DE102008031199A1

DE102008031199A1 - Vorrichtung in der Spinnereivorbereitung, Ginnerei o. dgl. zum Erkennen von Fremdteilen aus Kunststoff, wie Polypropylen o. dgl.

Info

Publication number: DE102008031199A1
Application number: DE102008031199A
Authority: DE
Inventors: Guido Dipl.-Ing. Engels
Original assignee: Truetzschler GmbH and Co KG
Current assignee: Truetzschler Group SE
Priority date: 2008-07-03
Filing date: 2008-07-03
Publication date: 2010-01-07
Anticipated expiration: 2028-07-04
Also published as: BRPI0901598B1; CN101619537B; CN101619537A; BRPI0901598B8; BRPI0901598A2; DE102008031199B4

Abstract

Bei einer Vorrichtung in der Spinnereivorbereitung, Ginnerei o. dgl. zum Erkennen von Fremdteilen aus Kunststoff, wie Polypropylen, -gewebe und -folien o. dgl., in oder zwischen einem Fasermaterialstrom, z. B. aus Baumwolle, sind mit Hilfe einer Quelle für polarisiertes Licht, die mit einer Detektoreinrichtung (Kamera) zusammenwirkt, Fremdteile in oder zwischen dem Fasermaterial unter Durchleuchtung von hellen und/oder transparenten Fremdteilen durchstrahlbar (Durchlicht) und wirkt aus einer weiteren Quelle Licht auf den Fasermaterialstrom ein. Um auf konstruktiv einfache Art die wirksame Erkennung von weißen und/oder tranparenten Kunststofffolien zu ermöglichen, sind mit Hilfe einer Quelle für ultraviolettes Licht Fremdteile in oder zwischen dem Fasermaterial unter Beleuchtung bestrahlbar (Auflicht) und wirkt die Quelle für ultraviolettes Licht mit der Detektoreinrichtung (Kamera) zusammen, die die durchleuteten und beleuchteten Fremdteile zu erfassen und von dem Fasermaterial zu unterscheiden vermag.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in der Spinnereivorbereitung, Ginnerei o. dgl. zum Erkennen von Fremdteilen aus Kunststoff, wie Polypropylen, -gewebe und -folien o. dgl., in oder zwischen einem Fasermaterialstrom, z. B. aus Baumwolle, bei der mit Hilfe einer Quelle für polarisiertes Licht, die mit einer Detektoreinrichtung (Kamera) zusammenwirkt, Fremdteile in oder zwischen dem Fasermaterial unter Durchleuchtung von hellen und/oder transparenten Fremdteilen durchstrahlbar sind (Durchlicht) und aus einer weiteren Quelle Licht auf den Fasermaterialstrom einwirkt.
Ein Problem beim Betrieb von optisch arbeitenden Fremdfasern- 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.
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 nacheinander geschaltet, 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.
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.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
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 sichtbaren 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.
Die Ansprüche 2 bis 62 haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt:
1 die erfindungsgemäße Vorrichtung an einer Fremdteilerkennungs- und -ausscheidevorrichtung mit horizontalem Transportkanal,
2 die erfindungsgemäße Vorrichtung an einer Fremdteilerkennungs- und -ausscheidevorrichtung mit Beleuchtungseinrichtungen für polarisiertes Drauflicht und UV-Auflicht, senkrechtem Transportkanal und gerade Kamerasichtlinie,
3 eine Vorrichtung wie 2, jedoch mit umgelenkter Kamerasichtlinie,
4 eine Ausführungsform mit zwei Detektionsvorrichtungen,
5 schematisch Seitenansicht einer Vorrichtung mit einem Glaskanal und einer Beleuchtungseinrichtung für polarisiertes Drauflicht,
6 Draufsicht auf eine Ausblaseinrichtung mit einer Mehrzahl von über die Breite angeordneten Blasdüsen,
7 Blockschaltbild einer elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung, an die zwei Sensorsysteme und zwei Ausblaseinrichtungen angeschlossen sind,
8 die erfindungsgemäße Vorrichtung nach einem Vier-Walzenreiniger und
9 die erfindungsgemäße Vorrichtung nach einem Ein-Walzenreiniger.
Entsprechend 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.
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 (sh. 6) mit einer Einrichtung 7 zur Abscheidung der Fremdstoffe in Verbindung (sh. 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 abfordert.
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 die 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.
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.
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 -falien u. dgl. in oder zwischen Faserflocken, z. B. aus Baumwolle und/oder Chemiefasern, angewandt. Die Kunststoffe sind hell, weiß oder transparent.
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.
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.
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.
Gemäß 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 2 und 3 ist in entsprechender Weise bei der Ausführungsform gemäß 1 mit 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.
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 zu einer Aussteuerung, welche von der an die Kamera angeschlossenen Auswerteeinheit 38 registriert wird und z. B. von einer nachgeschalteten Ausscheideeinheit (Ausblaseinrichtung 19, sh. 1 und 5) 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.
3 zeigt eine ähnliche Anordnung, bei welcher die Kamerasichtlinie 45 zur Redizuierung des erforderlichen Bauraumes über einen Spiegel 46 gefaltet wird.
Bei großen Kanalbreiten kann es vorteilhaft sein, mehrere Detektionsvorrichtungen nach 2 so 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.
4 zeigt eine solche Anordnung, aus einer Blickrichtung mit Materialförderrichtung D senkrecht zur Papierebene, in welcher mehrere Detektionsvorrichtungen 47^I , 47^II nebeneinander angeordnet sind, um die große Arbeitsbreite abzudecken. Jede Vorrichtung 47^I , 47^II 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 Abschnitt unterteilt, werden aber von jeweils einem durchgehenden Bauteil realisiert. Ähnlich lassen sich auch die den einzelnen Abschnitten zugeordneten Auswerteeinheiten weiter zu einer Auswerteeinheit 38^I zusammenfassen.
Nach 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^I , 21^II , 21^III und 21^IV bilden einen Teil der Innenmantelfläche der Fasertransportleitung 11 bzw. des Kanals 41. Die Flächen 21^I und 21^II einerseits und die Flächen 21^III und 21^IV andererseits sind jeweils fluchtend zueinander ausgerichtet. Die Flächen 21^I , 21^II einerseits und die Flächen 21^III 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^I , 21^II 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^III , 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.
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, 21d – sich über die Maschinenbreite erstrecken – 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.
Oberhalb des Gehäuses 23 für den Glaskanal 17 ist die Beleuchtungseinrichtung 43 (für UV-Auflicht) angeordnet (sh. 1).
Die Ausbildung in 5 wurde am Beispiel des horizontalen Transportkanals 11 (1) erläutert. Die Ausbildung ist entsprechend für den senkrechten Kanal 41 (2 und 3) anwendbar.
Gemäß 5 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 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 (sh. 1) bläst.
Entsprechend 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.
Entsprechend 8 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie sie in 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 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 3 dargestellt ist. Im Anschluss an die erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung ist eine Ausblasvorrichtung 19 (sh. 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 51₄ angeordnet.
Gemäß 9 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie sie in 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 8 – die erfindungsgemäße Vorrichtung zugeordnet, wie sie in 3 dargestellt ist. Im Anschluss an die erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung ist die Ausblaseinrichtung 19 (sh. 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.
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0545129 B [0003]

Claims

Vorrichtung in der Spinnereivorbereitung, Ginnerei o. dgl. zum Erkennen von Fremdteilen aus Kunststoff, wie Polypropylen, -gewebe und -folien o. dgl., in oder zwischen einem Fasermaterialstrom, z. B. aus Baumwolle, bei der mit Hilfe einer Quelle für polarisiertes Licht, die mit einer Detektoreinrichtung (Kamera) zusammenwirkt, Fremdteile in oder zwischen dem Fasermaterial unter Durchleuchtung von hellen und/oder transparenten Fremdteilen durchstrahlbar sind (Durchlicht) und aus einer weiteren Quelle Licht auf den Fasermaterialstrom einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer Quelle (43; 43₁ bis 43₄ ) für ultraviolettes Licht Fremdteile (34) in oder zwischen dem Fasermaterial (40) unter Beleuchtung bestrahlbar sind (Auflicht) und die Quelle (43; 43₁ bis 43₄ ) für ultraviolettes Licht mit der Detektoreinrichtung (Kamera 13; 13a, 13b) zusammenwirkt, die die durchleuchteten und beleuchteten Fremdteile (34) zu erfassen und von dem Fasermaterial (40) zu unterscheiden (38, 38^I ) vermag.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass das polarisierte Licht und das infolge UV-Bestrahlung reflektierte Licht gemeinsam von der einen Detektoreinrichtung aufnehmbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das polarisierte Licht und der infolge UV-Bestrahlung reflektierte Strahl gleichzeitig von der einen Detektoreinrichtung aufnehmbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdteile bei Durchstrahlung mit polarisiertem Licht den Polarisationszustand des Lichtes zu ändern vermögen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdteile bei Beleuchtung mit UV-Licht Fluoreszenzeffekte zeigen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung eine Auswerteeinrichtung umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdeckung einer großen Arbeitsbreite mehrere Detektionsvorrichtungen in Abschnitten parallel nebeneinander vorhanden sind.
Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reduzierung des Baumraumes die Kamerasichtlinie durch Spiegel oder Prismen faltbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera einen Polarisationsfilter als Analysator aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera einen Filter aufweist, der den Durchtritt von UV-Licht verhindert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an die Auswerteeinrichtung eine in Förderrichtung nach der Detektionszone angeordnete Ausscheidevorrichtung zum Ausscheiden der Fremdstoffe angeschlossen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdteile aus Kunststoff den Polarisationsvektor des polarisierten Lichtes drehen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht linear polarisiert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht zirkular polarisiert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht elliptisch polarisiert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle für polarisiertes Licht und die Detektoreinrichtung auf verschiedenen Seiten der Faserflocken angeordnet sind (Durchlichtanordnung).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle für UV-Licht und die Detektoreinrichtung auf derselben Seite der Faserflocken angeordnet sind (Auflichtanordnung).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen eine Depolarisation erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen eine Reflexunterdrückung erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdteile aus Kunststoff durch Anisotropien (wie z. B. Doppelbrechung) das polarisierte Licht derart verändern, dass das Licht durch den Analysator der Detektoreinrichtung sichtbar gemacht wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial in einem Kanal aus Glas o. dgl. angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial durch einen Kanal pneumatisch gefördert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial auf einem Förderband angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial auf einer Walze, z. B. Schlagwalze, angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze schnell rotiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung eine Zeilenkamera ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung eine Matrixkamera ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung Lichtsensoren umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion mit Farbe erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion mit schwarzweiß erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Lichtquelle und Fasermaterial ein Polarisator angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtquelle vorhanden ist, die polarisiertes Licht ausstrahlt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Polarisator an oder innerhalb der Lichtquelle integriert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Fasermaterial und der Detektoreinrichtung ein Analysator angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass ein Detektor vorhanden ist, der auch als Analysator wirkt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Analysator an oder innerhalb des Detektors integriert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang Licht reflektierende Elemente angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang Licht brechende Elemente angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass als Elemente Spiegel herangezogen werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass als Elemente Prismen herangezogen werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass als Elemente Linsen herangezogen werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerteeinrichtung eine Einrichtung zur Entfernung (Abscheidung) der Fremdteile nachgeschaltet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung und die Entfernungseinrichtung (Abscheideeinrichtung) durch eine Steuer- oder Schalteinrichtung elektrisch miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung nach einer Reinigungsvorrichtung angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in einer Karde angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung nach einer Karde angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung nach einem Fremdfaserausscheider angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen Anisotropien wie doppelbrechende Wirkung der Fremdteile herangezogen wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen selektiv absorbierendes Verhalten (Dichroismus) der Fremdteile herangezogen wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen optisch aktives Verhalten (Rotationsdispersion) der Fremdteile herangezogen wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung aufgrund ihrer Auflösung flächenförmige von faserförmigen Fremdteilen zu unterscheiden vermag.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 51, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Lichtquelle als linienförmige Beleuchtung zur Ausleuchtung der Arbeitsbreite ausgelegt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Lichtquelle aus mehreren aneinander gereihten Einzellichtquellen zur Ausleuchtung der Arbeitsbreite ausgelegt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Lichtquelle aus einer einzelnen, z. B. punktförmigen, Lichtquelle besteht, welche über eine Projektionsvorrichtung die Ausleuchtung der Arbeitsbreite herstellt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht der UV-Lichtquelle durch Reflektoren oder Linsen auf die zu inspizierende Oberfläche gebündelt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Lichtquelle einen Filter enthält, welche alle unerwünschten Wellenlängen sperrt und somit nur UV-Licht passieren lässt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal senkrecht angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal schräg angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 58, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial von oben nach unten durch den Kanal gefördert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 59, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial von unten nach oben durch den Kanal gefördert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal waagerecht angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 61, dadurch gekennzeichnet, dass die einer Öffnerwalze nachgeordnete Vorrichtung nicht unmittelbar im Abgabebereich der Öffnerwalze angeordnet ist.