Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle von Knoten Method and device for controlling knots
In der Textilindustrie ist insbesondere beim Spul pro ss das Zusammenknoten von zwei Fäden eine sehr häufige Operation. In the textile industry, the knotting of two threads is a very common operation, especially with Spul pro ss. Bei handbedienten Spulmaschinen wird der Knotvorgang manuell durchgeführt, wodurch auch eine visuelle Kontrolle des dabei gebildeten Knotens gewährleistet ist. In the case of hand-operated winding machines, the knotting process is carried out manually, which also ensures a visual check of the knot formed in the process. Bei den in letzter Zeit auf dem Markte erschienenen Spul- automaten ist diese Kontrolle jedoch nicht mehr vorhanden. However, this control is no longer available in the winder machines that have recently appeared on the market. Beim Knotvorgang treten jedoch des öfteren Störungen auf, so dass, eine Kontrolle des Knotens sehr erwünscht ist. However, disturbances often occur during the knotting process, so that a control of the knot is very desirable.
Die hauptsächlichsten Störungen bestehen darin, dass die sogenannten Restfäden beim Knoten gar nicht oder nur teilweise abgeschnitten werden oder dass aus irgend einem Grund ein dritter Faden fälschlicherweise miteingeknotet wird. The main disturbances are that the so-called residual threads are not or only partially cut off at the knot, or that for some reason a third thread is incorrectly knotted. Eine wirksame Knotenkontrolle muss sich also sowohl auf die Grösse des Knotens als auch auf dessen unmittel- bare Umgebung erstrecken. Effective node control must therefore cover both the size of the node and its immediate vicinity.
Bis heute sind mechanische Knotenwächter bekannt, die auf die Grösse des Knotens eingestellt werden und beim Überschreiten einer gewissen Grösse ein Signal auslösen, das zum Beispiel in der Nähe des Knotens den zusammengeknupften Faden erneut zerschneidet. To date, mechanical knot monitors are known that are set to the size of the knot and, when a certain size is exceeded, trigger a signal that, for example, cuts the tied thread again near the knot. Dadurch muss zwangläufig der Faden erneut zusammengeknotet werden, wobei das fehler- hafte Stück weggeschnitten wird. As a result, the thread inevitably has to be knotted together again, with the defective piece being cut away. Der Nachteil solcher Vorrichtungen besteht jedoch darin, dal3 eigent- lich nur der Knoten geprüft werden kann, nicht aber das Gebiet, in dem sich die ubgeschnittenen Restfäden befinden. The disadvantage of such devices, however, is that only the knot can actually be checked, but not the area in which the remaining cut threads are located. Die Methode genügt aber auch nur sehr mangelhaft, wenn beispielsweise ein dritter Faden miteingeknotet wird. However, the method is only very inadequate if, for example, a third thread is also knotted.
Der Knoten wird dabei im Mittel um 50 % dicker ; The knot becomes 50% thicker on average; der Fadenquerschnitt streut jedoch im allgemeinen so stark, dass sehr oft der Knoten von drei Fäden kleiner ist als die mittlere Knotengrösse von zwei Fäden oder dass der Knoten von zwei Fäden grösser ist als die mittlere Grösse eines Knotens mit drei Fäden. however, the thread cross-section is generally so widely spread that the knot of three threads is very often smaller than the mean knot size of two threads or that the knot of two threads is larger than the mean size of a knot with three threads. Aus diesem Grund werden bei solchen Vorrichtungen, die nur die Grösse des Knotens allein bestimmen, bei einigermassen si- cherer Erfassung der fehlerhaften Einknotungen eines Drittfadens allzu viele Knoten ausgeschieden, deren Entfernung eigentlich nicht notwendig gewesen wäre. For this reason, with such devices which only determine the size of the knot alone, if the incorrect knotting of a third thread is detected with some degree of certainty, too many knots are eliminated, the removal of which would actually not have been necessary.
Wird jedoch die Empfindlichkeit einer solchen Vor- richtung reduziert, so werden wohl weniger Knoten nicht mehr fälschlicherweise ausgeschieden, der Pro zentsatz an solchen Knoten, die auszuscheiden ge- wesen wären, wird hierbei jedoch im allgemeinen zu gross. If, however, the sensitivity of such a device is reduced, fewer nodes will no longer be erroneously eliminated, but the percentage of such nodes that would have been eliminated is generally too large.
Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile und besteht in einem Verfahren zur Kontrolle von Knoten, welches sich dadurch auszeichnet, dass in mindestens einem ersten Messortgan von jedem durchlaufenden Knoten ein Signal erzeugt wird, dass in einem zweiten Messorgan der Fadenquerschnitt ermittelt und bei Überschreitung der einem Einzelfaden entsprechenden Messgrösse ein weiteres Signal ausgelöst wird und dass ferner diese Signale einem m UND-Gatter zugeführt werden, welches nur beim gleichzeitigen Vorbandensein beider Signale geöff- net wird. The present invention avoids these disadvantages and consists in a method for checking knots, which is characterized in that a signal is generated in at least one first measuring element of each passing knot that the thread cross-section is determined in a second measuring element and that of a single thread when it is exceeded A further signal is triggered according to the corresponding measured variable and that these signals are also fed to an m AND gate, which is only opened when both signals are present at the same time.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ist gekennzeichnet durch mindestens ein erstes Messorgan, welches beim Durchlauf eines Knotens ein Signal erzeugt, und, durch mindestens ein zweites Messorgan, das den Fadenquerscbnitt ermittelt und bei Überschreiten der der Querschnitt eines Einzelfadens entsprechen- den Messgrösse ein Signal tabgibt, sowie durch ein UND-Gatter, das nur bei gleichzeitigem Vorhandensein beider Signale durchlässig ist. The invention also relates to a device for carrying out the method and is characterized by at least one first measuring element, which generates a signal when passing through a knot, and, by at least one second measuring element, which determines the cross-section of the thread and corresponds to the cross-section of a single thread when it is exceeded. A signal tab gives the measured variable, as well as an AND gate, which is only permeable when both signals are present at the same time.
Anhand der Beschreibung und der Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Exemplary embodiments of the invention are explained on the basis of the description and the figures.
Dabei zeigt It shows
Fig. 1 schematisch die Messfelder mit durch laufendem Faden, 1 schematically shows the measuring fields with a thread running through,
Fig. 2 schematisch die Messfelder mit durch laufendem Knoten, 2 schematically the measuring fields with a running node,
Fig. 3 ein Blockschema für die Auswertung der in den Messfeldern erzeugten Signale, 3 shows a block diagram for the evaluation of the signals generated in the measuring fields,
Fig. 4 schematisch eine mögliche Variante der Fig. 4 schematically shows a possible variant of the
Messfeldanordnung. Measuring field arrangement.
Fig. 5 schematisch eine mögliche weitere Variante der Messfeldanordnung, 5 schematically shows a possible further variant of the measuring field arrangement,
Fig. 6 eine zusätzliche Schaltstufe zum Blookschema der Fig. 3. FIG. 6 shows an additional switching stage to the block diagram of FIG. 3.
In Fig. 1 stellt 1 ein erstes Messfeld dar. Dasselbe kann beispielsweise aus, dan Elektroden eines kapa zitiv wirkenden Messorgans'gebildet sein.. Bin weiteres In FIG. 1, 1 represents a first measuring field. The same can be formed, for example, from electrodes of a capacitive measuring element. Another
Messorgan 2 liegt nun in'Laufrichtung des Fadens 4 vor dem ersten Messorgan 1 und ist von diesem nur wenig distanziert. Measuring element 2 now lies in front of the first measuring element 1 in the direction of travel of the thread 4 and is only slightly distanced from it. Der Faden 4 läuft in Richtung des gezeichneten Pfeiles von links mach rechts durch diese Messfelder. The thread 4 runs in the direction of the arrow drawn from the left to the right through these measuring fields. Er enthalte einen Knoten 41, der einen Restfaden 42 nach sich zieht. It contains a knot 41, which draws a residual thread 42 with it.
Solche Restfäden treten auf, wenn die Knotvorrichtung die Fadenenden nicht sauber abschneidet oder wenn ein dritter Faden fälschlicherweise in die Knotvorrichtung mitgeschleppt, aber nicht richtig eingelegt wird, so dass er nicht mit In anderen Fadenenden abgeschnitten wird. Such residual threads occur when the knotting device does not cut the thread ends cleanly or if a third thread is mistakenly dragged into the knotting device but is not inserted correctly so that it is not cut off with other thread ends. In Fig. 2 ist derselbe Knoten 41 in den Bereich des Messfeldes 1 vongerückt gezeigt, während der Restfaden 42'im Bereiche des Messfel- des 2 noch wirksam ist. In FIG. 2, the same node 41 is shown moved away into the area of the measuring field 1, while the remaining thread 42 ′ is still effective in the area of the measuring area 2. Tritt der Knoten 41 vorerst t in das Messfeld 2 ein ; If the node 41 initially enters the measurement field 2; so wird ein Signal ausgelöst. so a signal is triggered.
Im Messfeld 1 wird er jedoch noch nicht wirksam. However, it is not yet effective in measuring field 1.
Handelt es sich um einen normalen Knoten, so wird der beim Eintritt in das Messfeld 1 das Messfeld 2 verlassen, so dass nur ein Signal vom Messfeld 1 geliefert wird, während im Messfeld 2 erneut der Einfachfaden enthalten ist. If it is a normal knot, it will leave the measuring field 2 when it enters the measuring field 1, so that only one signal is supplied by the measuring field 1, while the measuring field 2 again contains the single thread. Schleppt jedoch der Kno- ton 41 einen Restfaden 42 mit, so wird sowohl vom Messfeld 1 als auch vom Messfeld 2 gleichzeitig ein Signal, abgegeben, da das Messfeld 2 von zwei Fäden 4, 42 beeinflusst ist, wenn der Knoten 41 in das Messfeld 1 eintnitt und somit ein Kriterium für einen fehlerhaften Knotsn vorliegt. However, if the knot 41 drags a remaining thread 42 with it, a signal is emitted from both the measuring field 1 and the measuring field 2 at the same time, since the measuring field 2 is influenced by two threads 4, 42 when the knot 41 enters the measuring field 1 and therefore a criterion for a faulty node is present.
Die Auswertung dieses Kriteniums kann beispiel6- weise darin bestehen, dass der Faden in'der Umgebung des fehlerhaften Knotens erneut durchschnitten wird. The evaluation of this criterion can consist, for example, in the fact that the thread is cut again in the vicinity of the faulty knot.
Um von der Fadenlaufrichtung unabhängig zu sein, kann das erste Messorgan auch doppelt ausgeführt sein. In order to be independent of the thread running direction, the first measuring element can also be designed twice. Eine entsprechende Anordnung zeigt Fig. 4. Das Kriterium für einen fehlerhaften Knoten besteht darin, dass vom Messorgan 2 und von minde stenseinemderMessorgane1und1einSignal abgegeben wird. A corresponding arrangement is shown in FIG. 4. The criterion for a faulty node is that the measuring element 2 and at least one of the measuring elements 1 and 1 emit a signal.
Eine weitere Lösung, um von der Fadenlaufrichtung unabhängig zu sein, zeigt Fig. 5. Hienbei ist das zweite Messorgan doppelt ausgefüührt. Another solution, in order to be independent of the thread running direction, is shown in FIG. 5. Here, the second measuring element is designed twice. Ein fehlerhafter Knoten ergibt dann entweder am Mess organ 2'oder am Messorgan 2"und am Messorgan 1 ein Signal. A faulty node then produces a signal either on measuring organ 2 ′ or on measuring organ 2 ″ and on measuring organ 1.
Fig. 3 zeigt nun ein Blockschema eines Ausführungsbeispiels. 3 now shows a block diagram of an exemplary embodiment. Die beiden Messorgane 1, 2 sind als kapazitive Messsysteme ausgebildet ; The two measuring elements 1, 2 are designed as capacitive measuring systems; sie können aber auch die Fadendicke durch optische, magnetische, strablunggabsorbierende oder noch weitere Mittel abtasten und entsprechende Signale liefern. however, they can also scan the thread thickness by optical, magnetic, strabung-absorbing or other means and deliver corresponding signals.
Die Hochfrequenzleistung zur Speisung der Messorgane 1 und 2 wird in je einem Hochfrequenzgenerator 5, 6 an sich bekannter Art erzeugt. The high-frequency power for feeding the measuring elements 1 and 2 is generated in a high-frequency generator 5, 6 of a type known per se. Es ist auch möglich, einen einzigen, Hochfrequenzgenerator für beide Messorgane gemeinsam zu benützen. It is also possible to use a single high-frequency generator for both measuring elements together. Je nach der in den Messorganen l, 2 vorhandenen Kapazität (Volumen des Garnabschnittes) wird mehr oder weniger Hochfrequenzenergie an die Arbeitswiderstände 7, 8 abgegeben. Depending on the capacity (volume of the yarn section) present in the measuring elements 1, 2, more or less high-frequency energy is given off to the working resistors 7, 8. Die an diesen Widerständen entstehenden Spannungen werden in Dioden 9, 10, gleichgerichtet. The voltages generated at these resistors are rectified in diodes 9, 10.
An den Kondensatoren 11, 12 billet sich nun vorerst eine Gleichspannung, durch Gleichrichten der Hochfrequenzspannung, herrührend von der Nullkapazität des Messorgans (di die Kapazität des s Messorgans, wenn sich kein Faden darin befindet), im weiteren ergibt ein im Messorgan eingelegter Faden eine Zusatzkapazität, somit eine ver- grösserte Hochfrequenzspannung an den Arbeitswi- derständen 7, 8 und schliesslich eine Zusatzspannung an den Kondensatoren 11, 12, die proportional der eingelegton Fadenmenge ist. At the capacitors 11, 12, a direct voltage is initially charged, by rectifying the high-frequency voltage, originating from the zero capacitance of the measuring element (i.e. the capacitance of the measuring element if there is no thread in it), and a thread inserted in the measuring element results in an additional capacitance , thus an increased high-frequency voltage at the working resistors 7, 8 and finally an additional voltage at the capacitors 11, 12, which is proportional to the amount of thread inserted.
Um die Gleichspannung, herrührend von der Nullkapazität, und eventuelle Unstabilitäten unwirksam zu machen, wird die Gleichspannung über die Kondensatoren 13, 14 abgetrennt. In order to make the direct voltage, originating from the zero capacitance, and possible instabilities ineffective, the direct voltage is separated via the capacitors 13, 14. An den Eingang der nachgeschalteten Verstärker 21, 22 an sich be- kannter Art gelangt das statische Nullpotential über die Widerstände 15 und L6. The static zero potential reaches the input of the downstream amplifiers 21, 22 of a known type via the resistors 15 and L6. Die Bedeutung der Schalber 23, 24 wind waiter unten erläuter. The meaning of the Schalber 23, 24 wind waiter is explained below. Die Ausganigsspanaungen der Verstärker 21 und 22 gelangen nun an je einen Schmitt-Trigger 25 bzw. 26 bekannter Art. Der Sohmitt-Trigger 25 ist so ein gestellt, dass er.'umkippt, sobald sich ein Knoten im Messor gan einfindet. The Ausganigsspanaungen the amplifiers 21 and 22 now reach a Schmitt trigger 25 or 26 of known type. The Sohmitt trigger 25 is set so that it.'umkippt as soon as a node is found in the measuring organ.
Der Schmitt-Trigger 26 anderseits ist idenart eingestellt, dass er umkippt, sobald sich zwei Fäden im Messorgan 2 befinden. The Schmitt trigger 26, on the other hand, is set in such a way that it tips over as soon as there are two threads in the measuring element 2. Die Aus- gämge dieser Scbmitt-Trijgger gelangen nun anden Eingang eines UND-Gatters 30. Es handelt sich idabei, um ein UND-Gatter bekannter Bauweise. The outputs of this Scbmitt-Trijgger now arrive at the input of an AND gate 30. It is an AND gate of known construction. Der Ausgang des UND-Gatters 30 ist mit dem Eingang einer Endstufe 31 verbunden, die beispielsweise eine Schneidvorrichtung betätigt. The output of the AND gate 30 is connected to the input of an output stage 31 which, for example, actuates a cutting device.
In den meisten Fällen ist eine dauernde Kontrolle des Fadens nicht notwendig. In most cases it is not necessary to continuously check the thread. Es genügt, wenn eine Vorrichtung, wie sie die vorliegende Erfindung darstellt, nur unmittelbar nach dem Knotvongang in Tätigkeit tritt. It is sufficient if a device such as the present invention only comes into operation immediately after the knotting process. Vielfach enthalten die anfangs er wähnten Spulautomaten nur eine Knotvorrichtunlg fiir mehrere Spulstellen. The automatic winding machines mentioned at the beginning often contain only one knotting device for several winding units. Die Knotenkontrolle ist d'aher auch dann gewährleistet, wenn eine erfindungs- gemässe Vorrichtung mit der Knotvorrichtung derart zusammen arbeitet, dass der Faden so geführt wird, dassmindestensderKnotendieKnoten-Kontrollvor- riehtung durchläuft. The knot control is therefore also guaranteed if a device according to the invention works together with the knotting device in such a way that the thread is guided in such a way that at least the knot passes through the knot control device.
Der ganze Knot-und Kontroll- vorgang spielt sich dann beispielsweise folgender- mayen ab : Erfassen der beiden zusammenzuknoten- den Fadenenden ; The entire knotting and checking process then takes place as follows, for example: Detecting the two thread ends to be knotted together; Zuführen der erwähnten Fadenenden zum Knoter ; Feeding said thread ends to the knotter; Knotvorgang ; Knotting process; Anlauf der Kreuzspule und damit Durchlass des Knotens durch die Knotenkontrollvorrichtung. Start-up of the cheese and thus passage of the knot through the knot control device.
Wie bereits erwähnt, dienen die Kondensatoren 13 und 14 zur Abtrennung der Gleichspannung, herrührend von der Nulltkapazität der Messorgane. As already mentioned, the capacitors 13 and 14 are used to separate the direct voltage resulting from the zero capacitance of the measuring elements.
Die Zeitkonstante von Kondensator 13 und Widerstand 15 bzw. von Kondensator 14 und Widerstand 16 muss dabei einerseits relativ klein, beispielsweise 1 Sakunde,. The time constant of capacitor 13 and resistor 15 or of capacitor 14 and resistor 16 must on the one hand be relatively small, for example 1 secund. sein, um ein rasches Einspielen z. be to a quick import z. B. beim Einsohalten der Anlage zu ermöglichen, anderseits sollte sie aber gross sein, damit die Spannung am Kondensator 13 bzw. 14 vom Zeitpunkt des Einlagens des einfachen Fadens in die Kontrollvorrich- tung bis zum Abschluss der Kontrolle nicht in unzu lässiger Weise nachläuft. B. when keeping the system in place, but on the other hand it should be high so that the voltage on the capacitor 13 or 14 does not run in an unacceptable manner from the time the simple thread is inserted into the control device until the control is completed.
Um diesen entgegengesetz- ten Forderungen gerechtzuwerden, kann baispiels- weise eine Vorrichtung mit folgander Funktion dazu- geschaltet werden : In order to meet these opposing requirements, a device with the following functions can be added, for example:
Ein weiterer Schmitt-Trigger 27, dessen Kippgrenze auf eine ziemlich kleine Ansprechgrenze, beispielsweise auf 10 % zum Mittelwert des durchlaufen- den Fadens eingestellt ist, wird parallel zum Schmitt Trigger 26 geschaltet. Another Schmitt trigger 27, the tilt limit of which is set to a fairly small response limit, for example to 10% of the mean value of the thread passing through, is connected in parallel with the Schmitt trigger 26. Er könnte auch parallel zum Schmitt-Trigger 25 geschaltet sein. It could also be connected in parallel to the Schmitt trigger 25. Sobald nun ein Faden eingelegt wird, kippt der Schmitt-Trigger 27. As soon as a thread is inserted, the Schmitt trigger 27 tilts.
Im ungekippten Zustand des Schmitt-Triggers 27 ist ein Relais 28 angezogen. In the untilted state of the Schmitt trigger 27, a relay 28 is attracted. Dieses Relais 28 enthält die'beiden Kontakte 23'und 24, die ebenfalls geschlossen sind. This relay 28 contains the two contacts 23 and 24, which are also closed. Sobald nun der Schmitt-Trigger 27 umkippt, fällt das Relais 28 ab, und die beiden Kon- takte 23 und 24 öffnen sich. As soon as the Schmitt trigger 27 tips over, the relay 28 drops out and the two contacts 23 and 24 open. Damit ist die scheinbar gegensätzliche Forderung erfüllt, dass zum Einlegen des Fadens eine rasche Stabilisierung möglich ist, weil die Zeitkonstante zufolge der geschlossenen Schalter 23, 24 relativ klein gehalten ist, sobald die beiden Schalter jedoch geöffnet werden, wird die Zeitkonstante ausserordentlich gross, womit praktisch ein nahezu statisches Arbeiten möglich wird. This fulfills the apparently contradicting requirement that rapid stabilization is possible for inserting the thread, because the time constant is kept relatively small due to the closed switches 23, 24, but as soon as the two switches are opened, the time constant becomes extraordinarily large, which is practical an almost static work becomes possible.
Eine solche Vorrichtung, die. Such a device that. beispielsweise mit Zeitkonstantenwechsel bezeichnen kann, kann sowohl vor als auch nach dem Verstärker oder vor und nach h dem Verstärker eingeschaltet werden, um einerseits die Gleichspannung, herrührend von der Nullkapazi- tät am Eingang des Verstärkers, abzutrennem, ander- seits, um Unstabilitäten im Verstärker selbst zu eli minieren. for example with time constant change, it can be switched on both before and after the amplifier or before and after the amplifier, on the one hand to cut off the DC voltage resulting from the zero capacitance at the input of the amplifier, on the other hand to avoid instabilities in the amplifier to eliminate yourself.
Die vorliegende erfindungs. The present invention. gemässe Vorrichtung kann mitretativwenigAufwand auch zur Lösung weiterer Aufgaben erweitert werden. According to the device can be expanded with relatively little effort to solve further tasks. So kann z. So z. B. die Grolle des Knotens kontrolliert werden, indem zum Schmitt-Trigger 25 ein weiterer Schmitt-Trigger 32 parallel geschaltet wird, dessen Kippgrenze naoh der zulässigen Grösse eines Knotens eingestellt wird und dessen Ausgang mit der Endstufe 31 direkt verbunden ist. B. the size of the node can be controlled by the Schmitt trigger 25 a further Schmitt trigger 32 is connected in parallel, the tilt limit is adjusted to the permissible size of a node and the output is connected to the output stage 31 directly.