Vorrichtung zur Überwachung laufender Fäden und Verfahren zu ihrem Betrieb
Zur tYberwachung laufender Fäden sind Vorrichtungen bekanntgeworden, bei denen die Fäden zwischen einer Lichtquelle und einem lichtempfindli- chen Element unter Zwischenschaltung einer Blende hindurchgefuhrt sind. Mit Hilfe dieser Vorrichtungen wird der Faden auf Dick-oder Dünnstellen über- wacht und bei ihrem Auftreten gegebenenfalls ein Signal zur Ausreinigung dieser Fehlerstellen im Faden gegeben. Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, den Anwendungsbereich dieser Vorrichtun- gen zu erweltern.
Erfin, dungsgemäss ist die von der Lichtquelle be aufschlagte Fläche des lichtempfindlichen Elements von einem mindestens annähernd senkrecht zur Fa denlaufrichtung verlaufenden Schlitz der Blende bis auf einen schmalen Spalt abgedeckt. Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Betrieb dieser Vorrichtung, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Breite des Schlitzes derart wählt dass sie die dreifache Stärke der zu iiberwachenden Fäden praktisch nicht überschreitet.
Wird der von der Lichtquelle beaufschlagte Spalt des lichtempfindlichen Elementes, z. B. einer Photo zelle, eines Photoelementes oder dergleichen, auf Bruchteile eines Millimeters verengt, dann spricht das lichtempfindliche Element nicht nus sauf Schwan kungen in der Dicke des Fadens an, sondern auf die einzelnen aus dem Faden abstehenden Textilfasern. Mit einem an sich bekannten Verstärker kann man die von den Fasern ausgelösten Impluse im Ausgangsstromkreis des lichtempfindlichen Elemen- tes verstärken und erhält so je nach Fadengeschwin , digkeit und nach Fadenrauhigkeit eine Impulsfrequenz bzw. eine Impulsamplitude.
Die folgenden Darlegungen beziehen sich auf Ausführungsbeispiele der Erfindung. Anhand der Fig. 1 sei das Grundprinzip vorliegender Erfindung erläutert. Man erkennt eine Lichtquelle, in diesem Fall ein Glühlämpchen 1, welches ein lichtempfind- liches Element, in diesem Fall ein kleines Silizium Photoelement 2, beaufschlagt. Zwischen Lichtquelle 1 und Photoelement 2 ist der Faden F hindurchge- führt. Ausserdem ist zwischen Lichtquelle und Photoelement eine Blende 3 angeordnet, welche lediglich einen extrem kleinen Schlitz 4 von Bruchteilen eines Millimeters aufweist. Dieser Schlitz 4 ist nun so engbemessen,dass das Photoslement 2 auf die einzelnen von dem Faden F abstehendon Fadenfasern f anspricht.
Jedes an dem Schlitz 4 vorbeigleitende Fäserchen f ruft also in dem Ausgangsstromkreis 2a des Photoelementes einen elektrischen Impuls hervor. Dabei ist es für die Wirksamkeit vorliegender Erfindung von untergeordneter Bedeutung, ob der zu überwachende Faden F-wie im dargestellten Ausführungsbeispiel - zwischen Lichtquelle 1 und Blende de 3 angeordnet ist, oder ob er zwischen der Blende 3 und dem Photoelement 2 hindurchläuft.
Aus Fadenführungsgründen kann es jedoch vielfach vorteilhaft sein, wenn der Faden so wie in Fig. 1 dargestellt zwischen Lichtquelle 1 und Schlitzblende 3 verläuft. Weiterhin können anstelle der Schlitzblenden 3 auch Schlitzoptiken oder dergleichen verwendet werden. Wesentlich ist die Breite des auf das Photo element dringenden Lichtstrahle, s, der so schmal zu 'bemessen ist, dass die einzelnen vom Faden F ab stehenden Fadenfasern f Impulsschwankunge, n im Ausgangsstromkreis 2a des Photoelementes 2 her- vorrufen können. Bei Fäden mit sehr dünnen Fasern kann es daher erforderlich sein, die Breite des Licht- strahles auf wenige, u zu begrenzen.
Dass die unterschiedliche Dicke des Fadenkernes ebenfalls Impulsschwankungen im Ausgangsstrom- kreis 2a des Photoelemenbes 2 hervorruft, äst bekannt und für Fadenreinigungszwecke bereits ausge nutzt worden. Diese Schwankungen in der Dicke des Fadenkernes weisen jedoch eine erheblich niedrigere Frequenz auf als die von den Fadenfasern f hervor gerufenen Impulsfrequenzen. Es ist aus diesem Grunde möglich, diese beiden Ursachen für die Impulsschwanbungen voneinander zu eliminieren.
Wird beispielsweise im Ausgaagsstromkreis des licht- empfindlichen Elementes ein an sich bekannter elektricher Hochpass angeordnet, so können die Kernschwankungen des Fadens F ausgesiebt werden, so dass lediglich die von den Fadenfasem f hervonge- rufenen Impulsfrequenzen weitergeleitet werden. Faim derartiger Hochpass, auch Frequenzsieb genannt, ist in einfachster Ausführungsform in Fig. 2 dargestellt.
Zwischen dem Eingang 5 und dem Ausgang 6 des Hochasses befindet sich ein Kondensator 7 und eine Induktionsspule 8. Ein solcher Hochpass lässt alle hohen Frequenzen oberhalb einer bestimmten, durch die Grösse von Kapazität und Induktivität einstellbaren Schwelle durch, während die tieferen Frequenzen abgeschnitten werden, wie es beispiels- weise die graphische Darstellung in Fig. 3 zeigt.
In dieser Fig. 3 ist einerseits die Frequenz in Hertz (Hz) anderseits die Spannung in Volt (V) aufgetragen. Man erkennt, dass am Ausgang 6 des in Fig. 2 dargestellten Hochpasses unterhalb einer be stimmten Frequenz keine Spannung mehr ablesbar ist.
Wie aus vorstehendem zu erkennen, eignet sich die erfindungsgemässe Vorrichtung unter. anderem zur Messung der Fadenrauhigkeit. Die Fadenrauhigkeit hängt bekanntlich in erster Linie von der Länge der abstehenden Fasern ab. Je länger aber die abstehenden Fasern sind, um so grösser ist die Amplitude der von den Fadenfasern im Ausgangsstromkreis des Photoelementes 2 hervorgerufenen elektrischen Impulse. Lässt man also die von der Fadengeschwin- digkeit und der Häufigkeit der abstehenden Fäserchen abhängige Impulsfrequenz unberücksichtigt, so ergibt die von der Länge der Fasern abhängige Impulsamplitude ein Mass für die Fadenrauhigkeit. Mit einem an sich bekannten Wechselstromverstänker kann die Impulsamplitude, also die Impulsspannung, verstärkt werden.
Wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers gleichgerichtet wird, so kann ein Gleich- spannungsmesser die Mittelwerte der Fadenrauhigkoit anzeigen.
Unterliegt die Rauhigkeit eines Fadens sehr schnellen Schwankungen, so kann es möglich sein, dass die Trägheit eines Gleichspannungsmessers nicht ausreicht, um die Mittelwerte der Fadenirauhigkeit zubiMenbzw.anzuzeigen.Indiesem Fall kann'die gewonnene Gleichspannung, die entsprechend der wechselnden Rauhigkeit schwankt, noch mit Hilfe eines beispielsweise in Fig. 4 dargestellten Integrationsgliedes beruhight werden. Dises Integrationsglied besteht aus einem Gleichrichter 9, einem ohmschen Widerstand 10 und einem Kondensator 11. Am Ausgang dieses Intergrationsgliedes ist der Spannungsmesser 13 angeschlossen. Je nach der Grösse des ohmschen Widerstandes 10 und des Kondensators 11 kann ein Mittelwert von einem beliebig langen Zeitabschnitt gebildet werden.
Werden beispielsweise mit einem Stufenschalter Kapazität und Widerstand des Integrationsgliedes umschaltbar gemacht, so kann man wahlweise den Mittelwert verschiedener Zeit- einheiten für die Rauhigkeitermitteln.
Im vorstehenden wurde bereits awsgeführt, dass , die einzelnen Fadenfasern f im Ausgangsstromkreis 2a des Photoelementes 2 auch elektrische Impulsfrequenzen hervorrufen. Diese Eigenschaft der er- findungsgemässen Vorrichtung kann mit Vorteil dazu ausgenutzt werden, um das Vorhandensein eines ordnungsgemäss laufenden Fadens zu ermitteln. Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird auf diese Weise zum Fadonwächter .
Es ist hierzu lediglich erforderlich, das Ausbleiben der Faserfrequenz als Kmterium zur Anzeige des ordnungsgemässen Fadenlaufes bzw. zur Aus- schaltung der Machine bei nicht ordnungsgemässem Fadenlauf heranzuziehen. Die Reaktionsfähigkeit dieses Fadenwächters ist so schnell, dass die Vorrichtung bereits ansprechen kann, bevor der Faden die Geschwindigkeit Null erreicht hat.
Selbst dann, wenn Anschliessend, beispielsweise bei einer Fachspulma- schine, der gerissene Faden durch Nebenfäden wie dsr mitgerissen wird, entsteht beim Reissen des Fadens doch eine kurze Unterbrechung der hohen, von den Fadenfasern hervorgerufenen Frequenz, die dann das erwünschte Abtrennen sämtlicher übrigen Fäden einleiten kann. Zum Abtrennen der Fäden kann ein an sich bekannter Abschneidmagnet verwendet werden, dessen Stromkreis durch einen von der Spulen- abhebevorrichtung betätigten Mikroschalter unterbrochen werden kann. Der gleiche Mikroschalter schaltet den Abschneidemagnetstromkreis auch erst wieder vorbereitend ein, wenn der Faden nach der . Knotung wieder in Bewegung ist.
In diesem Zusammenhang sei auch noch auf einen besonderen Vorteil des vorbeschriebenen Fa- denwächters hingewiesen. Es ist bekannt, dass bei Spulm, aschinen die Fadenspannung kurz vor der Spule am grössten ist. In vielen Fällen reisst daher bei Fadenbruch der Faden kurz vor, der Spule und kann im Fadenwächter hängenbleiben. Bei einer einfachen Lichtschranke, mit der der Faden direkt abgetastet wird, kann also aus vorstehenden Gründen der in der Lichtschranke verbleibende Faden keinen Fadenbruch melden. Die Vorrichtung nach der Erfindung dagegen spricht unabhängig von dem Vorhandensein des Fadens auf die bei Fadenbruch zumindest kurz zeitig herabgesetzte Fadengeschwindigkoit an.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist, wie bereits erwähnt, als Fadenwächter für Fachspulmaschinen besonders geeignet, da hier eine sehr schnelle . Reaktion erforderlich ist. Es wird nicht wie bisher die Fadenspannungoder die Anwesenheit des Fadens, , sondern eine Mindestgeschwindigkeit des Fadens zur Auslösung der Fadentrennvorrichtung verwendet.
Diese Mindestgeschwindigkeit, ist selbstverständlich abhängig von der Grösse des im Ausgangsstromkreis 2a des Photoelementes 2 angeordneten elektrischen Hochpasses, wie er in Fig. 2 dargestellt wurde. Nach Wunsch ist es auch hier möglich, diese Mindestge- schwindigkeit durch Veränderung der Kapazität 7 und/oder der Induktiv, ität 8 auf bestimmte Werte einzustellen. In manchen Fällen kann auch ganz auf die Anordnung eines Hochasses verzichtet werden.
In diesem Fall würden sämtliche Frequenzen bis Null verwendet und erst beim absoluten Stillstand der Auslöseimpuls gegeben.
Aus vorstehendem ist zu erkennen, dass die Vorrichtung nach der Erfindung mit Vorteil als Faden wächter und als Fadenrauhigkeitsmesser verwendet werden kann. Da die Verwendung des Erfindungs gogenstan, des als Fadenwächter auf einem anderen Messprinzip beruht als die Verwendung als Rauhtigkeitsmesser, ist es ohne Schwierigkeiten möglich, ein und dasselbe Gerät sowohl als Fadenwächter als auch als Fadenrauhigkeitsmesser zu benutzen. Dar- über hinaus kann aber der Gegenstand der Erfindung auch in der an sich bekannten Weise als Fadenreiniger verwendet werden. Durch Einbau an sich bekannter Bandpässe oder dergleichen ist es möglich, bestimmte Frequenzbänder oder Frequenzspek- tren zur Steuerung oder Anzeige auszunutzen.
Es s kann also beispielsweise die von Dickenänderungen des Fadenkernes hervorgerufene verhältnismässig niedrige Frequenz von derjenigen durch die bewegten abstehenden Fäserchen des Fadens bedingten, verhältnismässig hohen Frequenz getrennt werden. Damit kann ein und dasselbe Gerät als Fadenreiniger, als Fadenwächter und als Fadenrauhigkeitsmesser dienen.