Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle eines laufenden Fadens insbesondere in einer Textilfadenspulmaschine
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle eines laufenden Fadens, insbesondere in einer Textilfadenspulmaschine, bei dem die Schwankungen der Fadendicke entlang des Fadens in zeitliche Änderungen einer elektrischen Grösse umgewandelt werden und diese elektrische Grösse einer Auswertevorrichtung zugeführt wird, die entsprechend ihrer Ansprechcharakteristik beim Auftreten eines Fadenfehlers ein Kontrollsignal erzeugt. Insbesondere hat die Erfindung Bedeutung für einen sogenannten Fadenreiniger.
Darunter wird eine an textilen Spulmaschinen beliebiger Art anzubringende Vorrichtung verstanden, die den durchlaufenden Faden auf seine Gleichmässigkeit abtastet und bei Ungleichmässigkeiten, wie Einschnürungen, Verdickungen, Flusen usw. ein Kontrollsignal abgibt; dieses Signal kann zum Abstellen der entsprechenden Spulstelle, zum Abschneiden des Fadens oder zum automatischen Reinigen des Fadens an der entsprechenden Ungleichmässigkeitsstelle benutzt werden.
Die Unregelmässigkeiten eines Garnes lassen sich ihrer Entstehung entsprechend in zwei Gruppen aufteilen. Die erste Gruppe umfasst die natürlichen, rein statistisch bedingten Schwankungen der Faserzahl eines Stapelgarnes und die daraus resultierenden Schwankungen des Garnquerschnittes. Darüber hinaus unterscheidet man eine zweite Gruppe von Unregelmässigkeiten, die als die eigentlichen oder wesentlichen Garnfehler zu bezeichnen sind, nämlich:
Fremdkörper im Garn, wie Schalen, Holzstückchen oder Bastfasern, von Maschinendefekten, wie unrunden Streckzylindern herrührende Fehler und von Bedienungsfehlern herrührende Unregelmässigkeiten, wie unsaubere Andreher und eingesponnener Flug.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus der Gesamtheit der in Erscheinung tretenden Unregelmässigkeiten diese eigentlichen Fehler, nicht aber die statistischen Schwankungen des Fadenquerschnitts zu erfassen.
Diese Aufgabe wird beim erfindungsgemässen Verfahren dadurch gelöst, dass in der Auswertevorrichtung eine Information über die Länge jeder Fadenabschnitte, in denen die Fadendicke in einer Richtung von einem Referenzwert abweicht, gewonnen wird, und dass diese Längeninformation mit einer Information über die Dicke des Fadens innerhalb der genannten Fadenabschnitte derart verknüpft wird, dass zumindest in einem Teilbereich der Ansprechcharakteristik der Auswertevorrichtung, längere Fadenabschnitte der genannten Art bei geringerer Dicke ein Kontrollsignal auslösen, als kürzere Fadenabschnitte.
In der Praxis ist es schwierig, für die grosse Zahl der verschiedenen Garnarten stets eine gute Unterscheidung und Erfassung der eigentlichen Fehler zu erzielen. Es ist oft unmöglich, kurze, relativ dicke Fehler, die wenig stören, da sie leicht aus dem Gewebe entfernt werden können, durchzulassen, dagegen lange, den mittleren Querschnitt nur wenig übersteigende Fadenabschnitte, die im Gewebe oder Gewirk stark stören, zu erfassen. So kann eine kleine Erhöhung der Empfindlichkeit der Kontrollvorrichtung aus einem Bereich, in dem noch zu wenige verdickte Stellen des Fadens erfasst werden, fast sprungartig in einen Bereich mit unzulässig hoher Erfas sungsrate führen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird es möglich, das Verfahren bzw. die Vorrichtung zu dessen Durchführung der Vielzahl der verschiedenen Fadenarten anzupassen derart. dass alle wesentlichen Fehler erfasst werden, die natürlichen oder statistischen Ungleichmässigkeiten dagegen unberücksichtigt bleiben.
Durch Verwertung eines zweiten Kriteriums neben der Fadendicke, nämlich der Längsdimenison der fehlerhaften Fadenabschnitte, wird die Ausscheidung einer Fehlerstelle von zwei Grössen abhängig gemacht. Durch logische und/oder funktionale Verknüpfung der beiden getrennt ermittelten Grössen kann erreicht werden, dass das Verfahren an alle in der Praxis auftretenden Bedingungen und allen Anforderungen, die an die Gleichmässigkeit des Garns gestellt werden, weitgehend angepasst werden kann.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen durch einige Ausführungsbeispiele erläutert. Die in den Zeichnungen dargestellten Beispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung stellen einen sogenannten Fadenreiniger dar, durch welchen Abschnitte des Fadens, welche wesentliche Fehler aufweisen, automatisch herausgeschnitten werden.
Fig. 1 zeigt eine solche Vorrichtung im Blockschema.
In Fig. 2 sind als Beispiele zwei Fühlvorrichtungen dargestellt, die zur Abfühlung des Fadens in der Vorrichtung mäss Fig. 1 geeignet sind.
Die Fig. 3 und 4 zeigen Kurvenbilder, die zur Erläuterung einiger Prizipien dienen, nach welchen in der Vorrichtung gemäss Fig. 1 die wesentlichen Fehler eines Fadens ermittelt werden können.
Fig. 5 zeigt eine spezielle Schaltung, die bei der Ausführung des anhand von Fig. 4 beschriebenen Prinzips verwendet werden kann.
Fig. 6 zeigt ein detailliertes Schaltbild für das in Fig. 1 wiedergegebene Blockschema.
Die Fig. 7 und 8 dienen zur Erläuterung eines weiteren Prinzips zur Ermittlung der wesentlichen Fehler eines Fadens.
Die Fig. 9 und 10 zeigen eine spezielle Ausführungsform einer optischen Abfühlvorrichtung und deren Wirkungsweise.
In Fig. 11 ist im Blockschema ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Auswertekreis 11 in Fig. 1 und dessen Wirkungsweise dargestellt.
Fig. 12 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel für den Auswertkreis 11 in Fig. 1 im Blockschema und dessen Wirkungsweise.
Fig. 13 zeigt eine spezielle Schaltung eines der Blöcke in Fig. 12.
Fig. 14 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel für Auswertekreis 11 im Blockschema.
Fig. 15 gibt eine detaillierte Schaltung für einen der Blöcke des Schemas aus Fig. 14 wieder.
Gemäss Fig. 1 wird der Faden 1 auf einer nicht dargestellten Spulmaschine von einem Spinnkops oder einer Vorratsspule 2 abgezogen und auf eine Kreuzspule oder Aufwickelspule 3 aufgespult. Am Faden 1 ist das Fühlorgan 4, beispielsweise eine Photozelle, angeordnet.
Das Fühlorgan dient dazu, die Dicke des Fadens abzufühlen und elektrische Signale zu erzeugen, welche die Schwankungen der Fadendicke wiedergeben, wie dies an sich bekannt ist. Die im allgemeinen dem Fühlorgan zugeordnete Spannungsquelle ist der Einfachheit halber nicht dargestellt. Zur Verstärkung der vom Fühlorgan erzeugten elektrischen Signale ist ein Eingangsverstärker 5 an das Fühlorgan 4 angeschlossen. Der Ausgang des Eingangsverstärkers 5 ist an den Eingang einer Erfindungsgemäss aufgebauten Auswertevorrichtung 11, auch Auswertekreis genannt, angeschlossen. Die Auswertevorrichtung besteht in vorliegendem Falle beispielsweise aus einem Signalumformungskreis 6 und einem mit seinem ersten Eingang daran angeschlossenen Diskriminator 7 als wesentliche Teile.
Ferner ist in der Auswertevorrichtung ein automatisch arbeitender Schwellenregelkreis 10 vorgesehen, der zwischen den Ausgang des Eingangverstärkers 5 und einen zweiten Eingang des Diskriminators 7 geschaltet ist. Der automatische Schwellenregelkreis 10 ist kein unbedingt notwendiger Bestandteil der Auswertevorrichtung, verbessert jedoch in vielen Fällen deren Arbeitsweise. An den Ausgang des Diskriminators 7 ist ein Ausgangsverstärker 8 u. an diesem ein Ausführungsorgan 9 angeschlossen. Dieses Ausführungsorgan bewirkt im vorliegenden Falle, bei dem es sich um einen sogenannten Fadenreiniger handelt, das Durchschneiden des Fadens und Stillsetzen der nicht dargestellten Spulmaschine, sobald wesentliche, das heisst die zulässige Schwelle oder zulässigen Schwellen, überschreitende Fadenfehler auftreten.
Die genannten Schwellen sind durch den Aufbau und die Dimensionierung der Auswertevorrichtung 11 gegeben. Diese Schwellen können grundsätzlich fest eingestellt oder von Hand einstellbar sein; im vorliegenden Falle werden sie durch den Schwellenregelkreis 10 automatisch in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Wandlers 4 bzw. des Eingangsverstärkers 5 laufend geregelt, wie dies im einzelnen noch beschrieben wird.
Der Signalumformungskreis 6 hat die Aufgabe, aus der vom Eingangsverstärker 5 gelieferten kontinuierlichen Signalkurve umgeformte Signale abzuleiten, welche die Information über Dicke des Fadens und Länge fehlerhafter Fadenabschnitte in einer Form enthalten, die zur Verarbeitung durch den nachgeschalteten Diskriminator 7 geeignet ist.
Der Diskriminator 7 lässt nur solche der vom Signalumformungskreis 6 gelieferten Signale zum Ausgangsverstärker 8 gelangen, die hinsichtlich der Länge und Dicke fehlerhafter Fadenabschnitte die vorgegebenen Schwellen überschreiten und somit wesentliche Fadenfeh ler kennzeichnen. Nach Verstärkung im Ausgangsverstärker 8 kommen dessen Ausgangssignale zur Einwirkung auf das Ausführorgan 9. Das Ausführorgan kann als Trennvorrichtung ausgebildet sein, welche bei Betätigung den Faden durchschneidet; gemäss einer anderen Ausführungsform kann es auch als Abstellvorrichtung für den Mechanismus der Spulmaschine wirken oder beide Funktionen ausüben.
Fig. 2 zeigt beispielsweise zwei Ausführungsformen des Fühlorgans, das gemäss Fig. 1 zur Abfühlung des Fadens dient. Im linken Teil der Fig. 2 ist ein als Kondensator 4' ausgebildetes Tastorgan dargestellt, zwischen dessen Platten der abzufühlende Faden 1 hindurchläuft. Hierbei wird durch Unregelmässigkeiten des Fadens die Kapazität des Kondensators 4' laufend variiert; diese Variationen der Kapazität können in bekannter Weise mit elektrischen Mitteln kontinuierlich zur Modulation einer Signal spannung verwendet werden. Diese modulierte Signalspannung kann in den elektrischen Kreisen der Fig. 1 weiter verarbeitet werden. Im rechten Teil der Fig. 2 ist ein Fühlorgan dargestellt, das als Photozelle 4" ausgebildet ist.
Auf diese Photozelle trifft ein von einer Lichtquelle 11 erzeugtes Lichtbündel, das durch die Unregelmässigkeiten des laufenden Fadens 1 moduliert ist. Dabei erzeugt die Photozelle 4" einen nach Massgabe dieser Unregelmässigkeiten modulierten Photostrom, der in den in Fig. 1 dargestellten elektrischen Kreisen weiter verarbeitet werden kann.
In den Fig. 3 und 4 ist anhand von Kurvenbildern die Wirkungsweise des Signalumformungskreises 6 bezüglich der Ableitung von Längensignalen erläutert, welche ein Mass für die Länge der einen Fehler aufweisenden Abschnitte des abgefühlten Fadens darstellen.
In Fig. 3 ist im oberen Teil schematisch ein fehlerhafter Textilfaden 15 mit einem besonders dicken Fadenab schnitt 14 vergrössert dargestellt. Der zwischen den Pfeilen 16 befindliche Querschnitt des Fadens ist durch eine in die Zeichenebene geklappte, schraffierte Fläche 17 wiedergegeben. Der Querschnitt des Fadens ist, wie in der Zeichnung dargestellt, im allgemeinen unregelmässig.
Aus diesem Grunde empfiehlt es sich, die photoelektrische Abfühlvorrichtung gemäss Fig. 2 in bekannter Weise so zu modifizieren, dass auch ein von der Kreisform abweichender Querschnitt des Fadens erfasst wird, so dass die Abfühlung einen aus dem betreffenden Querschnitt abgeleiteten örtlichen Mittelwert des Durchmessers des Fadens ergibt.
In Fig. 3 unten ist in genauer zeitlicher Zuordnung zur abgefühlten Länge des Fadens die vom Tastorgan 4 bzw. vom Eingangsverstärker 5, Fig. 1, erzeugte elektrische Signalkurve 25 wiedergegeben, wobei die Zeit von links nach rechts zunimmt. Als Zeitachse dient hierbei die horizontale Linie 19, welche dem zeitlichen Mittelwert der Amplituden der Signalkurve 25 entspricht: das heisst, dass die oberhalb der Achse 19 und unterhalb der Signalkurve 25 liegende, von der Achse und der Signalkurve eingeschlossene Fläche gleich gross ist wie die entsprechende, unterhalb der Achse 19 liegende Fläche, wobei diese Flächen über einen sehr langen Fadenabschnitt gemittelt werden.
Die Lage der Achse 19 wird, da wesentliche Gamfehler, wie etwa die Verdickung 14, sehr selten auftreten, im wesentlichen durch die statistischen Schwankungen des Fadendurchmessers bestimmt Die Amplitude der Signalkurve 25, von der Zeitachse 19 aus gerechnet, ist also ein Mass für die Abweichung des Durchmessers bzw. des örtlich gemittelten Durchmessers des Fadens 15 an dem im betreffenden Zeitpunkt abgefühlten Querschnitt des Fadens vom zeitlichen Mittelwert des Durchmessers.
Oberhalb der Zeitachse 19 ist in Fig. 3 eine parallele Linie 22, die als Grenzlinie bezeichnet werden soll, und deren Abstand 21 von der Zeitachse 19 einen Referenzwert darstellt, eingezeichnet. Durch diese Grenzlinie ist die positive Abweichung der Amplitude der Signalkurve 25 bestimmt, oberhalb welcher alle Spitzen der Signalkurve zur Gewinnung eines Längensignals im Signalumfor mungskreis 6 in Fig. 1 herangezogen werden.
Die von der Signalkurve 25 auf der Grenzlinie 22 abgeschnittenen, mit dicken Linien gezeichneten Strekken, die unterhalb der nach oben gerichteten Spitzen der Signalkurve liegen, definieren die Länge L fehlerhafter Fadenabschnitte. Diese so ermittelten Fadenabschnitte sind aber zum grössten Teil auf statistische und somit nicht wesentliche Fadenfehler zurückzuführen. Allgemein sollen die genannten Strecken auf der Grenzlinie 22 ebenso wie die zugehörigen Fadenabschnitte im folgenden als Längenabschnitte bezeichnet werden. Ein solcher, besonders grosser Längenabschnitt 18 liegt zwischen den Schnittpunkten 23 und 24 der Grenzlinie 22 mit der Signalkurve 25, die maximale Amplitude a der Signalkurve innerhalb dieses Längenabschnittes ist mit 20 bezeichnet.
Man kann im einfachsten Falle die Länge L eines einzelnen solchen Längenabschnitts als zweites Kriterium für einen wesentlichen Fadenfehler heranziehen, das heisst für einen solchen Fehler, der zur Betätigung des Ausführungsorgans 9 in Fig. 1 führen soll.
Es entspricht jedoch im allgemeinen besser den Befürfnissen der Praxis, aus einer Reihe aufeinanderfolgender Längenabschnitte ein Längen signal abzuleiten; man erhält dadurch eine Grösse, die im folgenden als resultierende Länge bezeichnet werden soll. Eine kontinuierliche Ableitung eines derartigen Längensignals soll anhand von Fig. 4 erläutert werden.
In Fig. 4 ist die vom Fühlorgan 4 und vom Eingangsverstärker 5, Fig. 1, erzeugte Signalkurve mit 31 bezeichnet. Entsprechend wie in Fig. 4 sind die Zeitachse 19 und eine Grenzlinie 22 eingezeichnet. Aus der Signalkurve 31 wird, wie dies anhand von Fig. 6 noch näher erläutert werden soll, ein Rechteckkurvenzug 32 konstanter Höhe abgeleitet, wobei die Länge der einzelnen Rechteckimpulse die Grösse der zugehörigen Längenabschnitte angibt, welche die Kurve 31 auf der Grenzlinie 22 erzeugt.
Aus dem Rechteckkurvenzug 32 wird die kontinuierliche Zickzackkurve 33 abgeleitet, die aus abwechselnd ansteigenden und abfallenden Kurvenstücke besteht. Die zeitlich ansteigenden Stücke der Zickzackkurve stellen eine zeitliche Integration der zugehörigen Rechteckimpulse der Kurve 32 dar; die anschliessenden abfallenden Kurvenstücke haben eine Neigung, die durch die Zeitkonstanten der Vorrichtung im gewünschten Sinne bestimmt wird. Man kann eine solche Kurve 33 aus einer Rechteckkurve 32 im einfachsten Falle mit Hilfe eines Vierpols gemäss Fig. 5 erzielen, der aus einem Speicherkondensator 35 mit parallelem Widerstand 36 als Querglied und einer in eine der Eingangsleitungen eingeschalteten Diode 34 als Längsglied besteht.
Wird die Impulsfolge 32 an die Diode gelegt, so erfolgt während der Impulsdauer über die Diode Aufladung des Kondensators 35 und während der Impulslücke Entladung über den Widerstand 36; die Diode 34 sperrt während der Dauer der Entladung den Netzwerkeingang.
In Fig. 6 ist ein detailliertes Schaltbild für das in Fig. 1 dargestellte Blockschema wiedergegeben; in beiden Figuren haben die Bezugsziffern 4, 5, 6, 7, 8 und 9 dieselbe Bedeutung. Es wird nunmehr unter Bezugnahme auf die vorangehenden Figuren die Arbeitsweise der in Fig. 6 dargestellten Apparatur beschrieben.
Das Fühlorgan 4 gemäss Fig. 6 ist beispielsweise als Siliziumphotoelement ausgebildet und entsprechend der schematischen Darstellung der Fig. 2 am abzufühlenden Faden angeordnet. Der an das Photoelement 4 kapazitiv angekoppelte Eingangsverstärker 5 enthält drei kapazitiv gekoppelte Transistorstufen, die eine mnd tausendfache Spannungsverstärkung ergeben. Durch den Verstärker 5 wird die vom Photoelement 4 gelieferte Signalwechsel- spannung, die im Bereich von Millivolt liegt, in eine Wechselspannung im Bereich von Volt verstärkt.
Die vom Eingangsverstärker 5 gelieferte Signal-Wechselspannung gelangt über die Leitung 110 in den Signal umformungskreis 6 und andererseits über die Leitung 111 in den Schwellenregelkreis 10.
Der Signalumformungskreis 6 enthält ein Glättungsglied 115, das scharfe Spitzen der Signalkurve 25, Fig. 3 bzw. 31, Fig. 4, glättet. An das Glättungsglied 115 schliessen sich zwei parallele Kanäle an, nämlich ein Längenkanal 116, 119, 120, 121 zur Ermittlung und Auswertung der Längenabschnitte der Signalkurve 25 bzw. 31 und ein Amplitudenkanal 117, 118, 122 zur Auswertung der Amplituden der Signalkurve, das heisst der Abweichungen des Fadendurchmessers vom zeitlichen Mittelwert, der in Fig. 3 und Fig. 4 durch die Zeitachse 19 festgelegt ist. Beide Kanäle sind mit ihren Ausgängen an den Verknüpfungskreis 127 angeschlossen, in welchem eine Addition der aus den beiden Kanälen stammenden Ausgangssignale erfolgt. Dieser Verknüpfungskreis bildet den Ausgangskreis des Signalumformungsnetzwerkes 6.
Der Längskanal des Signalumformungskreises 6 enthält einen bi-stabilen Multivibrator oder Schmitt-Trigger 119 und einen darauffolgenden Miller-Integrator 120.
Der Schmitt-Trigger 119 bleibt gesperrt für Eingangsimpulse, deren Höhe unterhalb einer bestimmten Grenze liegt. Er bewirkt eine Umformung der aus dem Glättungsglied 115 zugeführten Signalkurve nach dem Schema der Fig. 4, wobei eine Rechteckkurve 32 entsteht. Der angeschlossene Miller-Integrator formt diese Rechteckkurve in eine Zickzackkurve 33 um, deren Amplituden die gewünschte Information über die Längenabschnitte, das heisst die oben definierte resultierende Länge, enthalten. Es ist offensichtlich, dass diese resultierende Länge im Falle der Fig. 4 nicht durch Integration der aufeinanderfolgenden Längenabschnitte gebildet ist. Zwar enthält eine bestimmte Amplitude der Zickzackkurve 33 Beiträge aus allen vorangehenden Längenabschnitten, jedoch sind diese Beiträge relativ um so kleiner, je weiter die einzelnen Längenabschnitte auf der Zeitachse 19 zurückliegen.
Um eine für die Praxis sinnvolle Arbeitsweise des Längenkanals zu gewährleisten, soll die Zeitkonstante der Aufladung des im Miller-Integrator 120 vorgesehenen Speicherorgans 128 von derselben Grössenordnung sein wie die Zeitkonstante der Entladung dieses Speicherorgans. Zwecks Abstimmung dieser Zeitkonstanten aufeinander ist der Eingangswiderstand 108 des Integrators 120 als regelbarer Widerstand ausgebildet.
Der Amplitudenkanal des Signalumformungskreises 6 enthält einen linear arbeitenden Verstärker 118, dessen Verstärkung mit Hilfe eines in seinem Eingangskreis angeordneten Regelwiderstandes 109 geändert werden kann.
Im Verknüpfungskreis 127 wird die Summe aus der resultierenden Länge gemäss Kurve 33, Fig. 4, und der Amplitude gemäss der geglätteten und linear verstärkten Signalkurve 31, Fig. 5. gebildet.
Das so entstandene Summensignal wird über die Leitung 112 dem ersten Eingang des Diskriminators 7 zugeleitet. der als monostabiler Multivibrator ausgebildet ist. Dieser Diskriminator spricht nur auf solche Eingangssignale aus der Leitung 127 an, deren Grösse einen bestimmten Schwellenwert übersteigt. Dieser Schwellenwert wird bestimmt durch die vom Schwellenregelkreis über die Leitung 113 dem zweiten Eingang des Diskriminators zugeführte Gleich-Vorspannung. Im Falle des Ansprechens liefert der Diskriminator auf seiner Ausgangsleitung 128 einmalig einen Rechteckimpuls. Dieser wird im Ausgangsverstärker 8 verstärkt und bewirkt die Auslösung des Relais 130, welcher seinerseits die Betätigung des Trennmessers 131 im Ausführungskreis 9 bewirkt. so dass der abgefühlte Faden abgeschnitten wird.
Die Wirkungsweise des automatischen Schwellenregelkreises 10 ist folgende: Die aus der Leitung 111 vom Eingangsverstärker gelieferte Signalwechselspannung -wird in dem Gleichrichterkreis 124 gleichgerichtet und im darauffolgenden Siebglied 125 geglättet. Die auf das Siebglied 125 folgende Trennstufe 126 liefert eine Gleichspannung, welche der Welligkeit der Signalkurve proportional ist und welche somit ein Mass für die Ungleichmässigkeit des abgefühlten Fadens darstellt. Diese Gleichspannung wird über die Leitung 113 dem zweiten Eingang des Diskriminators 7 zugeführt und bewirkt eine Regelung der Ansprechschwelle desselben derart, dass bei starker Ungleichmässigkeit die Schwelle relativ hoch und bei geringer Ungleichmässigkeit die Schwelle relativ niedrig liegt.
Durch diese Art der automatischen Steuerung der Ansprechschwelle wird den statistischen Unregelmässigkeiten des Querschnitts der verschiedenen Garne Rechnung getragen.
Die Fig. 7 und 8 erläutern ein Prinzip, nach welchem durch intermittierende Abfragung eine andersartige Längeninformation über die fehlerhaften Fadenabschnitte erhalten werden kann. Im Gegensatz dazu erfolgt bei dem anhand von Fig. 4 erläuterten Prinzip eine kontinuierliche Abgabe der Längeninformation, die dort durch die Zickzackkurve 33 gegeben ist.
Die in Fig. 7 dargestellte Folge von Rechteckimpulsen 37 wird in entsprechender Weise gewonnen, wie dies im vorangehenden für die Rechteckkurve 32 in Fig. 4 beschrieben ist. Aus den Rechteckimpulsen 37 wird durch fortlaufende Integration eine Treppenkurve 39 abgeleitet, deren Höhe jeweils die Gesamtlänge aller integrierten Längenabschnitte wiedergibt; im Gegensatz zu Fig. 4 bleibt also jetzt in den Impulspausen das Niveau der Kurve 38 konstant. Die Treppenkurve 38 wird in diesem Falle zwecks Gewinnung der gewünschten Längeninformation mit einer bestimmten Abfragefrequenz periodisch abgefragt, wobei gleichzeitig, wie durch die Endflanke 39 wiedergegeben ist, eine Rückführung der Treppenkurve auf das Nullniveau erfolgt. Der Zeitpunkt der Abfragung ist in der Figur durch den Pfeil 40 markiert.
In Fig. 8 ist ein elektrischer Vierpol dargestellt, mittels dessen die in Fig. 7 erläuterte Treppenkurve erhalten werden kann. Er besteht aus einem Speicherkondensator 42 mit parallelgeschaltetem steuerbarem Schaltorgan 43 als Querglied und einer Ladediode 41 als Längsglied. Das zur Entladung des Speicherkondensators 42 dienende Schaltorgan 43 ist in Figur 6 mit dem gewöhnlichen Schaltsymbol dargestellt; normalerweise wird als Schaltorgan jedoch als steuerbarer elektronischer Schalter, z.B. als Transistor, ausgebildet, dessen Emitter Kollektorstrecke als Schaltstrecke über die Basis gesteuert wird. Die Abfragefrequenz des steuerbaren Schaltorgans 43 kann mit bekannten Miteln von Hand einstellbar sein oder automatisch in Abhängigkeit von der Laufgeschwindigkeit des Fadens gesteuert werden.
Die gemäss Fig. 7 und Fig. 8 erhaltene Längeninformation gibt jeweils die Summe der Längen aller Längenabschnitte an, die in einem Abfragezyklus enthalten sind.
Die Fig. 9 und 10 demonstrieren eine Art der Längenauswertung, bei welcher ebenfalls eine Summierung einzelner Längenabschnitte erfolgt, und zwar mit rein optischen Mitteln anstelle der elektrischen Mittel gemäss den Figuren 7 und 8.
In Fig. 9 ist eine Fadenabfühlvorrichtung dargestellt. die aus einer Punktlichtquelle 44, einer Abbildungslinse 46. einer Blende 47 mit einem lang-rechteckigen Spalt 48, der sich in Längsrichtung des Fadens 45 erstreckt, und einem Photoelement 49 besteht. Der Faden 45 läuft zwischen der Lichtquelle 44 und der Linse 46 hindurch; die Vorrichtung ist so eingestellt, dass die Randteile des Fadens auf den Spalt 48 fallen, wie dies in Fig. 10 schematisch dargestellt ist.
Gemäss Fig. 10 ist die Breite des Spaltes 48 quer zur Längsrichtung des Fadens, die durch dessen Mittellinie 53 gegeben ist, klein gegenüber der maximalen Amplitudenschwankung der Randlinie 50 des Fadens, die der Signalkurve 25 aus Fig. 3 entspricht. Die Achse 19, die Grenzlinie 22 und deren gegenseitiger Abstand 21 haben sinngemäss eine entsprechende Bedeutung, wie im Zusammenhang mit Fig. 3 definiert. Dabei entspricht die untere Längskante des Spaltes 48 der Grenzlinie 22. Die Fläche unterhalb der Kurve 50 entspricht den lichtundurchlässigen Fadenteilen, die Fläche oberhalb der Kurve 50 den Stellen freien Durchtritts des Lichtes. Die innerhalb des Spaltes 48 liegenden lichtundurchlässigen Fadenteile entsprechen den schraffiert gezeichneten Abschnitten 51, die transparenten Lücken 52 den dazwischen liegenden Faden teilen.
Der auf das Photo element 49 auftreffende Lichtstrom ist ein Mass für die Gesamtlänge der die zulässige Grenzlinie nach oben überschreitenden Fadenabschnitte; die Abfühlvorrichtung gemäss Fig. 9 liefert also in der Ausgangsspannung des Photoelements 49 eine kontinuierliche Information über die Gesamtlänge der innerhalb einer bestimmten Fadenlänge befindlichen Fadenfehler. Die elektrische Apparatur zur Auswertung dieser Information vereinfacht sich bei Verwendung der in Fig. 9 dargestellten Abfühlvorrichtung gegenüber der in Fig. 1 dargestellten elektrischen Apparatur erheblich ; der in Fig. 1 vorgesehene Auswertekreis 11 reduziert sich in diesem Falle auf den Diskriminator 7, der jedesmal dann anspricht und über den Ausgangsverstärker 8 das Ausführungsorgan 9 betätigt, wenn die Amplitude des vom Eingangsverstärker 7 gelieferten Signals eine bestimmte Grenze überschreitet.
In Fig. 11 ist eine weitere Ausführungsform eines Auswertekreises 11 dargestellt, der anstelle des ensprechenden Auswertekreises in Fig. 1 verwendet werden kann. Gemäss Fig. 11 besteht der Auswertekreis 11 aus folgenden in Serie geschalteten Einzelkreisen: einem Trigger 54, einem Modulator 55, einem Amplitudendiskriminator 56, einem Integrator 57 und einem Längendiskriminator 58. Zur Erläuterung der Wirkungsweise des Auswertekreises 11 in Fig. 11 ist oberhalb der einzelnen Blöcke eine schematische Darstellung der von ihnen erzeugten Ausgangssignale gegeben. wobei die eingeklammerten Ziffern die Zugehörigkeit des jeweils darunter angegebenen Ausgangssignals mit dem Einzelkreis, der mit der gleichen Ziffer benannt ist, kennzeichnen.
Das Ausgangssignal (5) des Eingangsverstärkers 5, Fig. 1, wird gemäss Fig. 11 sowohl dem Trigger 54 als auch dem Modulator 55 zugeleitet. Dieses Ausgangssignal (5) enthält, wie in Zusammenhang mit Fig. 3 ausführlich beschrieben ist, eine Information über die Länge L fehlerhafter Fadenabschnitte und über die Amplitude der Durchmesserschwankungen. Im Trigger 54, der als Schmitt-Trigger ausgebildet sein kann, wird daraus ein Rechteckimpuls (54) abgeleitet, dessen Höhe von L und a unabhängig ist, dessen Länge jedoch proportional L ist.
Der Rechteckimpuls (54) wird im Modulator 55, dem als zweites Eingangssignal das Ausgangssignal (5) des Eingangsverstärkers zugeführt wird, in seiner Amplitude mit der maximalen Amplitude a in dem betreffenden Fadenabschnitt moduliert; der am Ausgang des Modulators 55 erscheinende Rechteckimpuls (55) ist in seiner Länge proportional L und in seiner Höhe proportional a. Der Impuls (55) wird dem Diskriminator 56, der z.B. ein Schmitt-Trigger sein kann, zugeführt, der einen Ausgangsimpuls (56) konstanter Höhe erzeugt, wenn die Höhe des Impulses (55) eine bestimmte Schwelle überschreitet. Die Länge des Impulses (56) ist proportional L. Im Integrator 57, der z.B. als Miller-Integrator ausgebildet ist, wird der Impuls (56) integriert, wobei ein Dreieckimpuls (57) entsteht, dessen Endhöhe proportional L ist.
Der Diskriminator 58, z.B. ein monostabiler Multivibrator, erzeugt ein konstantes, das heisst von L unabhängiges Ausgangssignal (58), wenn nur die Endhöhe des Dreieckimpulses (57) einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Das Ausgangssignal (58) wird, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, dem Endverstärker 8 zugeführt und bewirkt dadurch die Betätigung des Ausführungsorgans 9.
Selbstverständlich kann auch bei einer Vorrichtung gemäss Fig. 11 eine zusätzliche automatische Regelung erfolgen, wie sie im Rahmen der Fig. 1 anhand des Schwellenregelkreises 10 beschrieben wurde.
Bei dem in Fig. 11 dargestellten Beispiel müssen, um das Ausübungsorgan 9 zu betätigen, sowohl der Schwellenwert des Amplitudendiskriminators 56 als auch der Schwellenwert des Längendiskriminators 58 überschritten werden. Es müssen also sowohl der Querschnitt oder Durchmesser des Fadens als auch die Länge des betreffenden Fadenabschnitts je einen bestimmten Schwellenwert überschreiten. Es liegt demgemäss eine logische Verknüpfung im Sinne der Konjunktion von Länge L und Amplitude a (sowohl-als auch) vor.
Es können in diesem Beispiel und auch allgemein die Diskriminatoren für Amplitude und Länge so ausgebildet sein, dass sie ausser einer oberen Schwelle auch noch eine untere Schwelle enthalten, derart, dass sie bei Überschreiten der oberen Schwelle nach oben und bei Unterschreiten der unteren Schwelle nach unten ansprechen und die Betätigung des Ausführungsorgans 9 bewirken.
Ein anderes Ausführungsbeispiel, welches eine logische Verknüpfung von Länge L und Amplitude a bewirkt, ist in Fig. 12 im Blockschema dargestellt, wobei nur der Aufbau des Amplitude a ausgeführt wird. Der Auswertekreis besteht aus vier in Serie geschalteten Einheiten, nämlich einem Trigger 54, einem Modulator 55, einem Verknüpfungskreis 63 und einem Diskriminator 64. Der Trigger 54 und der Modulator 55 sind entsprechend aufgebaut und haben dieselbe Funktion, wie dies in Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben ist. Das Ausgangssignal des Modulators ist also ein Rechteckimpuls, dessen Dauer der Länge L und dessen Höhe der maximalen Amplitude a in dem zur Länge L gehörigen Längenabschnitt entspricht. Die beiden Variablen a und L treten also im Ausgangssignal des Modulators als getrennte Grössen auf.
Dieses Ausgangssignal wird dem nichtlinearen Verknüpfungskreis 63 zugeführt, der an seinem Ausgang ein Signal liefert dessen Endamplitude proportional dem Produkt a.L2 ist.
Der nichtlineare Verknüpfungskreis 63 ist in Fig. 15 im detaillierten Schaltbild wiedergegeben. Er besteht aus einem Vierpol mit zwei in Serie geschalteten Widerständen 87 und 88 und zwei Kondensatoren 92 und 93 als Querglieder. Diese Schaltelemente sind so dimensioniert, dass die Signalspannung am Eingang 91 stets gross ist gegenüber der Signalspannung am Verbindungspunkt 92 der Widerstände 87 und 88, und die Signalspannung am Punkt 92 wiederum gross ist gegenüber der Signalspannung am Ausgang 93. In diesem Falle bewirkt der nichtlineare Verknüpfungkreis 63 eine doppelte Integration des eingegebenen Eingangssignals bezüglich der Zeit, das heisst, das Ausgangssignal des Verknüpfungskreises hat eine Amplitude, die inneralb des betreffenden Impulses proportional der Zeit im Quadrat ist.
Die Endamplitude des Ausgangsignals hat also eine Amplitude, die proportional der Dauer des Impulses im Quadrat und damit proportional L- und auch proportional der Amplitude a des Eingangsimpulses ist. Diese Endamplitude stellt eine Funktion dar, die mit a und L monoton ansteigt und die somit zur Steuerung eines Diskriminators wie die Variablen a und L selbst herangezogen werden kann.
Die Erfindung ist keineswegs auf einen sogenannten Fadenreiniger beschränkt, wie er in den Figuren erläutert ist. So kann das Ausführungsorgan 9 gemäss Fig. 1 auch als Zählvorrichtung ausgebildet sein, durch welche die Anzahl der wesentlichen Fehler des Fadens in einem bestimmten Zeitraum oder in einem bestimmten Faden grosser Länge angezeigt oder registriert wird. Das Ausführorgan 9 kann uach einer Kontrolle des Fadens auf anderem Wege dienen, beispielsweise durch fortlaufende photographische Aufnahme der einen wesentlichen Fehler aufweisenden Fadenabschnitte mittels einer photographischen Kamera.