CH699123B1

CH699123B1 - Vorrichtung zur Verwendung in der Spinnereivorbereitung oder Ginnerei zum Erkennen von Fremdteilen aus Kunststoff.

Info

Publication number: CH699123B1
Application number: CH00799/09A
Authority: CH
Inventors: Guido Engels
Original assignee: Truetzschler Gmbh & Co Kg
Priority date: 2008-07-03
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2013-07-15
Also published as: CH699123A2; ITMI20090928A1; GB0909456D0; GB2461371B; IT1394549B1; GB2461371A

Abstract

Eine Vorrichtung zur Verwendung in der Spinnereivorbereitung oder Ginnerei zum Erkennen von Fremdteilen (34) aus Kunststoff, wie Polypropylenbändchen, Polypropylengewebe und Polypropylenfolien, in einem Fasermaterialstrom (D), z.B. aus Baumwolle, umfasst eine Lichtquelle (18) für polarisiertes Licht zur Durchleuchtung des Fasermaterialstroms (D) sowie von in dem Fasermaterialstrom (D) enthaltenen, durchleuchtbaren genannten Fremdteilen (34). Die Vorrichtung umfasst ferner eine Detektoreinrichtung (13) zur Detektion des durch die durchleuchtbaren Fremdteile (34) transmittierten veränderten polarisierten Lichts und eine weitere Lichtquelle (43 1 bis 43 4 ) für ultraviolettes Licht zur Beleuchtung des Fasermaterialstroms (D) sowie von in dem Fasermaterialstrom enthaltenen, nicht durchleuchtbaren genannten Fremdteilen (34). Die Detektoreinrichtung (13) ist so ausgebildet und angeordnet, dass sie von den nicht durchleuchtbaren Fremdteilen (34) von ultraviolettem Licht zu sichtbarem Licht gewandeltes Licht detektiert und sowohl die durchleuchtbaren als auch die nicht durchleuchtbaren Fremdteile (34) erfasst und von dem Fasermaterial (40) im Fasermaterialstrom (D) unterscheidet.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verwendung in der Spinnereivorbereitung oder Ginnerei zum Erkennen von Fremdteilen aus Kunststoff, gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

[0002] Ein Problem beim Betrieb von optisch arbeitenden Fremdfaser- oder Fremdteilausscheidern in Spinnereivorbereitungsmaschinen für Baumwolle oder Chemiefasern ist, dass diese helle oder transparente Kunststoffe (wie z.B. Verpackungsfolien oder Verpackungsgewebe aus Polyethylen oder Polypropylen) wegen des geringen optischen Kontrastes nur unzureichend oder gar nicht erkennen können.

[0003] Bei einer bekannten Vorrichtung (EP 0 545 129 B) zur Erkennung von Polypropylenfasern in Wickeln aus Seide werden zwei Bilder verglichen. Eines wird erstellt, indem mit polarisiertem Licht durchleuchtet wird, das andere wird erstellt, indem mit weissem Licht durchleuchtet wird. Das Material muss in wesentlich parallel ausgerichteten Seidenfasern vorliegen. Das Auswerteverfahren verlangt den Vergleich beider Bilder. Damit beide Bilder zur Deckung gebracht werden können, wird das Material auf einem Förderband mit Bewegungssynchronisation unter beide Inspektionsstellen gefördert. Es wird eine Vorrichtung beschrieben, welche mit nur einer Kamera auskommt. Es müssen aber trotzdem zwei Bilder (eines mit polarisiertem Licht, eines mit weissem Licht) erstellt werden. Hierzu werden die Beleuchtungen nacheinandergeschaltet, so dass beide Bilder von nur einer Kamera aufgenommen werden können. Hierzu ist allerdings die Unterbrechung der Materialbewegung erforderlich, wobei die Abtastoperationen nacheinander erfolgen und die Seidenfaserdecke schrittweise vorbewegt wird. Die Vorrichtung ist anlagemässig aufwendig. Insbesondere stören das Schalten der Beleuchtung, der diskontinuierliche Materialtransport und die Aufnahme von zwei Bildern. Ein weiterer erheblicher Nachteil besteht darin, dass solche Verpackungsmaterialien und Kunststoffabfälle nicht detektiert werden können, die nicht mit durchstrahltem polarisiertem Licht erkennbar sind, z.B. dichte oder dicke Verpackungsreste. In gleicher Weise sind Kunststoffsorten, welche den Polarisationszustand des durchgestrahlten polarisierten Lichtes nicht verändern, nicht detektierbar.

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, die insbesondere auf konstruktiv einfache Art die wirksame Erkennung von weissen und/oder transparenten Kunststoffteilen ermöglicht.

[0005] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1.

[0006] Erfindungsgemäss ist die Erkennung mit polarisiertem Licht mit der Erkennung mit UV-Licht kombiniert, ohne dass dabei wesentliche Komponenten wie Kameras, Inspektionsräume, Glaskanäle, oder Auswertekomponenten doppelt vorhanden sein müssen und ohne dass eine gegenseitige Störung der beiden Erkennungsverfahren stattfindet. Diese Anordnung konzentriert die notwendigen Komponenten auf engstem Raum und spart dadurch Bauraum. Es liegt eine kombinierte Anwendung von unterschiedlichen Wellenlängen (sichtbares Licht/UV-Licht) und unterschiedlichen Polarisationszuständen (polarisiert/unpolarisiert) vor. Es wird auf das Schalten der Beleuchtung und den diskontinuierlichen Materialtransport verzichtet, weil nicht zwei Bilder, sondern nur ein Bild aufgenommen wird, welches gleichzeitig mit beiden Lichtquellen beleuchtet wird. Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit der gleichzeitigen Beleuchtung und Bildaufnahme, so dass zum einen keine Konvergenz der beiden Komponenten nachträglich erzeugt und keine zeitliche Auflösungsreduktion aufgrund doppelter Bildaufnahme erfolgt. Gemäss der Erfindung wird (ohne sichtbare Spektralanteile) unpolarisiert beleuchtet (Auflicht) und mit sichtbarem Licht polarisiert durchleuchtet (Durchlicht). In dieser Kombination entsteht ein Bild, welches ohne Schalten/Blitzen der Beleuchtung von einer Kamera aufgenommen werden kann und somit auch beide Effekte durch Veränderung des Polarisationszustandes als auch durch Fluoreszenz beinhaltet. Auf diese Weise werden auch Verpackungsmaterialien und Kunststoffabfälle in Fasermaterialien detektiert, welche nicht mit polarisiertem Licht erkennbar sind. Bei bestimmten Chemiefasern und auch bei mit optischen Aufhellern hergestellten Kunststoffen wird das aufgestrahlte UV-Licht durch einen Fluoreszenzeffekt in sichtbare Wellenlängen gewandelt. Dieses ist dann durch normale Kamerasysteme detektierbar. Die Kamera ist nicht empfindlich für das aufgestrahlte UV-Licht. Eine Detektion erfolgt erst dann, wenn durch Fluoreszenzeffekte das UV-Licht in sichtbares Licht gewandelt wird. Dadurch gelingt es, eine möglichst umfangreiche Sortenvielfalt von Kunststofffremdteilen zu detektieren. Ausserdem werden auch dichte oder dicke Kunststoffreste oder Kunststoffsorten, die den Polarisationszustand des durchstrahlten polarisierten Lichtes nicht verändern, erkannt.

[0007] Die abhängigen Patentansprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.

[0008] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt:

[0009] <tb>Fig. 1<sep>die erfindungsgemässe Vorrichtung an einer Fremdteilerkennungs- und -ausscheidevorrichtung mit horizontalem Transportkanal, <tb>Fig. 2<sep>die erfindungsgemässe Vorrichtung an einer Fremdteilerkennungs- und -ausscheidevorrichtung mit Beleuchtungseinrichtungen für polarisiertes Drauflicht und UV-Auflicht, senkrechtem Transportkanal und gerade Kamerasichtlinie, <tb>Fig. 3<sep>eine Vorrichtung wie Fig. 2, jedoch mit umgelenkter Kamerasichtlinie, <tb>Fig. 4<sep>eine Ausführungsform mit zwei Detektionsvorrichtungen, <tb>Fig. 5<sep>schematisch Seitenansicht einer Vorrichtung mit einem Glaskanal und einer Beleuchtungseinrichtung für polarisiertes Drauflicht, <tb>Fig. 6 Fig. 7<sep>Draufsicht auf eine Ausblaseinrichtung mit einer Mehrzahl von über die Breite angeordneten Blasdüsen, Blockschaltbild einer elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung, an die zwei Sensorsysteme und zwei Ausblaseinrichtungen angeschlossen sind, <tb>Fig. 8<sep>die erfindungsgemässe Vorrichtung nach einem 4-Walzen-Reiniger und <tb>Fig. 9<sep>die erfindungsgemässe Vorrichtung nach einem 1-Walzen-Reiniger; und <tb>Fig. 10<sep>die erfindungsgemässe Vorrichtung auf einer Fremdteilerkennungs und -ausscheidevorrichtung mit vertikalem Transportkanal.

[0010] Entsprechend Fig. 1 ist bei einer Vorrichtung zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen, z.B. Trützschler Fremdteilausscheider SECUROMAT PROP SP-FP, der oberen Eintrittsöffnung eines Füllschachtes 1 eine Einrichtung zur pneumatischen Zuführung eines Faser-Luft-Stromes A zugeordnet, die einen (nicht dargestellten) Fasermaterialtransportventilator, eine ortsfeste luftdurchlässige Fläche 2 zur Trennung (Abscheidung) des Fasermaterials B von Luft C mit Luftabführung und eine Luftstrom-Führungseinrichtung 3 mit beweglichen Elementen aufweist, wobei eine umkehrbare Führung des im Luftstrom vorhandenen Fasermaterials vor und zurück quer über die luftdurchlässige Fläche 2 erfolgt und das Fasermaterial im Anschluss an den Aufprall im Wesentlichen durch Schwerkraft von der luftdurchlässigen Fläche 2 abfällt und nach unten in den Füllschacht 1 eintritt. Die langsamlaufenden Walzen 4a, 4b haben eine Doppelfunktion; sie dienen als Abzugswalzen für das Fasermaterial B aus dem Füllschacht 1 und zugleich als Speisewalzen für die Zuspeisung des Fasermaterials B zu einer schnellllaufenden Öffnerwalze 5. Die gefüllten Pfeile stellen Fasermaterial, die leeren Pfeile stellen Luft und die halbgefüllten Pfeile stellen einen Luftstrom mit Fasern dar.

[0011] Der Gesamtfläche der Öffnerwalze 5 ist ein optisches Sensorsystem 6, z.B. Zeilen-Kamera 6 (CCD-Kamera) mit elektronischer Auswerteeinrichtung für das Erkennen von Fremdstoffen, insbesondere mit Helligkeits- und/oder Farbabweichungen, zugeordnet. Das Sensorsystem 6 steht über eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung 35 (s. Fig. 7) mit einer Einrichtung 7 zur Abscheidung der Fremdstoffe in Verbindung (s. Fig. 6). Die Einrichtung 7 ist in der Lage, kurzfristig einen Blasluftstrom zu erzeugen, der in Richtung auf die Garniturfläche verläuft und einen Saugluftstrom erzeugt, der die Fremdstoffe zusammen mit wenigen Fasern von der Garniturfläche ablöst und in einen Kanal 10 abfördert.

[0012] Das optische Sensorsystem 6 mit der Kamera, z.B. Farb-Zeilenkamera, ist schräg oberhalb der Öffnerwalze 5 nahe an der Aussenwand des Füllschachtes 1 angeordnet. Dadurch ist eine kompakte, raumsparende Konstruktion verwirklicht. Die Farb-Zeilenkamera 6 ist in Richtung auf die Garnitur der Öffnerwalze 5 gerichtet und vermag farbige Fremdstoffe, z.B. rote Fasern, im Fasermaterial zu erkennen. Die Kamera 6 umfasst den gesamten Bereich über die Breite der Öffnerwalze 5, z.B. 1600 mm. Die Öffnerwalze 5 dreht sich in Richtung des gebogenen Pfeils entgegen dem Uhrzeigersinn. In Drehrichtung ist dem optischen Sensorsystem 6 die Einrichtung 7 zur Erzeugung eines Blasluftstroms nachgeordnet, deren Düsen derart in Richtung auf die Garniturfläche der Öffnerwalze 6 ausgerichtet sind, dass ein kurzzeitiger scharfer Luftstrahl etwa tangential in Bezug auf die Garniturfläche fliesst. Das Sensorsystem 6 steht über eine Auswerteeinrichtung und eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung mit der Einrichtung 7 in Verbindung, der eine Ventilsteuerung 8 zugeordnet ist. Wenn die Kamera 6 einen Fremdstoff im Fasermaterial auf der Garniturfläche anhand von Vergleichs- bzw. Sollwerten erkannt hat, wird über die Ventilsteuerung 8 ein kurzer Luftstoss mit hoher Geschwindigkeit in Bezug auf die Garnitur ausgestossen, der aus dem Faserbelag auf der Garnitur den Fremdstoff mit wenigen Fasern durch einen Saugluftstrom herausreisst und anschliessend durch einen besaugten Kanal 10 wegführt.

[0013] Durch einen Kanal fliesst ein Blasluftstrom etwa tangential zur Öffnerwalze 5, löst den Faserbelag (Gutfasern) aus der Garnitur und fliesst als Faser-Luft-Strom D durch eine Fasertransportleitung 11 zu dem Glaskanal 17 ab.

[0014] Der pneumatischen Fasertransportleitung 11 ist die erfindungsgemässe Vorrichtung 12 zugeordnet. Die Vorrichtung 12 eignet sich zum Erkennen jeglicher Fremdstoffe, z.B. Gewebestücke, Bänder, Schnüre, Folienstücke u. dgl. in Fasergut. Nach einer vorteilhaften Ausbildung wird die Vorrichtung 12 zum Erkennen von Fremdteilen aus Kunststoff, wie Polypropylenbändchen, -gewebe und -folien u. dgl. in oder zwischen Faserflocken, z.B. aus Baumwolle und/oder Chemiefasern, angewandt. Die Kunststoffe sind hell, weiss oder transparent.

[0015] Bei der Vorrichtung 12 zum Erkennen von Fremdstoffen wird das Fasergut in einem Luftstrom (Faser-Luft-Strom D) durch eine pneumatische Fasertransportleitung 11 hindurch transportiert, die an eine (nicht dargestellte) Saugquelle angeschlossen ist. Als optisches Sensorsystem sind oberhalb der Fasertransportleitung 11 über die Maschinenbreite, z.B. 1600 mm, zwei Kameras 13a, 13b, z.B. Diodenmatrixkameras mit Polarisationsfiltern, in einem Gehäuse 14 angeordnet. Unterhalb der Kameras 13a, 13b (nur Kamera 13a dargestellt) weisen die Wandflächen der Fasertransportleitung 11 zwei durchsichtige Bereiche in Gestalt zweier einander parallel gegenüberliegender Glasscheiben 17a, 17b (Glasfenster) auf, die einen Glaskanal 17 bilden. Unterhalb der Fasertransportleitung 11 ist als Quelle für polarisiertes Licht eine Beleuchtungseinrichtung 18 vorhanden. Oberhalb der Fasertransportleitung 11 ist als Quelle für ultraviolettes (UV) Licht eine weitere Beleuchtungseinrichtung 43 angeordnet. Stromab des Glaskanals 17 ist eine Ausblaseinrichtung 19 zur Abscheidung der von der Vorrichtung 12 detektierten Fremdstoffe 34 der Fasertransportleitung 11 zugeordnet. Der Faserluftstrom D wird nach der Ausblaseinrichtung 19 durch die Fasertransportleitung 11 hindurch abgesaugt und der Weiterverarbeitung zugeführt.

[0016] Die Kamera 13 detektiert im Betrieb durch die Glasscheibe 17a hindurch den Faser-Luft-Strom D. Dabei ragt die Glasscheibe 17a in den Faser-Luft-Strom D derart hinein, dass der Faser-Luft-Strom D auf die Glasscheibe 17a auftrifft und an der Glasscheibe 17a unter einem Andruck berührend entlangströmt. Durch die Bewegung des Faser-Luft-Stroms D werden einerseits weitgehend oder vollständig unerwünschte Ablagerungen auf der Glasscheibe 17a vermieden bzw. im Falle geringfügiger Ablagerungen werden dieselben durch den Faser-Luft-Strom D von der innenliegenden Oberfläche der Glasscheibe 17a abgewischt und durch den Kanal 11 abgeführt. In gleicher Weise wirkt der Faserluftstrom D auf die innenliegende Oberfläche der Glasscheibe 17b.

[0017] Sofern im Faser-Luft-Strom D unerwünschte Fremdstoffe 34 durch die Vorrichtung 12 erkannt werden, wird die Ausblaseinrichtung 19 betätigt, die die Fremdstoffe 34 in einen Absaugkanal 20 bläst.

[0018] Gemäss Fig. 2 wird das Licht der Lichtquelle 18 (hier eine Leuchtstoffröhre) über einen Polarisationsfilter 28 in polarisiertes Licht gewandelt und gelangt durch eine Glasscheibe 17a in den Inspektionsbereich. Dieser Inspektionsbereich wird in diesem Beispiel durch einen Schacht 41 rechteckigen Querschnittes gebildet, durch welchen das Fasermaterial 40 an der Inspektionsstelle vorbeigeleitet wird. Die Materialfördereinrichtung ist hier von oben nach unten. (Die Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3ist in entsprechender Weise bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1mit horizontalem Kanal 11 anwendbar.) Die Glasscheiben 17a, 17b sind leicht gegen den Materialfluss D geneigt, damit eine Selbstreinigung der Oberflächen stattfindet. Das polarisierte Licht gelangt durch den Inspektionsbereich über eine zweite Glasscheibe 17b schliesslich zu einer Kamera 13, welche ebenfalls mit einem Polarisationsfilter 42 als Analysator ausgestattet ist. Dieser blockt sämtliches einfallendes unveränderte polarisierte Licht der Lichtquelle 18a ab, so dass insgesamt ein dunkles Bild entsteht. Weiter wird der Inspektionsraum von einer Lichtquelle 43 beleuchtet, welche ultraviolettes Licht abstrahlt (hier sind es vier UV-Leuchtstoffröhren). Diese Lichtquelle 43 strahlt keine Wellenlängenanteile im sichtbaren Bereich aus, so dass die Kamera 13, welche nur im sichtbarem Bereich des optischen Spektrum empfindlich ist, keine Aussteuerung erfährt. Erreicht wird dies durch entsprechende optische Filter in der Lichtquelle selber (so genanntes Schwarzlicht) oder durch zusätzliche vor die Lichtquelle zu platzierende Filter. Gegebenenfalls muss die Kamera 13 oder der Sensor der Kamera 13 durch einen weiteren Filter 44, welcher UV-Licht sperrt, ausgerüstet werden, damit diese keine Empfindlichkeit im UV-Wellenlängenbereich aufweist.

[0019] Da die Kamera 13 mit dem Analysator 42 sowohl für das polarisierte Licht als auch für das UV-Licht nicht empfindlich ist, wird sie im Normalfall ein dunkles Bild aufnehmen. Befindet sich nun Fasermaterial 40 im Inspektionsraum, so wird es von dem polarisiertem Licht durchleuchtet und von dem UV-Licht beleuchtet. Das polarisierte Licht wird durch das Fasermaterial 40 nicht verändert, und es bleibt bei dem dunklen Bild. Auch das UV-Licht wird von dem Fasermaterial 40 nicht verändert. Zur Kamera 13 zurückreflektiertes UV-Licht wird nicht aufgenommen, da die Kamera 13 in diesem Wellenlängenbereich nicht empfindlich ist. Es bleibt bei dem dunklen Bild. Befinden sich dagegen durchleuchtbare Fremdteile 34 (z.B. Verpackungsbänder aus PP oder Folien aus PE) im Inspektionsraum, so verändern diese den Polarisationszustand des polarisierten Lichtes. Dieses Licht kann nun den Analysator 42 der Kamera 13 passieren und sorgt so für eine Aussteuerung, welche von der an die Kamera angeschlossenen Auswerteeinheit 38 registriert wird und z.B. von einer nachgeschalteten Ausscheideeinheit (Ausblaseinrichtung 19, s. Fig. 1und 6) benutzt wird, um diese Fremdteile 34 aus dem Kanal 41 auszuschleusen. Bei nicht durchleuchtbaren Fremdteilen (z.B. dichte Verpackungsreste aus Kunststoffen) gelangt kein polarisiertes Licht durch das Fremdteil hindurch zur Kamera 13. Stattdessen wird das aufgestrahlte UV-Licht durch einen Fluoreszenzeffekt, der bei vielen Verpackungsmaterialien zu beobachten ist, welche mit optischen Aufhellern versehen sind, in Licht sichtbarer Wellenlängen gewandelt. Dieses Licht kann nur den UV-Sperrfilter 44 passieren und erzeugt so eine Aussteuerung der Kamera 13, welches wiederum von der angeschlossenen Auswerteeinheit 38 registriert wird.

[0020] Fig. 3 zeigt eine ähnliche Anordnung, bei welcher die Kamerasichtlinie 45 zur Reduzierung erforderlichen Bauraumes über einen Spiegel 46 gefaltet wird.

[0021] Bei grossen Kanalbreiten kann es vorteilhaft sein, mehrere Detektionsvorrichtungen nach Fig. 2so über die Arbeitsbreite so zu verteilen, dass jede nur für einen Abschnitt des Kanals 41 zuständig ist. Aber auch hier gilt, dass je Abschnitt beide Erkennungsverfahren mit nur einem Detektor und einer Auswerteeinheit realisiert werden können.

[0022] Fig. 4 zeigt eine solche Anordnung, aus einer Blickrichtung mit Materialförderrichtung D senkrecht zur Papierebene, in welcher mehrere Detektionsvorrichtungen 47 ́, 47 ́ ́ nebeneinander angeordnet sind, um die grosse Arbeitsbreite abzudecken. Jede Vorrichtung 47 ́, 47 ́ ́ ist für sich wieder sowohl für die Erkennung mit polarisiertem Licht als auch für die Erkennung mit UV-Licht mit jeweils nur einer Sensorik 13 zuständig. In diesem Beispiel sind die Beleuchtungen 18 und 43 zwar in Abschnitte unterteilt, werden aber von jeweils einem durchgehenden Bauteil realisiert. Ähnlich lassen sich auch die den einzelnen Abschnitten zugeordneten Auswerteeinheiten weiter zu einer Auswerteeinheit 38 ́ zusammenfassen.

[0023] Nach Fig. 5 ist eine Halteeinrichtung 21 vorgesehen, die vier Al-Strangpresshohlprofile 21a, 21b, 21c und 21d (Halteprofile) umfasst, die in Längsrichtung – über die Maschinenbreite – parallel zueinander angeordnet sind und die jeweils mit ihren Stirnflächen an den beiden (nicht dargestellten) Gestellwänden der Maschine befestigt sind. Am Strangpressprofil 21a ist beispielhaft eine Befestigungsschraube 22 gezeigt. Die innenliegenden ebenen Flächen 21 ́, 21 ́ ́, 21 ́ ́ ́ und 21<V> bilden einen Teil der Innenmantelfläche der Fasertransportleitung 11 bzw. des Kanals 41. Die Flächen 21 ́ und 21 ́ ́ einerseits und die Flächen 21 ́ ́ ́ und 21<IV> andererseits sind jeweils fluchtend zueinander ausgerichtet. Die Flächen 21 ́, 21 ́ ́ einerseits und die Flächen 21 ́ ́ ́ und 21<IV>anderseits sind parallel zueinander angeordnet. Die einander zugewandten Seitenbereiche der Strangpressprofile 21a bis 21d weisen jeweils eine zylindermantelabschnittsförmige konkave Fläche auf. Zwischen den vier zylindermantelabschnittsförmigen Flächen und berührend mit diesen ist ein Gehäuse 23 angeordnet, das in Richtung der Pfeile G, H um seine Längsachse M drehbar ist. Das Gehäuse 23 umfasst ein Tragelement 24 aus zwei Al-Strangpresshohlprofilen 24a, 24b (Tragprofile), die im Querschnitt jeweils zylinderabschnittsförmig ausgebildet sind. Die Aussenkontur des Gehäuses 23 ist kreisrund. Die konvex gerundeten Aussenflächen der Tragprofile 24a, 24b stehen mit den konkav gerundeten zylindermantelabschnittsförmigen Flächen der Halteprofile 21a, 21b bzw. 21c, 21d in Eingriff. In den ebenen Sehnenflächen der Tragprofile 24a, 24b sind jeweils ebene Glasscheiben 17a, 17b angeordnet, wobei die Sehnenflächen und die Aussenflächen der Glasscheiben 17a, 17b miteinander fluchten. Die derart jeweils aus Sehnenflächen und Glasscheiben 17a bzw. 17b gebildeten beiden einander gegenüberliegenden Flächen bilden einen Teil des Fasertransportkanals 11 bzw. des Kanals 41, der sich in Richtung des Faserluftstroms D verengt. Die beiden einander gegenüberliegenden Flächen der Glasscheiben 17a, 17b bilden einen Glaskanal 17, der in Richtung des Faser-Luft-Stroms D dadurch ebenfalls sich konisch verengend zusammenläuft. Die aus den Flächen 21 ́, 21 ́ ́ gebildete Fläche schliesst mit der aus Sehnenfläche und Glasscheibe 17a gebildeten Fläche des Tragelements 24a einen spitzen und flachen Winkel α ́ und die aus den Flächen 21 ́ ́ ́, 21<IV> gebildete Fläche schliesst mit der aus der Sehnenfläche und der Glasscheibe 17b gebildeten Fläche des Tragprofils 24b einen spitzen und flachen Winkel α ́ ́ ein. Die konisch zusammenlaufenden Flächen der beiden einander gegenüberliegenden Flächen jeweils aus Sehnenfläche und Glasscheibe 17a bzw. 17b bilden einen Winkel β.

[0024] Unterhalb des Gehäuses 23 für den Glaskanal 17 ist die Beleuchtungseinrichtung 18 (für polarisiertes Durchlicht) vorhanden, die ein Gehäuse 25 aufweist, das in Führungsnuten an den Halteprofilen 21c, 21 d – sich über die Maschinenbreite erstreckend – angebracht ist. Im Innenraum des Gehäuses 25 sind nebeneinander parallel zwei Leuchtstoffröhren 26, 27, z.B. Neonröhren, vorhanden, die sich mit ihren Längsachsen über die Arbeitsbreite der Maschine erstrecken. Das Gehäuse 25 ist ein Aluminium-Strangpress-Hohlprofil mit Kühlrippen 25a. In der dem Gehäuse 23 für den Glaskanal 17 zugewandten Deckfläche 25b des Gehäuses 25 sind langgestreckte Glasscheiben 28a, 28b mit Polarisationsfilter angebracht. Die (nicht dargestellten) Polarisationsfilter der Kameras 13a, 13b einerseits und die (nicht dargestellten) Polarisationsfilter der Glasscheiben 28a, 28b andererseits sind in einem rechten Winkel zueinander angeordnet.

[0025] Oberhalb des Gehäuses 23 für den Glaskanal 17 ist die Beleuchtungseinrichtung 43 (für UV-Auflicht) angeordnet (s. Fig. 1).

[0026] Die Ausbildung in Fig. 5wurde am Beispiel des horizontalen Transportkanals 11 (Fig. 1) erläutert. Die Ausbildung ist entsprechend für den senkrechten Kanal 41 (Fig. 2 und 3) anwendbar.

[0027] Gemäss Fig. 6 umfasst die Ausblaseinrichtung 19 eine Mehrzahl von Blasdüsen 30a bis 30n, denen jeweils ein Ventil 31a bis 31n zugeordnet ist. Die Blasdüsen 30a bis 30n sind über die Ventile 31a bis 31n an eine gemeinsame Druckluftleitung 32 angeschlossen, die mit einer Druckluftquelle 33 in Verbindung steht. Mit 11 ist die Fasertransportleitung bezeichnet, die Eintrittsöffnungen für die Blasdüsen 30a bis 30n aufweist. Die Austrittsöffnung für die Blasluftströme in den Kanal 20 ist in Fig. 1 dargestellt. Über eine Ventilsteuerung werden die Ventile 31a bis 31n selektiv angesteuert, z.B. bei Vorhandensein des Fremdstoffes 34 wird das Ventil 31d kurzzeitig geöffnet, so dass ein scharfer Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit, z.B. 15 bis 25 m/sec, durch die Düse 30d austritt und den Fremdkörper 34 in den Kanal 20 (s. Fig. 1) bläst.

[0028] Entsprechend Fig. 7 sind an eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung 35 die Kamera 6, eine Bildauswerteeinrichtung 36 und eine Ventilsteuerung 37 für die Ventile der Ausblaseinrichtung 7 angeschlossen. Ausserdem sind an die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung 35 die Kameras 13a, 13b, eine Bildauswerteeinrichtung 38 und die Ventilsteuerung 39 für die Ventile 31a bis 31n der Ausblaseinrichtung 19 angeschlossen.

[0029] Entsprechend Fig. 8 ist die erfindungsgemässe Vorrichtung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, einem Reiniger 50, z.B. Trützschler CL-C4, nachgeordnet. Von der letzten schnelllaufenden garnierten Walze 514 wird das Fasermaterial durch einen Luftstrom E abgenommen (Luftdoffing) und gelangt als Faser-Luft-Strom D in einen Kanal 52, der etwa U-förmig ausgebildet ist, dessen einer Schenkel in einen senkrechten Kanal 53 nach oben übergeht. Das Faserluftgemisch D durchströmt den Kanal 53 von unten nach oben. Dem Kanal 53 ist die erfindungsgemässe Vorrichtung zugeordnet, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Im Anschluss an die erfindungsgemässe Erkennungsvorrichtung ist eine Ausblasvorrichtung 19 (s. Fig. 1) vorhanden. Das von Fremdteilen befreite Faser-Luft-Gemisch wird anschliessend der weiteren Verarbeitung zugeführt. Die erfindungsgemässe Vorrichtung (Kamera 13, Beleuchtungen 18, 43, Umlenkspiegel 46) sind nicht unmittelbar im Abgabebereich der Öffnerwalze 514angeordnet.

[0030] Gemäss Fig. 9 ist die erfindungsgemässe Vorrichtung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, ein Reiniger 54, z.B. Trützschler CL–C1, nachgeordnet. Von der schnelllaufenden garnierten Walze 55 wird das Fasermaterial durch den Luftstrom E abgenommen (Luftdoffing) und gelangt als Faser-Luft-Strom D in einen schräg angeordneten Kanal 56, der über einen gebogenen Bereich in einen senkrechten Kanal 53 nach oben übergeht. Das Fasermaterial D durchströmt den Kanal 56 und den Kanal 53 von unten nach oben. Dem Kanal 53 ist – entsprechend Fig. 8 – die erfindungsgemässe Vorrichtung zugeordnet, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Im Anschluss an die erfindungsgemässe Erkennungsvorrichtung ist die Ausblaseinrichtung 19 (s. Fig. 8) angeordnet, und das von Fremdteilen befreite Fasermaterial G wird anschliessend der weiteren Verarbeitung zugeführt. Die erfindungsgemässe Vorrichtung (Kamera 13, Beleuchtungseinrichtung 18, 43, Umlenkspiegel 46) sind nicht unmittelbar im Abgabebereich der Öffnerwalze 55 angeordnet.

[0031] Gemäss Fig. 10 ist ein vertikal angeordneter Kanal 57 in einem Gehäuse 58 vorgesehen. Die Anordnung gemäss Fig. 10ermöglicht den Transport des Fasermaterials von oben nach unten durch einen Kanal in welchem es überwacht wird. Der halb ausgefüllte Pfeil mit dem Bezugszeichen I repräsentiert die Abwärtsbewegung der in einem Luftstrom geförderten Fasern. Die Überwachung von Fasern, die von oben nach unten in einem Kanal fliessen, hat sich als vorteilhaft erwiesen.

[0032] Die einander gegenüberliegenden parallelen Seitenwände 57, 57 sind zumindest teilweise als transparente Scheiben (s. Fig. 2) ausgebildet, sodass sie einen transparenten Kanal 62 bilden. Beleuchtungsmittel sind ausserhalb der Aussenseiten der beiden Seitenwände 57, 57<II>zugeordnet. Eine erste Erkennungseinrichtung umfasst zwei CCD-Kameras 59, 59<II> (Linienscanner-Kameras), die indirekt auf den Glas-Kanal 62 gerichtet sind mit Hilfe von zwei gekippten Spiegeln 60und 60<II>, die unter einem Winkel angeordnet sind. Die optischen Flächen sind geringfügig versetzt gegeneinander angeordnet. Auf derjenigen Seite des Kanals 57, der gegenüber der Kamera 59 gelegen ist, ist ein Beleuchtungssystem 61 angeordnet, und auf derjenigen Seite des Kanals 57, die gegenüber der Kamera 59<II>gelegen ist, ist ein Beleuchtungssystem 61<II> angeordnet. Durch diese Massnahme wird das Material im Glas-Kanal 62 von den beiden Kameras 59, 59von zwei Seiten erkannt.

[0033] Das Gehäuse 58, welches den Glas-Kanal 61 enthält, die Kameras 59, 59<II>, die gekippten Spiegel 60, 60<II> sowie die Beleuchtungssysteme 61, 61<II> bilden ein erstes Erkennungsmodul 63, in welchem insbesondere farbiges Fremdmaterial in bzw. zwischen der Baumwolle erkannt wird.

[0034] Unterhalb des ersten Erkennungsmoduls 63 ́ befindet sich ein zweites Erkennungsmodul 63 ́ ́. Die Querschnitte der Kanäle 57 sind die gleichen.

[0035] Eine zweite Erkennungseinrichtung umfasst eine CCD-Kamera 13, die indirekt auf den Glas-Kanal 64 gerichtet ist mit Hilfe eines gekippten Spiegels 46, der unter einem Winkel angeordnet ist. Auf derjenigen Seite des Kanals 57, die gegenüber der Kamera 13 gelegen ist, ist ein Beleuchtungssystem 18 angeordnet, welches Polarisationsfilter aufweist (siehe Fig. 2), und auf derjenigen Seite des Kanals 57, welche der Kamera zugewandt ist, ist ein Beleuchtungssystem 43 für UV-Licht angeordnet. Das polarisierte Licht (transmittiertes Licht) und das von der UV-Bestrahlung reflektierte Licht (einfallendes Licht) werden gemeinsam von der einen CCD-Kamera 13 erfasst. Lichttransmittiertes Licht und einfallendes Licht ist von zwei Seiten her auf das Material im Glas-Kanal 64 gerichtet. Das Gehäuse 58 ́ ́, welches den Glas-Kanal 64 enthält, die Kamera 13, der gekippte Spiegel 46 und die Beleuchtungssysteme 18, 43 bilden ein zweites Erkennungsmodul 63 ́ ́, in welchem insbesondere leicht gefärbte oder transparente Kunststoffe in bzw. zwischen der Baumwolle erkannt wird. Unterhalb des zweiten Erkennungsmoduls 63 ́ ́ befindet sich ein Ausscheidemodul 65. Das Ausscheidemodul 65 im Gehäuse 58 ́ ́ ́ umfasst die Ausblaseinrichtung 19 mit einer Reihe von Düsen, welche einer Seitenwand des Kanals 57 zugeordnet ist. Ein Sammelbehälter 20, welcher unter Unterdruck steht, für die Verschmutzungen, die aus dem Transportstrom ausgeblasen worden sind, ist derjenigen Seitenwand des Kanals 57 zugeordnet, welche gegenüber der Reihe von Düsen liegt.

[0036] Die erfindungsgemässe Vorrichtung wurde am Beispiel eines Reinigers 50, 54 in der Spinnereivorbereitung dargestellt. Sie ist in gleicher Weise in der Ginnerei an einer Egreniervorrichtung anwendbar.

Claims

1. Vorrichtung zur Verwendung in der Spinnereivorbereitung oder Ginnerei zum Erkennen von Fremdteilen (34) aus Kunststoff, wie Polypropylenbändchen, Polypropylengewebe und Polypropylenfolien, in einem Fasermaterialstrom (D), z.B. aus Baumwolle, welche Vorrichtung eine Lichtquelle (18) für polarisiertes Licht umfasst zur Durchleuchtung des Fasermaterialstroms (D) sowie von in dem Fasermaterialstrom (D) enthaltenen, durchleuchtbaren genannten Fremdteilen (34), welche Vorrichtung ferner eine Detektoreinrichtung (13; 13a, 13b) umfasst zur Detektion des durch die durchleuchtbaren Fremdteile (34) transmittierten veränderten polarisierten Lichts, und welche Vorrichtung eine weitere Lichtquelle (43; 431 bis 434) für ultraviolettes Licht umfasst zur Beleuchtung des Fasermaterialstroms (D) sowie von in dem Fasermaterialstrom enthaltenen, nicht durchleuchtbaren genannten Fremdteilen (34), dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung (13; 13a, 13b) so ausgebildet und angeordnet ist, dass sie von den nicht durchleuchtbaren Fremdteilen (34) von ultraviolettem Licht zu sichtbarem Licht gewandeltes Licht detektiert und sowohl die durchleuchtbaren als auch die nicht durchleuchtbaren Fremdteile (34) erfasst und von dem Fasermaterial (40) im Fasermaterialstrom (D) unterscheidet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung (13; 13a, 13b) derart ausgebildet ist, dass das durch die durchleuchtbaren Fremdteile (34) transmittierte veränderte polarisierte Licht und das von den nicht durchleuchtbaren Fremdteilen (34) reflektierte und in sichtbares Licht gewandelte Licht gleichzeitig von der Detektoreinrichtung (13; 13a, 13b) detektierbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung (13; 13a, 13b) eine Auswerteeinrichtung (38; 38 ́) umfasst.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdeckung einer Arbeitsbreite mehrere Detektoreinrichtung (13a, 13b) in Abschnitten parallel nebeneinander angeordnet sind.

5. Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung (13; 13a, 13b) eine Kamera umfasst, wobei zur Reduzierung des Bauraumes die Kamerasichtlinie (45) durch Spiegel (46) oder Prismen faltbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Polarisationsfilter (42) als Analysator aufweist, und dass der Analysator (42) im Lichtweg vor der Detektoreinrichtung (13; 13a, 13b) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (13; 13a, 13b) einen Filter (44) aufweist, der den Durchtritt von ultraviolettem Licht verhindert.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Glaskanal (17) umfasst, wobei an die Auswerteeinrichtung (38, 38 ́) eine Ausscheideeinheit (19) zum Ausscheiden der Fremdteile (34) angeordnet ist, welche in Bezug auf die Richtung des Fasermaterialstroms (D) stromab des Glaskanals (17) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (18; 18a; 18b) für polarisiertes Licht derart ausgebildet ist, dass das Licht linear polarisiert ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (18; 18a; 18b) für polarisiertes Licht derart ausgebildet ist, dass das Licht zirkulär polarisiert ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (18; 18a; 18b) für polarisiertes Licht derart ausgebildet ist, dass das Licht elliptisch polarisiert ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Kanal (41) umfasst und die Lichtquelle (18; 18a; 18b) für polarisiertes Licht und die Detektoreinrichtung (13; 13a, 13b) auf verschiedenen Seiten des Kanals (41) angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (43; 431 bis 434) für ultraviolettes Licht und die Detektoreinrichtung (13; 13a, 13b) auf derselben Seite des Kanals (41) angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass das Fasermaterial (40) pneumatisch durch den Kanal (41) gefördert wird.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Walze (5, 55) umfasst, z.B. eine Schlagwalze, zum Zuführen des Fasermaterials in den Kanal (41).

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung (13; 13a, 13b) eine Zeilenkamera ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung (13; 13a, 13b) eine Matrixkamera ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (18; 18a; 18b) für polarisiertes Licht einen Polarisationsfilter (28) umfasst.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Polarisationsfilter (28) baulich in die Lichtquelle (18; 18a; 18b) für polarisiertes Licht integriert ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 6 und einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Analysator (42) zwischen dem Kanal (41) und der Detektoreinrichtung (13; 13a, 13b) angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Analysator (42) baulich in die Detektoreinrichtung (13; 13a, 13b) integriert ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang zwischen der Lichtquelle (18; 18a; 18b) für polarisiertes Licht und der Detektoreinrichtung (13; 13a, 13b) und/oder zwischen der weiteren Lichtquelle (43; 431 bis 434) für ultraviolettes Licht und der Detektoreinrichtung (13; 13a, 13b) Licht reflektierende Elemente angeordnet sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht reflektierenden Elemente Spiegel sind.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang zwischen der Lichtquelle (18; 18a; 18b) für polarisiertes Licht und der Detektoreinrichtung (13; 13a, 13b) und/oder zwischen der weiteren Lichtquelle (43; 431 bis 434) für ultraviolettes Licht und der Detektoreinrichtung (13; 13a, 13b) Licht brechende Elemente angeordnet sind.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht brechenden Elemente Prismen sind.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht brechenden Elemente Linsen sind.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (38, 38 ́) und die Ausscheideeinheit (19) durch eine Steuer- oder Regeleinrichtung (35) elektrisch miteinander verbunden sind.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (38; 38 ́) derart ausgebildet ist, dass zum Erkennen der Fremdteile (34) Anisotropien der Fremdteile (34), wie eine doppelbrechende Wirkung der Fremdteile (34), ausgewertet werden.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (38; 38 ́) derart ausgebildet ist, dass zum Erkennen der Fremdteile (34) ein selektiv absorbierendes Verhalten der Fremdteile (34), wie Dichroismus der Fremdteile (34), ausgewertet wird.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (38; 38 ́) derart ausgebildet ist, dass zum Erkennen der Fremdteile (34) ein optisch aktives Verhalten der Fremdteile (34), wie Rotationsdispersion der Fremdteile, ausgewertet wird.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung (13, 13a, 13b) derart ausgebildet ist, dass sie aufgrund ihrer Auflösung flächenförmige von faserförmigen Fremdteilen (34) zu unterscheiden vermag.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Lichtquelle (43; 431 bis 434) für ultraviolettes Licht als linienförmigen Lichtquelle zur Beleuchtung einer Arbeitsbreite ausgebildet ist.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Lichtquelle (43; 431 bis 434) für ultraviolettes Licht mehrere aneinandergereihte Einzellichtquellen zur Beleuchtung einer Arbeitsbreite aufweist.

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Lichtquelle (43; 431 bis 434) für ultraviolettes Licht zur Beleuchtung einer Arbeitsbreite eine einzelne, punktförmige Lichtquelle umfasst sowie eine Projektionsvorrichtung, welche das ultraviolette Licht der punktförmigen Lichtquelle auf die Arbeitsbreite projiziert.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Lichtquelle (43; 431 bis 434) für ultraviolettes Licht einen Filter umfasst, welcher nur ultraviolettes Licht passieren lässt.

36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart ausgebildet ist, dass das Fasermaterial (40) von oben nach unten durch den Kanal (41) gefördert wird.

37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart ausgebildet ist, dass das Fasermaterial (40) von unten nach oben durch den Kanal (41) gefördert wird.