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Einrichtung zur Bestimmung und Klassierung von sporadisch auftretenden Erscheinungen in einer variablen Grösse, insbesondere von sporadisch auftretenden Fehlern in Textilprodukten
Bei Textilprodukten der Spinnerei, z. B. Garnen, tritt bekanntlich neben den durch die zufällige Verteilung der Fasern bedingten mässig starken Schwankungen des Gewichtes pro Längeneinheit Q in Funktion der Länge L noch ein mehr oder weniger starker Gehalt an sporadisch auftretenden starken Veränderungen desGewichtesproLängeneinheitQinErscheinung, u. zw. sogenannte"Nissen","Schleicher"usw. Während die Beeinflussung des Warenbildes durch die zufallsbedingten Schwankungen als tragbar hingenommen wird, führt die Beeinflussung des Warenbildes durch sporadisch auftretende Erscheinungen vielfach zu Beanstandungen.
In diesem Falle werden die sporadisch auftretenden Erscheinungen als Garnunreinigkeiten oder als eigentliche Garnfehler bezeichnet. Diese Garnfehler können jedoch sowohl bezüglich ihrer Ursache als auch bezüglich ihres Aussehens sehr unterschiedlich sein und je nach ihrer Art werden sie mit den verschiedensten Bezeichnungen versehen, so z. B."Nissen","Dickstellen","Anflug"u. a. m. Um bei unbefriedigender Qualität des Textilproduktes der Bildung der sporadisch auftretenden Erscheinungen entgegenwirken zu können, müssen die Entstehungsorte der einzelnen Garnfehler bekannt sein. Diese Bestimmung ist im allgemeinen ziemlich schwierig und verlangt grosse textiltechnische Erfahrung.
Zur Behebung der Garnfehler müssen beispielsweise Veränderungen in der Einstellung gewisser Spinnereimaschinen vorgenommen werden, die eine Verbesserung von wenigstens einer Art von Garnfehlern erwarten lassen.
Um weiter den Erfolg einer solchen Veränderung beurteilen zu können, muss jeweils die Häufigkeit der einzelnen Garnfehlerarten oder zumindestens der Artklassen am Spinnereiprodukt bestimmt werden.
Bereits bekannte Einrichtungen arbeiten so, dass das Garn durch ein Fühlorgan hindurchbewegt wird, welches dasselbe beispielsweise mechanisch, optisch, elektrisch oder pneumatisch abtastet ; unter Zwischenschaltung geeigneter Umformer werden die im Garn vorhandenen Querschnittsschwankungen registriert. Sobald die dauernd registrierten Werte eine zulässige, beliebig wählbare Grenze überschreiten, wird beispielsweise ein Zählimpuls hervorgerufen. Diese bekannten Einrichtungen gestatten nun aber nicht, Un- terschiedeinArt, Form und Grösse der registrierten Garnfehler festzustellen, um dadurch die Häufigkeit bestimmter, spezifischer Eigenschaften solcher Garnfehler zu ermitteln.
Die heutigen Anforderungen in der Textilindustrie erfordern aber Einrichtungen, die solche Nachteile nicht mehr aufweisen. Die Erfindung betrifft nun eine Einrichtung zur Bestimmung und Klassierung von sporadisch auftretenden Erscheinungen in einer variablen Grösse, insbesondere von sporadisch auftretenden Fehlern zu prüfender Garne, mit einem Messorgan in Verbindung mit einem Prüfgerät, wobei das Garn in konstanter Geschwindigkeit durch das Messorgan hindurchbewegt wird und im Prüfgerät dauernd eine dem Gewicht pro Längeneinheit in Funktion der Länge äquivalente elektrische Grösse als Funktion der Zeit gebildet wird, welche somit beim Hindurchgang einer Verdickung im Garn einen entsprechenden Funktionsverlauf hervorruft, und ist gekennzeichnet durch elektrische Filter,
an deren Eingang die elektrische Grösse gelegt wird und welche einen vorgegebenen Durchlassbereich für die elektrische Grösse aufweisen, an deren Ausgang nur noch die für die selektive Klassierung der sporadisch-a ftretenden Erscheinungen erforderlichen Komponenten in Erscheinung treten, und durch ein jedem der genannten Filter zugeordnetes Anzeigegerät, welches die vom zugehörigen Filter selektiv durchgelassenen Komponenten zur Anzeige bringt.
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organs 2 (s. Fig. 7), mit welchem der Querschnitt Q in die elektrische Grösse U = f (t) umgeformt wird, nicht unendlich klein, sondern beispielsweise 8 mm lang ist (Fig. 7a). Der Verlauf der elektrischen Grö- sse U = f (t) wird dadurch verzerrt (Fig. 7b). Durch diese Verzerrung werden auch die Frequenz- bzw.
Wel- lenlängenspektren verändert. Fig. 7c zeigt das entsprechende Beispiel von Fig. 3 unter Berücksichtigung i der Verzerrung. Die Spektren der einzelnen Arten von Garnfehlern sind aber immer noch typisch. Durch entsprechende Anpassung der Filter an die neuen, durch die Verzerrung gebildeten Verhältnisse ist ein analoges Vorgehen gemäss obiger Beschreibung trotzdem möglich. Immerhin ist zu beachten, dass das
Spektrum der Nissen bereits ziemlich nahe an dasjenige der Dickstellen heranreicht.
Unter Umständen kann das Spektrum 16 (Fig. 8) einer sehr ausgeprägten Dickstelle so gross sein, dass es das Spektrum 14 einer zu bestimmenden Nisse vollständig überdeckt und somit vom Filter für Nissen als Nisse angesprochen werden kann (Fig. 8). Vor allem begünstigt die hohe Empfindlichkeit einer An- zeigevorrichtung, welche infolge der in Fig. 7b gezeigten Reduktion der elektrischen Grösse U = f (t) beim
Durchgang einer Nisse durch ein Messorgan 2 erforderlich ist, die Möglichkeit, dass grosse Dickstellen auch als Nisse angezeigt werden.
Für die Ausschaltung dieses Störeffektes kann beispielsweise mindestens ein weiteres Merkmal der elektrischen Grösse U = f (t), welches beim Durchgang einer Nisse durch ein Messorgan 2 auftritt, heran- gezogen werden. Fig. 9 zeigt den Verlauf der elektrischen Grösse U = f (t) beim Durchgang einer solchen
Nisse. Es sind hiebei drei charakteristische Merkmale zu unterscheiden, nämlich eine Eintrittsflanke 21, ein konstanter Teil 22 und eine Austrittsflanke 23. Damit ein von einer Nisse verursachter Verlauf der elektrischen Grösse U = f (t) ausschliesslich einer solchen eindeutig zuzuschreiben ist, müssen sowohl die
Eintrittsflanke 21, der konstante Teil 22 als auch die Austrittsflanke 23 der Kurve 20 bestimmte Anfor- derungen betreffend Steilheit und Länge erfüllen.
Das elektrische Filter zur Bestimmung von Nissen kann diesen Anforderungen dann genügen, wenn es Mittel enthält, die einerseits Steilheit und Grösse der Ein- und Austrittsflanken beurteilen können und die anderseits die Erfüllung der zeitlichen Distanz zwischen
Eintritts- und Austrittsflanken feststellen. Allgemein ausgedrückt bedeutet das, dass unter Umständen für gewisse Arten von Garnfehlern oder zufolge praktischer Einschränkungen neben dem Frequenzspektrum auch das Phasenspektrum auf irgend eine Art zur selektiven Klassierung beigezogen werden kann.
Fig. 10 zeigt ein Blockschema einer vollständigen, erfindungsgemässen Messanordnung, mit welcher die Bestimmung und Klassierung entsprechend dem erfindungsgemässen Verfahren ermöglicht wird. Das
Textilprodukt 1 wird durch ein Messorgan 2 gezogen, welches Messorgan auf bekannte Weise das Gewicht pro Längeneinheit des Textilproduktes 1 feststellt und vermittels des ebenfalls bekannten Prüfgerätes 3 in eine elektrische Grösse U = f (t) umformt. Das Messorgan 2 kann entweder rein elektrisch, optisch, pneu- matisch oder auf andere geeignete Art den Querschnitt des Textilproduktes 1 abtasten. Das vom Prüfgerät abgegebene elektrische Signal U wird einer Anzahl von elektrischen Filtern 4,5, 6 zugeführt, von wel- chen jedes derart dimensioniert ist, dass am Ausgang jedes Filters ein elektrisches Signal U*.
U", U'" auftritt, wenn das elektrische Signal U Komponenten enthält, die durch sporadisch auftretende Fehlerer- scheinungen im Textilprodukt erzeugt worden sind.
Die Anzeigegeräte 7,8, 9 können so ausgebildet sein, dass bei Erreichen eines bestimmten Wertes der Ausgangsspannung des Filters ein Zählwerk betätigt wird. Die Anzeigegeräte können auch mehrere
Zählwerke enthalten, wobei jedes auf einen andern Wert der Ausgangsspannung des Filters abgestimmt ist, wodurch eine gleichzeitige Messung mit verschiedenen Empfindlichkeitsstufen ermöglicht wird. Die An- zeigegeräte können auch als registrierende Instrumente ausgebildet sein.
Der kritische Wett der Ausgangsspannung der Filter kann auch in Abhängigkeit vom Mittelwert der gegebenen Funktion gewählt werden, wodurch die Empfindlichkeit bezüglich des Mittelwertes relativ konstant bleibt. Der Mittelwert seinerseits kann beispielsweise durch ein Tiefpassfilter fortwährend näherungs- weise gebildet werden.
Die Anzahl der an das Prüfgerät angeschlossenen Filter ist an sich nicht beschränkt. Sie richtet sich vor allem danach, welche sporadisch auftretenden Erscheinungen im Textilprodukt 1 erfasst werden sollen und wie weit die verschiedenen Arten von Garnfehlern in Fehlerklassen zusammengefasst werden können.
Die detaillierten Ausführungsbeispiele von elektrischen Filtern können sehr unterschiedlich sein.
Fig. 11 zeigt einen elektrischen Schwingkreis 30, der auf eine der entsprechenden Frequenzen abgestimmt ist.
Das Filter in Fig. 12 stellt eine Anordnung, bestehend aus Schwingkreis 30 und Diode 31, dar. Die Diode bewirkt, dass die Anfangsbedingungen beim Eintritt einer sporadischen Erscheinung stets genau de- finien werden. (Der Schwingkreis kann durch andere Schwankungen der elektrischen Grösse U bereits angeregt werden.) Die in den Fig. 11 und 12 gezeigten Parallelschwingkreise 30 können natürlich auch als
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Serienschwingkreise ausgebildet sein. Zweckdienliche Filtereigenschaften können im weiteren mit R-CGliedern, oder mit R-C- bzw. L-C-Gliedern in Verbindung mit Verstärkern zur Verbesserung der Güte erhalten werden.
Filter für bestimmte Arten von Garnfehlern erfordern auch, dass ihnen nur ein Strom bzw. eine Spannung, die stets grösser oder stets kleiner als der Mittelwert der Grösse U (t) ist, zugeführt wird.
Fig. 13 zeigt ein detailliertes Ausführungsbeispiel der elektrischen Mittel für die Bestimmung von Nissen und Schalen, wobei als Messorgan 2 eine endliche Messlänge, wie sie praktische Ausführungen aufweisen, verwendet worden ist.
Mit einem Schwingkreis A wird die Amplitude beim Eintritt der Nisse oder Schale im Messorgan 2 bestimmt. Die Schwingkreisfrequenz kann dabei so gewählt werden, dass bestimmte Änderungen in der Steilheit des Impulses-bedingt durch die Form der Nisse oder Schale-praktisch eliminiert werden können. Der Spitzenwert kann dabei z. B. mit einer Kombination aus einer Diode 33 und einem Kondensator 34 festgehalten werden. Der Schwingkreis B ist umgekehrt gepolt und wird nur beim Austritt der Nisse oder Schale aus dem Messorgan angeregt. Ein Laufzeitdiskriminator D untersucht den Eintrittsimpuls und den Austrittsimpuls auf deren gegenseitige zeitliche Verschiebung. Wenn auf einen Eintrittsimpuls nach einer Zeit entsprechend der Durchlaufzeit durch das Messorgan 2 kein Austrittsimpuls folgt, so wird der festgehaltene Spitzenwert des Schwingkreises A wieder gelöscht.
Mit einem solchen Laufzeitdiskriminator D wird erreicht, dass alle Schwankungen im Gewicht pro Längeneinheit des Textilmaterials l, welche infolge einer plötzlichen Verdickung ein elektrisches Signal mit einer Eintrittsflanke 21 (Fig. 9) erzeugen, denen jedoch die charakteristische Austrittsflanke 23 nach einem Zeitintervall 22 fehlt-d. h. die keine Nissen darstellen-nicht als solche gezählt werden. Es wird also ein äusserst strenges Kriterium bezüglich der Identifizierung von Nissen ausgeübt.
Die Arbeitsbedingung für einen möglichen Laufzeitdiskriminator D, von denen einer beispielsweise in Fig. 13 schematisch gezeigt ist, ist die folgende : Tritt am Kondensator 34 eine zunehmende Spannung U auf, so wird über eine Röhre 36 und eine Spule 37 der mit dieser gekoppelte Schwingkreis 38,39 zu einer Schwingung angeregt. Während der ersten Halbwelle der Schwingung sperrt die Diode 35. Während der zweiten Halbwelle leitet die Diode 35 und der Kondensator 34 entlädt sich. Wenn die Zeitdauer einer Halbwelle dabei der erforderlichen Laufzeit entspricht, sind die Bedingungen des Laufzeitdiskriminators im wesentlichen erfüllt.
Es können jedoch auch andere Schaltungsarten für Laufzeitdiskriminatoren, beispielsweise solche mit Transistoren, verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Bestimmung und Klassierung von sporadisch auftretenden Erscheinungen in einer varia-
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bindung mit einem Prüfgerät, wobei das Garn mit konstanter Geschwindigkeit durch das Messorgan hindurchbewegt wird und im Prüfgerät dauernd eine dem Gewicht pro Längeneinheit in Funktion der Länge äquivalente elektrische Grösse als Funktion der Zeit gebildet wird, welche somit beim Hindurchgang einer Verdickung im Garn einen entsprechenden Funktionsverlauf hervorruft, gekennzeichnet durch elektrische Filter (4), an deren Eingang die elektrische Grösse (U (t)) gelegt wird und welche einen vorgegebenen Durchlassbereich für die elektrische Grösse (U (t)) aufweisen,
anderen Ausgang nur noch die für die selektive Klassierung der sporadisch auftretenden Erscheinungen erforderlichen Komponenten in Erscheinung treten, und durch ein jedem der genannten Filter (4) zugeordnetes Anzeigegerät (7), welches die vom zugehörigen Filter (4) selektiv durchgelassenen Komponenten zur Anzeige bringt.