DE1869571U

DE1869571U - Vorrichtung zur anzeige und/oder registrierung von noppen an einem laufenden garn.

Info

Publication number: DE1869571U
Application number: DEN12270U
Authority: DE
Original assignee: Onderzoekings Instituut Research
Current assignee: Onderzoekings Instituut Research
Priority date: 1960-03-15
Filing date: 1961-03-03
Publication date: 1963-03-28
Also published as: ES265737A1; US3187568A; GB906237A; ES265739A1; CH387335A

Description

PATENTANWÄLTE DR. KARL SC* SWAKZHANS

DR-EUSASETi! "UHG München 19 - Romanpiatz 9

fc-3. Jan. i!

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige und/oder Registrierung von Noppen an einem laufenden Garn mit einer Transportvorrichtung und ferner zwei Fadenführern zum Führen des Garns längs einer festgelegten Bahn, wobei zwischen den Fadenführern in geringem Abstand von der Garnbahn wenigstens ein Fühlorgan aus elektrisch leitendem Material angeordnet ist, das mit einem elektronischen Verstärker gekuppelt ist, dessen Ausgang an eine Anzeige- und/oder Registrierungsvorrichtung, insbesondere an einen Zähler, angeschlossen ist.

Eine derartige Vorrichtung ist bekannt, insbesondere für Garne auf der Grundlage von regenerierter Cellulose.

Das Garn erhält dabei mittels eines Schleifkontaktes eine elektrostatische Ladung. In dieser bekannten Vorrichtung besteht der Fühler aus einem Metallring, durch den das Garn hindurchläuft und der mit dem Gitter einer Verstärkerröhre gekoppelt ist. Eine an. dem Garn befindliche, elektrostatisch geladene Noppe berührt den Metallring und gibt ihre Ladung an diesen ab. Infolgedessen gelangt ein Signal zu dem Gitter der Verstärkerröhre.

Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß bei Verwendung der bekannten Vorrichtung zur Anzeige von Noppen an Garnen und Fäden auf der Grundlage von anderen Ausgangsmaterialien als Cellulose verschiedene Faktoren wirksam sein können, welche die Anzeige einer durch die Vorrichtung gehenden Noppe stören oder sogar überhaupt verhindern.

Es hat sich gezeigt, daß die bekannte Vorrichtung besonders ungeeignet ist, wenn die Garne aus einem Material von hohem spezifischem Widerstand, d. h. aus einem Polyamid oder einem Polyester hergestellt werden. Auf einem Faden aus einem solchen Material kann man nicht mittels eines Schleifkontaktes eine einheitliche Verteilung einer elektrostatischen Ladung erzielen.

In den meisten Fällen ist jedoch auf einem solchen Faden infolge seiner Berührung mit verschiedenen Fadenführern bereits ein hohes Berührungspotential vorhanden.

Die zur Bildung dieses Potentials führende elektrostatische Ladung ist auf dem durchlaufenden Garn sehr ungleichmäßig verteilt. Diese Ladungsverteilung ist aus zwei Gründen ungleichmäßig.

Erstens ist die Gesamtladung längs des Garnes sehr unregelmäßig, so daß ein sehr unregelmäßig geformtes Signal in das Fühlorgan eingeführt wird.

Es ist nicht gelungen, dieses Signal mittels Frequenzfiltern von dem Signal zu trennen, das von einer durchlaufenden Noppe abgegeben wird.

Vorrichtung "Ssur Anzeige

und/oder Registrierung von Noppen

an einem laufenden Garn

Anmelder:

N.V. Onderzoekingsinstituut Research,
Arnheim (Niederlande)

Vertreter: Dr. K. Schwarzhans

und Dr. E. Jung, Patentanwälte,

München 19, Romanplatz 9

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 15. März 1960 (Nr. 249 456)

Dr. Victor Emanuel Gonsalves,
und Garrit Johannes Hilferink,

Arnheim (Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden

Ferner kann die elektrostatische Ladung auch in jedem Querschnitt des Garnfadens ungleichmäßig verteilt sein. Das führt zu einer unregelmäßigen Anordnung der durch die Ladung des Garns erzeugten Äquipotentialflächen in bezug auf die Garnbahn.

Wenn diese unregelmäßige Anordnung der Äquipotentialflächen längs der Garnachse sehr rasch und unregelmäßig schwankt, was stets der Fall ist, dann erregt das Garn selbst schwankende Induktionsspannungen in den Fühlorganen.

Bei Verwendung der bekannten Vorrichtung verhindern diese Nachteile die Unterscheidung eines von einer Noppe erzeugten Signals von anderen Signalen.

Überraschenderweise hat es sich nun gezeigt, daß diese Nachteile erfindungsgemäß dadurch vermieden werden können, daß eine gerade Zahl von elektrischen Fühlorganen, die in gleichen Abständen von der Achse der Garnbahn und in einer Ebene senkrecht zur Achse der Garnbahn angeordnet sind, in zwei gleich große Gruppen geteilt ist und daß die Fühlorgane jeder Gruppe miteinander verbunden und die Gruppen an je einen Verstärker angeschlossen sind, deren Ausgänge an einen dritten Verstärker angeschic ■·. i«n sind, der in an sich bekannter Weise nur auf das Differenzsignal der beiden erstgenannten Verstärker anspricht.

209 607/19«

Diese Anordnung kann beispielsweise dadurch erhalten werden, daß die Ausgänge der beiden erstgepa.nnten Verstärker an die Enden der Primärwicklung eifie'§ Transformators angeschlossen werden, dessen Sekundärwicklung an den dritten Verstärker angeschlossen ist. Vorzugsweise verwendet man jedoch ejne Schaltung, in welcher der Ausgang eines der Verstärker an den Ausgang einer Umkehrstufe angeschlossen ist, deren Eingang an den Ausgang des anderen Verstärkers angeschlossen ist, wobei der Ausgang des ersten Verstärkers ferner über einen dritten Verstärker an einen Zähler angeschlossen ist.

Längs der Garnachse auftretende Ladungsveränderungen, die auf Ladungen des Garns zurückzuführen sind, die zur Erzeugung von konzentrischen, mit der Achse konzentrischen Äquipotentialflächen führen, er/eugen gleiche Veränderungen der an die beiden Gruppen von Fühlern abgegebenen Ladung.

Durch Mischen der verstärkten Signale nach Umwandlung des von einer dieser Gruppen kommenden Signals können diese Ladungsveränderungen durch Aussieben entfernt werden.

Die Wahrscheinlichkeit, daß eine Noppe derart ,in dem Fühler vorbeigeht, daß sie in den beiden Gruppen dieser Fühlorgane ein vollkommen identisches Signal erzeugt, ist so klein, daß dieser Fall vernachlässigt werden kann.

Wenn jede der beiden Gruppen von Fühlorganen mehrere Fühlorgane aufweist, die so angeordnet sind, daß jeweils zwei zu verschiedenen Gruppen gehörige Fühlorgane nahe beieinander angeordnet sind, kann die Wirkung der unregelmäßigen Anordnung der elektrostatischen Äquipotentialflächen praktisch neutralisiert werden, ohne daß die Aufnahme eines Signals von einer durchlaufenden Noppe gestört wird.

Vorzugsweise sind die Fühlorgane der beiden Gruppen in einer sternförmigen Anordnung abwechselnd vorgesehen.

Es hat sich gezeigt, daß bei einer solchen Anordnung eine Beeinträchtigung der von den Noppen abgeleiteten Signale am besten vermieden werden kann.

Zur Schaffung einer solchen Anordnung können radial angeordnete, gerade Fühlorgane in gleichen Abständen voneinander in einem Ring aus Isoliermaterial angeordnet werden, in dessen Mittelachse das Gam läuft.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann jedoch eine sehr einfache Lösung erzielt werden, wenn die beiden Fühlergruppen aus zwei wendelförmig gewickelten Metalldrähten bestehen, die um eine halbe Steigung gegeneinander versetzt und zu einem Kreis gebogen sind. Diese Ausbildung bietet mehrere Vorteile und ermöglicht sehr kurze Verbindungen zwischen den Fühlorganen jeder Gruppe.

Außerdem ist es bei der schraubenförmigen Anordnung der Metalldrähte wahrscheinlicher, daß die Noppe eine der beiden Wendeln berührt.

Eine Anordnung der Fühler derart, daß immer zwei zu verschiedenen Gruppen gehörende Fühler nahe beieinander angeordnet sind, hat ferner den Nachteil, daß einander benachbarte Fühler einen Kondensator bilden, dessen Kapazität die Stärke des Differenzsignals beträchtlich herabsetzt."

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann dieser Nachteil dadurch vermieden werden, daß jeder Fühler mit einer oder mehreren Abschirmleitungen versehen ist.

Besonders wenn die Fühler, wie vorstehend beschrieben, aus wendelförmig gewickelten Metalldrähten bestehen, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Abschirmung auf sehr einfache Weise dadurch erzielt wenden, daß zwischen die Wendern der Fülilorgan^ 'eip oder mehrere isolierte Metalldrähte gewickelt werden, welche dieselbe Wendelform haben wie die Fühlorgane und als Abschirrnleiter dienen.

Damit den Verstärkern ein möglichst starkes Signal

ίο zugeführt wird, hat es sich als notwendig erwiesen, daß die Fühlorgane eine sehr kleine Eigenkapazität haben.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Verstärker, an welche die Fühlorgane angeschlossen sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine hohe Eingangsimpedanz und eine geringe Ausgangsimpedanz haben, so daß die von der Eingangsimpedanz-und der Kapazität der Fühlorgane bestimmte Abklingzeit eines herankommenden Signals mindestens ebenso lang ist wie die Zeit, die eine Noppe unter normalen Betriebsbedinao gungen zum Vorbeigang an dem Fühlorgan braucht.

Zur Erklärung des Begriffs der Abklingzeit eines hereinkommenden Signals sei bemerkt, daß man annehmen kann, daß dieses Signal an einen dem Verstärkereingang äquivalenten /?C-Kreis angelegt wird. Von einem solchen Kreis ist es bekannt, daß ein Spannungssignal darin proportional der Funktion

RC

abklingt. Nach einer Zeit t = RC entsprechend der Zeitkonstanten ist das Signal um einen Faktor kleiner geworden.

Diese Zeit soll nun mindestens so lang sein wie die Zeit, während der eine Noppe unter normalen Betriebsbedingnngen an einem Fühlorgan vorbeigeht.

Auf diese Weise kann erzielt werden, daß die Ladung einer durchlaufenden Noppe die größtmögliche indizierte Ladung an den Verstärkereingang abgibt.

Bei einer Schaltung, die eine sehr einwandfreie und störungsfreie Verstärkung der aufgenommenen Signale ermöglicht, ist jedes Fühlorgan oder jede Gruppe von Fühlorganen an das Gitter einer in Anodenbasisschaltung angeordneten Verstärkerröhre angeschlossen und ist jedes Fühlorgan auf beiden Seiten mit Abschirmorganen versehen,' die einzeln oder in Gruppen an die Kathoden der Verstärkerröhre angeschlossen sind, deren Gitter mit dem Fühlorgan gekoppelt ist, das mit diesen Abschirmorganen versehen ist.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung zur Anzeige und/oder Registrierung von Noppen an einem laufendem Garn kann an verschiedene Textilmaschinen, wie Spulengestelle, Spulmaschinen und (Toners, an- oder in sie eingebaut werden.

Diese Vorrichtung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen in Kombination mit Streckzwirnmaschinen zum Strecken von Garnen aus thermoplastischen linearen Polymeren, Polyestern, Polymethanen oder Copolymeren, wie Polyamiden oder Polyäthylentere-

phthalat. '. . „ 0

Es hat sich nämlich gezeigt, daß die meisten Noppen während des Streckens dieser Garne gebildet werden. Wenn die Anzahl der Noppen unmittelbar nach dem Strecken und vor dem Aufwickeln festgestellt werden kann, ist eine einfache Sortierung derGärn;-wickel möglich.

Es hat sich gezeigt, daß die Anzahl der Noppen, die nach dem Zählen,' beispielsweise während des Auf-

Claims

wickelns oder anderer Nachbehandlungen, gebildet werden, yernachlässigbar klein ist. Infolgedessen haben sie keinen wesentlichen Einfluß auf die Güte des Endprodukts.

Zur Erläuterung der Erfindung wird nachstehend eine Streckzwirnmaschine, die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung versehen ist, an Hand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

Fig. 1 schematisch eine Vorderansicht einer Streckzwirnmaschine, Fig. 2 eine Anordnung von Fühlorganeja,

Fig. 3 im Kästchenschema die Verstärkung der aufgenommenen Signale,

Fig. 4 in einem detaillierten Schaltschema die Einführung eines empfangenen Signals in den Verstärker.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Wickel des ungestreckten Garns bezeichnet. Nach dem Strecken wird dieses Garn zu dem Wickel 2 gewickelt, der auf einer nicht gezeigten Zwirnspindel angeordnet ist. ao

Zu diesem Zweck läuft das ungestreckte Garn 3 von dem Wickel 1 über eine Führungsöse 4 zu zwei Einzugswalzen 5 und 6 und wird dann von einer Streckwalze über die Streckstifte 7 und 8 gezogen.

Nach den Streckstiften 7 und 8 wird das Garn einige Male um die Streckwalze 9 und die Führungsrolle 10 gelegt und dann der Zwirnspindel zugeführt. Zu diesem Zweck wird das Garn durch die obere öse 11 geführt, bildet mit Hilfe des Läufers 13 den Garnballon 12 und wird auf den Wickel 2 aufgewickelt.

Bis hierher ist dies eine Beschreibung einer bekannten Ausführungsform einer Streckzwirnmaschine.

Zwischen der Streckwalze 9 und der oberen Öse 11 sind zwei Fadenführer 14 und 15 angeordnet, die das Garn 3 sehr genau auf einer festgelegten Bahn führen. Ferner ist zwischen den beiden Fadenführern 14 und 15 eine Fühleranordnung 16 vorgesehen, die in Fig. 2 in größerem Maßstab genauer dargestellt ist.

Der Fühler 16 besteht aus einem Ring 17 aus Isoliermaterial. Dieser Ring 17 ist mit einer Ausnehmung

18 versehen, durch die ein Garn 3 in den Ring eingeführt werden kann. Der Ring 17 ist an einem Halter

19 festgemacht, der zur Befestigung des Fühlers 16 dient. Die Fadenführer 14 und 15 sind relativ zu dem Fühler 16 so angeordnet, daß ein von den Führern 14 und 15 geführtes Garn durch die Mitte des Rings 17 geht. Um den Ring 6 sind sechs Metalldrähte 20 bis 25 mehrmals wendelförmig herumgewickelt.

Die Drähte 21 und 24 bestehen aus blankem, die anderen aus emailliertem Kupfer, die um den Ring 17 herumgewickelten Drähte sind alle mit einer sehr dünnen Kunststoffschicht überzogen, damit der Ring nicht schmutzig werden kann.

Die Drähte 20 und 22 sowie die Drähte 23 und 25 sind paarweise miteinander verbunden.

Die Fig. 2 zeigt schematisch im Querschnitt ein Garn mit einem abgerissenen Einzelfaden 26.

Die sogenannte Noppe ist den Metalldrahtwicklungen näher als die nicht gerissenen Fäden. Daher induziert die Noppe eine Ladung auf einer Wicklung der Drähte 21 und 24.

Fig. 3 zeigt ein Kästchenschema der elektrischen Schaltung der Vorrichtung.

Von dem Fühler 16 gehen die von dem Draht 21 oder dem Draht 24 aufgenommenen Signale zu den identischen Verstärkern A, oder A.,.

Die Verstärker A, und A₂ sind in Anodenbasisschaltung angeordnet und wirken als Impedanztransformatoren. Das heißt, daß ihre Eingangsimpedanz sehr hoch und ihre Ausgangsimpedanz niedrig ist.

In Reihe mit dem Verstärker A_% ist eine Umkehrstufe R geschaltet, die eine vollständig einheitliche Umkehr des Ausgangssignals des Verstärkers A₂ bewirkt. Da die Ausgangsiiqpedanz der Verstärker A _l und A₂ niedrig ist, können die nachgeschalteten Schaltelemente über verhältnismäßig lange Leitungen an diese Verstärker angeschlossen und an anderer Stelle angeordnet seip.

Das Ausgangssignal der Umkehrstufe R wird mit dem von d.em Verstärker A_x kommenden gepiischt.

Infolgedessen werden alle von dem noppenfreien Garn kommenden Rauschsignale praktisch beseitigt.

Es hat sich außerdem gezeigt, daß die vorstehend beschriebene Schaltung gegenüber- äußeren Störeinflüssen praktisch unempfiffdlich ist.

Alle gemessenen Signale werden dann einer Verstärkerstufe A_% zugeführt, von der sie schließlich zu einem Zähler gelangen, der auf einen bestimmten Schwellenwert eingestellt ist, so daß er nur die von den Noppen kommenden starken Signale zählt.

Die Umkehrstufe/?, der VerstärkerA_A und der Zähler C entsprechen bekannten Ausführungen, die keinen Teil der Erfindung bilden.

Der Zähler C arbeitet derart, daß beim Durchgang der zwei Enden eines gebrochenen Einzelfadens nur eine Noppe gezählt wird.

Fig. 4 zeigt schließlich den Anschluß der Abschirmdrähte 20, 22, 23 und 25 an die Verstärkerstufen A, und A₂.

1. Vorrichtung zur Anzeige und/oder Registrierung von Noppen an einem laufenden Garn mit einer Transportvorrichtung und zwei Fadenführern zum Führen des Garns längs einer festgelegten Bahn, wobei zwischen den Fadenführern in geringem Abstand von der Garnbahn wenigstens ein FUhlorgan aus elektrisch leitendem Material angeordnet ist, das über einen elektronischen Verstärker an ein Anzeige- und/oder Registrierinstrument, insbesondere an einen Zähler, angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine gerade Zahl von in einer Ebene senkrecht zur Achse der Garnbahn und in gleichen Abständen von der Achse der Garnbahn angeordneten elektrischen Fühlorganen in zwei gleich große Gruppen geteilt ist und daß die Fühlorgane jeder Gruppe miteinander verbunden und die Gruppen an je einen Verstärker angeschlossen sind, deren Ausgänge an einen dritten Verstärker angeschlossen sind, der in an sich bekannter Weise nur auf das Differenzsignal der beiden erstgenannten Verstärker anspricht.

,.ackee_;l;· ese^ -sta-ket4st.

£,*θ\ Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlorgane der beiden Gruppen in einer sternförmigen Anordnung miteinander abwechseln.

. 4". Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gruppen von Fühlorganen aus zwei kreiswendelförmig gewickelten Metalldrähten bestehen, die um eine halbe Steigung gegeneinander versetzt sind.

Lf_v <#Γ Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlorgane durch einen oder mehrere Abschirmleiter voneinander getrennt sind.

". «or Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wendeln der Fühlorgane ein oder mehrere isolierte Metalldrähte gewickelt sind, welche dieselbe Wendelform haben wie die Fühlorgane und als Abschirmleiter dienen.

_ff7irr^7_l.- _l ₁ _I _Tr V^f>t!i*i γ\\λ 11 ] Γ] f*- ΠΠΓ*1ΐ Pin Pi TD

bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
eine sehr niedrige EigenkapaataTHaben.

8. VorriciitHTgTiacri Anspruch 7, dadurch gefc irt d

sind, daß sie eine hohe Eingangsimpedg
eine niedrigere Ausgangsimpedanz Jjatien.

9. Vorrichtung nach Anspruch^und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die FuJa+fjrgane einzeln oder in Gruppen an das Gijiefeiner in AnodenbasK-schaltung angeordneten Verstärkerröhre ange schlossen sind^na daß jedes dieser Fühlorg.ine aiii beiden Sejitfn mit Abschirmorganen verfehl η ist. die ei»2eTn oder in Gruppen an die Kathode .liesei

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 209 607 196 5. 62