing cell, and that the output signals of the two force-sensing cells (90, 96) are supplied to a differential circuit whose output signal is proportional to the thread tension.