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Vorrichtung zur Feststellung und Beseitigung von fehlerhaften, spontanen Querschnittsänderungen in TextilmateriaL insbesondere in Garnen, Vorgarnen und Bändern
In der Textilindustrie sind eine Anzahl von Vorrichtungen bekanntgeworden, die bezwecken, Garnfehler zu entfernen, bevor sie sich in der Weiterverarbeitung oder erst im Fertigprodukt störend bemerkbar machen. Solche Garnfehler sind in den häufigsten Fällen als starke örtliche Verdickungen erkennbar.
Bekannte Vorrichtungen arbeiten so, dass das zu prüfende Textilmaterial von einem Messorgan abgetastet wird. Sobald ein Garnfehler in das Messorgan eintritt, wird ein Fadentrennorgan ausgelöst, welches das Textilmaterial in der näheren Umgebung der Fehlerstelle trennt.
Sehr verbreitet sind Messorgane, die ein elektrisches Signal abgeben, welches ein Abbild des jeweiligen Querschnittes des Textilmaterials darstellt. Diese Signale sind im allgemeinen sehr schwach und müssen daher in Verstärkereinrichtungen verstärkt werden, was die Verwendung Von Röhren erfordert. Dies hat zur Folge, dass die Betriebssicherheit den Anforderungen der Praxis nicht entspricht, da solche Vorrichtungen in den meisten Fällen auf stark vibrierende Maschinenteile montiert werden und somit die Lebensdauer der Röhren sehr kurz ist. Es wird daher versucht, solche Vorrichtungen mit einer möglichst kleinen Zahl von Röhren zu bauen, was jedoch einerseits die Stabilität der Ansprechempfindlichkeit auf längere Dauer, anderseits die Gleichheit der Ansprechempfindlichkeit mehrerer an derselben Maschine montierter Vorrichtungen beeinträchtigte.
Weitere Nachteile der mit Röhren bestückten, bekannten Vorrichtungen sind die hohen notwendigen Betriebsspannungen, die über Leitungen den verschiedenen, oft schlecht zugänglichen Messstellen zugeführt werden müssen, ferner die langen Aufwärmzeiten der Vorrichtungen bis zum Erreichen der nötigen Stabilität ihrer Ansprechempfindlichkeit, sowie die durch die Röhrenabmessungen bedingte Grösse der Vorrichtungen.
Neuerdings sind auch Vorrichtungen zur Feststellung von spontanen Querschnittsänderungen in Textilmaterial bekanntgeworden, in welchen eine mit Transistoren bestückte einfache Kippschaltung dazu dient, beim Auftreten von Spannungsspitzen im Eingangssignal ein Fadentrennorgan zu betätigen. Solche einfache Kippschaltungen liefern jedoch zu wenig genau reproduzierbare Ansprechempfindlichkeiten, weil sowohl die Auswertung des vom Messorgan abgegebenen Signals als auch die Erzeugung der für die Betätigung des Fadentrennorgans erforderlichen Impulse in ein- und derselben einfachen Kippschaltung vorgenommen werden. Hiedurch wird das Ansprechen dieser Vorrichtung auf Impulse abhängig von deren Form, was unzulässig ist.
Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile und betrifft eine Vorrichtung zur Feststellung und Beseitigung von fehlerhaften, spontanen Querschnittsänderungen in Textilmaterial, insbesondere in Garnen, Vorgarnen und Bändern, mit mindestens einem elektrischen Messorgan zur Bildung eines dem Querschnittsverlauf des Textilmaterials entsprechenden elektrischen Signals, und ist dadurch gekennzeichnet, dass dieses elektrische Signal als Eingangssignal einem Schmitt-Trigger zugeführt wird, welcher Schmitt-Trigger zwei stabile Betriebszustände aufweist, von welchen sich der eine Betriebszustand bei Eingangssignalen kleiner als eine bestimmte charakteristische Kippspannung und der andere Betriebszustand
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bei Eingangssignalen grösser als die genannte Kippspannung einstellt, so dass nur Spannungsspitzen im Eingangssignal,
die die Kippspannung mindestens erreichen. den Umschlag in den zweiten Betriebszustand bewirken, wodurch ein Rechteckimpuls mit einer variablen, durch die Spannungsspitzen bestimmten Zeitdauer gewonnen wird, welcher Rechteckimpuls in einen : CR Glied differenziert wird und welcher differenzierte Rechteckimpuls einem monostabilen Multivibrator zugeführt wird, welcher monostabile MlÁl. i- vibrator nur einen stabilen Betriebszustand besitzt und beim Eintreffen eines differenzierten Rechteckimpulses in seinen zweiten, nicht stabilen Betriebszustand umkippt, von welchem er nach Ablauf einer bestimmten Zeit selbsttätig in den ursprünglichen stabilen Betriebszustand zurüctckippt, wodurch ein Impuls mit konstanter Zeitdauer gewonnen wird, welcher Impuls zur Steuerung eines Fadentrennorgans herangezogen wird.
An Hand der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung wird eine erfindungsgemässe Vorrichtung beispielsweise erläutert : Dabei zeigen Fig. 1 ein Blockschema einer kompletten Vorrichtung, Fig. 2a-d die momentanen Spannungswerte in Funktion der Zeit an den Verbindungspunkten der einzelnen Schaltungsgruppen der Vorrichtung, Fig. 3 und 4 ein vollständiges Schema der Vorrichtung, Fig. b ein Detail des Schemas, Fig. 6 ein weiteres Detail des Schemas.
Das Blockschema gemäss Fig. 1 zeigt ein Messorgan l, in welchem die Querschnittsänderungen des Textilmaterials 10 in an sich bekannter Art Kapazitätsänderungen verursachen. Das Messorgan 1 wird von
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Die infolge dieser genannten charakteristischenSchwellenspannungUkRechteckimpulseu mit der kurzen Zeitdauer T ab, die in einem CR-Glied 5 differenziert werden und sodann als Impulse u4 einen an sich bekannten monostabilen Multivibrator 6 steuern. Der monostabile Multivibrator 6 liefert einen Rechteckimpuls us'welcher gleich- zeitig mit dem Eingangsimpuls u einsetzt, dessen Dauer T jedoch konstant und im allgemeinen grösser als das Zeitintervall T ist.
Dieser Rechteckimpuls u wird an einen Impulsleistungsverstärker 7 gelegt, der die für die Aussteuerung eines Fadentrennorgans 8 erforderliche Leistung abgibt.
Die Fig. 2a-d zeigen die an den Verbindungsstellen zwischen den Schaltungsgruppen auftretenden Spannungen in Funktion der Zeit und veranschaulichen damit die Funktionsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung.
In Fig. 2a ist der Verlauf des Eingangssignals u2'weIcher dem Querschnittsverlauf des Textilmaterials 10 entspricht, gezeigt. Der an sich bekannte Schmitt-Trigger 4 hat die Eigenschaft, dass alle Spannungschwankungen an seinem Eingang, die seine charakteristische Kippspannung Uk nicht erreichen, keinerlei Einfluss auf seine Ausgangsspannung u3 haben. Sobald aber das Eingangssignal u2 die genannte charakteristische Kippspannung Uk - wie dies durch die Spitze 54 dargestellt, ist-erreicht, tritt am Ausgang ein Rechteckimpuls 55 auf, der so lange dauert, bis das Eingangssignal u wieder unter die KippspannungUk abgefallen ist. Dieses Verhalten veranschaulicht Fig. 2b.
Die Zeitdauer T entspricht also der Zeit, während welcher das Eingangssignal u2 die Kippspannung Uk übertrifft und ist somit nicht konstant. Bei der Prüfung von Textilmaterial zur Feststellung fehlerhafter, spontaner Querschnittsänderungen, welche solche Spannungsspitzen 54 verursachen, ist im allgemeinen die Zeit T sehr kurz. Nur in seltenen Fällen erreicht sie Werte, wie sie zur direkten und sicheren Betätigung eines elektromagnetischen Relais benötigt werden.
Der vom Schmitt-Trigger 4 abgegebene Rechteckimpuls 55 wird in einem CR-Glied 5 differenziert.
Der dabei resultierende Spannungsimpuls 56, 57 ist in Fig. 2c veranschaulicht. Die positive Spannungsspitze 56 des Impulses u. wird zur Triggerung des nachgeschalteten monostabileil Multivibrators 6 verwendet, während die negative Spannungsspitze 57 des Impulses u ohne Einfluss bleibt.
Der monostabile Multivibrator 6 wird durch die genannte positive Spannungsspitze 56 des Impulses u4 zum Umkippen in seinen instabilen Betriebszustand angeregt und verbleibt während eines bestimmten Zeitintervalles T in demselben. Nach Ablauf desselben kippt er ohne äusseren Anstoss in den ursprünglichen stabilen Betriebszustand zurück, wie dies Fig. 2d veranschaulicht. Das Zeitintervall T ist von der Zeit r des Impulses 55 nicht abhängig und konstant.
Die Fig. 3 und 4 zeigen als Ausführungsbeispiel ein detailliertes Schaltungsschema einer erfindungsgemässen Vorrichtung. Selbstverständlich können an Stelle des in den Fig. 3 und 4 gezeigten, die hochfrequente Spannung erzeugenden Oszillators 9, des Messorgans 1. des Demodulators 2, des Vorverstärkers 3, des Schmitt-Triggers 4, des CR-Gliedes 5, des monostabilen Multivibrators 6, des Leistungsverstärkers ? und des Fadentrennorgans 8 auch andere Schaltungsanordnungen verwendet werden, sofern diese den gleichen Zweck erfüllen.
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Der Oszillator 9 zur Speisung des Messorgans l sei beispielsweise ein induktiv gekoppelter Hochfrequenz-Oszillator. Ein Hochfrequenz-Transistor 95 erhält seine erforderlichen Betriebsspannungen über die Widerstände 91, 92, 93 und die Spule 98. Kondensator 94 dient dem hochfrequenzmässigen Kurzschluss des Widerstandes 93. Der die Oszillatorfrequenz bestimmende Schwingkreis besteht aus der Spule 98 und dem Kondensator 96. Die Rückkopplung und Phasendrehung vom Kollektor des Transistors 95 auf seine Basis erfolgt induktiv von Spule 98 auf Spule 97. Die Hochfrequenzspannung wird über den Autotransformator 98-99 ausgekoppelt.
Das Messorgan l besteht aus einer Anzahl von Messkondensatoren 11,12, 13 und 14. Die vom Hochfrequenz-Oszillator kommende hochfrequente Spannung wird über einen Trennkondensator 15 zugeführt.
Der Demodulator 2 weist die Dioden 21, 22, 23, 24, Ladekondensatoren 27 und 28 sowie die Widerstände 25 und 26 auf. Das demodulierte Signal ul erscheint zwischen Klemme 29 und Masse.
Der Vorverstärker 3 ist als zweistufiger NF-Verstärker ausgebildet. Das Signal ul wird über einen Kondensator 37 der ersten als Differenzverstärker wirkenden Verstärkerstufe zugeführt. Diese Differenzverstärkerstufe besteht aus den Transistoren 31 und 32, den Widerständen 34,35 und 36 zur Arbeitspunkteinstellung und dem Arbeitswiderstand 38. Über Kondensator 39 ist eine weitere Verstärkerstufe angekoppelt, bestehend aus einem Transistor 33, den Widerständen 301 und 303 zur Arbeitspunkteinstellung, dem Kondensator 302 zur Entkopplung des Widerstandes 301 und dem Arbeitswiderstand 304. Das verstärkte signal u2 wird über Kondensator 305 ausgekoppelt und zwischen der Klemme 307 und Erde abgenommen.
Der NF- Ver- stärker ist über Widerstand 306 gegengekoppelt.
Der Schmitt-Trigger 4 mit dem Shunt 43 über dem Eingang besteht aus zwei Transistoren 41 und 42, einem Arbeitswiderstand 45, einem Spannungsteiler, gebildet aus den Widerständen 46 und 48, dem Kondensator 47 und einem gemeinsamen Emitterwiderstand 44. Die am Arbeitswiderstand 45 entstehenden Impulse 55 werden an Klemme 49 abgenommen und dem CR-Glied 5, bestehend aus Kondensator 51 und Widerstand 52 zugeführt.
Die im CR-Glied 5 erzeugten Spannungsspitzen 56, 57 gelangen über Klemme 53 auf den monostabilen Multivibrator 6. Er ist aufgebaut aus den Transistoren 61 und 62, Arbeitswiderständen 63 und 64, einem Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen 66 und 67 und einem Rückkopplungskondensator 65. Der Impuls mit der Impulslänge T wird über Widerstand 68 auf Klemme 69 geführt und erscheint dort als Impuls 58.
Impuls 58 wird im Leistungsverstärker 7, bestehend aus den Transistoren 71 und 72 in Verbundschaltung und dem Widerstand 73 verstärkt und an Klemme 74 geführt. Das Fadentrennorgan 8 mit der Magnetspule 81 bildet die Arbeitsimpedanz für den Leistungsverstärker 7. Die Diode 82 dient zur Unterdrückung hoher Schaltspannungsspitzen im Momente des Abschaltens der Magnetspule 81 durch den Endverstärker 7.
Die Empfindlichkeit, mit welcher die spontanen Querschnittsänderungen im zu prüfenden Textilmaterial 10 erfasst werden, muss aus folgenden Gründen innerhalb bestimmter Grenzen einstellbar sein :
1. Zur Anpassung an die Garnnummer, um alle vorkommenden Querschnitte mit ein und demselben Messorgan prüfen zu können ;
2. zur Erfüllung der von der Praxis gestellten Forderung, spontane Querschnittsänderungen in Abhängigkeit von deren Grösse und Häufigkeit beliebig zu erfassen.
Da in der Regel eine Anzahl von Vorrichtungen der beschriebenen Art an ein und derselben Maschine montiert sind und allen das gleiche Textilmaterial 10 zur Prüfung vorgelegt wird, ist es von Vorteil, wenn die Einstellung der Empfindlichkeit für ganze Gruppen der Vorrichtungen zentral gesteuert werden kann. Eine mögliche Lösung hiefür ist die, dass die Amplitude der hochfrequenten Spannung durch Verändern der allen Vorrichtungen gemeinsamen Speisegleichspannung U, des Hochfrequenz-Oszillators 9 variiert wird. In Fig. 5 ist ein Hochfrequenz-Oszillator 9 gezeigt, dessen Speisegleichspannung U von einer variablen Spannungsquelle 101 über Klemme 100 geliefert wird.
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me 50 und weiter an eine zentrale variable Gleichspannungsquelle 102. geführt Ist.
Die Kippspannung Uk des Schmitt-Triggers 4 hat die Eigenschaft, dass sie eine bestimmte Unstabiltät aufweist, die-absolut gesehen-ungefähr konstant ist und daher bei wachsender Kippspannung Uk relativ kleiner wird. Gleichzeitig reduziert sich aber auch die genannte Instabilität gegenüber dem am Eingang des Schmiit-'iriggers 4 liegenden Eingangssignal uso dass mit Vorteil grosse Signale u2 und folglich grosse Werte der Kippspannung U zur Anwendung gelangen.
Die Folge davon ist, dass die Ansprechempfindlichkeit auf spontane Querschnittsänderungen bedeutend stabiler ist, als wenn kleine Ein-
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das elektrische Signal ul bzw. das Eingangssignal u2 durch Messung des Querschnittes des Textilmaterials 10 auf photoelektrischem Wege, durch mechanische Abtastung, mit pneumatischen Mitteln oder mit Hilfe von mit natürlichen oder künstlichen Mitteln erzeugter Radioaktivität erhalten wird. Wesentlich ist nur,
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ulmaterials 10 ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Feststellung und Beseitigung von fehlerhaften, spontanen Querschnittsänderungen in Textilmaterial, insbesondere in Garnen, Vorgarnen und Bändern, mit mindestens einem elektrischen
Messorgan zur Bildung eines dem Querschnittsverlauf des Textilmaterials entsprechenden Signals, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte elektrische Signal als Eingangssignal (u) einem Schmitt-Trigger (4) zu- geführt wird, welcher Schnitt-Trigger (4) zwei stabile Betriebszustände aufweist, von welchen sich der eine Betriebszustand bei Eingangssignalen (u2) kleiner als eine bestimmte charakteristische Kippspan- nung (Uk) und der andere Betriebszustand bei Eingangssignalen (uj grösser als die genannte Kippspan- nung (Uk) einstellt, so dass nur Spannungsspitzen (54)
im Eingangssignal (uj, die die Kippspannung (Uk) mindestens erreichen, den Umschlag in den zweiten Betriebszustand bewirken, wodurch ein Rechteck- impuls (u,, 55) mit einer variablen, durch die Spannungsspitzen (54) bestimmten Zeitdauer (T) gewon" nen wird, welcher Rechteckimpuls (uj in einen :
CR-Glied (5) differenziert wird, und welcher differen- zierte Rechteckimpuls (u4'56) einem monostabilen Multivibrator (6) zugeführt wird, welcher monostabile
Multivibrator nur einen stabilen Betriebszustand besitzt und beim Eintreffen eines differenzierten Recht- eckimpulses (56) in seinen zweiten, nicht stabilen Betriebszustand umkippt, von welchem er nach Ablauf einer bestimmen Zeit (T) selbsttätig in den ursprünglichen stabilen Betriebszustand zurückkippt, wodurch ein Impuls (58, u) mit konstanter Zeitdauer (T) gewonnen wird, welcher Impuls (58) zur Steuerung eines
Fadentrennorgans (8) herangezogen wird.