DE2048560A1

DE2048560A1 - Elektronischer Garnreiniger

Info

Publication number: DE2048560A1
Application number: DE19702048560
Authority: DE
Inventors: Hermann Adhswil Schwanz (Schweiz)
Original assignee: Peyer, Siegfried, Bach (Schweiz)
Priority date: 1969-11-06
Filing date: 1970-10-02
Publication date: 1971-05-19
Also published as: US3673591A; CH499451A; GB1269467A; DE2048560B2; FR2069076A5

Description

2. Oktober 19 70 6274

BE 13406

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i*lefcn 561762

Siegfried Peyer, Bach / Schweiz

Elektronischer Garnreiniger

Elektronische Garnreiniger werden verwendet, um unerwünschte Dickstellen im gesponnenen Garn festzustellen und diese Dickstellen, wenn sie eine vorgegebene Dicke und Länge überschreiten, aus dem Garn herauszuschneiden. Dazu enthalten die Garnreiniger einen Messkopf, der nach einem optisch-elektronischen oder elektrostatischen Verfahren die Dicke des durchlaufenden Gangs bestimmt und ein entsprechendes elektrisches Signal liefert, das dann auf die gewollten Kriterien ausgewertet wird, und, wenn die eingestellten Bedingungen erfüllt sind, das Ausschneiden der Fehlerstelle bewirkt. Weil das Ausgangssignal des Messkopfs für die direkte Auswertung zu schwach ist, ist jedem Messkopf immer ein Verstärker nachgeschaltet.

Die elektronischen Garnreiniger sind meistens an Spulmaschinen, auf denen das Garn von den kleinen Spinnkopsen auf grosse, für

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^; die Weiterverarbeitung besser geeignete Kreuzspulen umgespult wird, installiert. Da solche Umspulmaschinen eine Vielzahl von Spindeln aufweisen, auf denen gewöhnlich gleichartiges Garn umgespult wird, werden eine entsprechende Vielzahl von Garnreinigern parallel zueinander betrieben und sollten, insbesondere wenn auf allen Spindeln das gleiche Garn umgespult wird, möglichst auch die gleiche Empfindlichkeit aufweisen. Die Empfindlichkeit der Garnreiniger ist aber, auch wenn diese vor Arbeitsbeginn aufeinander abgeglichen werden, über längere Betriebszeiten nicht konstant. Der unvermeidliche Textilstaub und Faserteile, die sich im Messkopf anlagern, bewirken sowohl * beim optisch-elektronischen als auch beim elektrostatischen Messkopf ein Fehlersignal, das dem der Garndicke entsprechenden Signal überlagert ist, so dass das Ausgangssignal einer grösseren, als der tatsächlich vorhandenen Garndicke entspricht. Dazu kommt, dass auch langsame Aenderungen der Eigenschaften der optischen oder elektronischen Komponenten im Messkopf und im Verstärker das Ausgangssignal des Verstärkers verschieben. Dieses Abwandern des der Nenndicke des Garns entsprechenden Signals verläuft aber bei jedem Garnreiniger anders, was dazu führt, dass gleiches Garn, das über verschiedene Spindeln der gleichen Umspulmaschine gelaufen ist, unterschiedlich gereinigt wird.

Um das langsame Abwandern der Kennwerte von Messkopf und Verstärker auszugleichen, weisen die Garnreiniger im allgemeinen eine elektronische Kompensations- oder Regeleinrichtung auf, die an einer geeigneten Stelle im Verstärker und vorzugsweise am Verstärkerausgang einen Sollwert überwacht und jede Veränderung des Sollwertes über ein geeignetes Stellglied im Verstärker wieder ausgleicht. Es versteht sich, dass solche Regeleinrichtungen eine grosse Zeitkonstante aufweisen müssen, die auf das Nachregeln des oben beschriebenen langsamen Abwanderns der eingestellten Werte keinen Einfluss hat, andererseits aber sicherstellt, dass die den gesuchten Garnfehlern

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entsprechenden raschen Signale von der Regeleinrichtung nicht beeinflusst werden.

Da der Messkopf ein der Dicke des durchlaufenden Garns entsprechendes Ausgangssignal bildet, für die Praxis aber nur der "normalen" Garndicke überlagerte fehlerhafte Verdickungen interessant sind, sind weiter Mittel vorgesehen, um die den Verdickungen des Garns entsprechenden raschen Signale vom Ausgangspegel des Verstärkers zu trennen. Das mann im einfachsten Fall durch einen Kondensator, der nur eine zeitlich r.asch veränderliche Spannung überträgt und ein Gleichspannungssignal sperrt, erreicht werden. Der Messkopf unterscheidet aber nicht J zwischen den Verdickungen eines durchlaufenden Garns und dem Einlegen eines neuen Garns in den Messkopf, was bedeutet, dass beim Einlegen eines Garns ein Signal wie beim Durchlaufen einer Garnverdick >g erzeugt wird. Die einfachste Möglichkeit, solche Signale auszuschliessen, wäre beispielsweise, zwischen dem Messkopf und dem Verstärker oder im Verstärker einen Schalter vorzusehen, und vor dem Einlegen eines neuen Garns diesen Schalter zu öffnen. Diese Möglichkeit ist bei rein elektronischen Regelkreisen praktisch nicht realisierbar, weil elektronische Regelkreise nicht aufgetrennt werden können, ohne dass sie in eine Sättigungsposition laufen, und die im Garnreiniger ver-

ύ wendeten Regelkreise wegen der notwendigen grossen Zeitkonstante \ nur langsam auf den eingestellten Wert zurückregeln, während welcher Zeit der Garnreiniger nicht in der gewünschten Weise arbeitet. Um solche unerwünschten Signale zu unterdrücken und entsprechende unnötige Garnschnitte zu vermeiden, wird im allgemeinen zwischen dem Verstärker und der Garnschneideinrichtung ein Diskriminator verwendet, dessen Schwellspannung entsprechend der Dicke des gerade durch den Messkopf laufenden Garns eingestellt wird und der nur solche Signale weiterleitet, die grosser als das durch das Einlegen des Garns bewirkte Signal sind. Durch diesen Diskriminator wird aber die Empfindlichkeit des Garnreinigers für fehlerhafte Verdickungen sehr

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stark begrenzt, denn bei der oben beschriebenen Einstellung werden nur solche fehlerhaften Garnverdickungen, die mindestens ebenso dick wie das fehlerfreie Garn sind, bzw. Fehlerstellen im Garn, die mindestens die doppelte Dicke des fehlerfreien Garns aufweisen, den Diskriminator durchlaufen und einen Garnschnitt auslösen.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, den beschriebenen Nachteil zu beheben.

Der erfindungsgemässe elektronische Garnreiniger enthält einen Messkopf, einen Verstärker, eine für die selektive Uebertragung ausgewählter Signale vorgesehene Uebertragungsleitung und eine Garnschneideeinrichtung, und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker ein nachstellbares Kopplungsglied aufweist, und zum Erreichen einer von der nominellen Fadendicke unabhängigen absoluten Messung der Fehlerdicke des Garns eine Referenzspannungsquelle vorgesehen ist, die eine Referenzspannung U_ liefert, die entsprechend dem durch die nominelle Dicke des Garns bewirkten Ausgangssignal U am Verstärker einstellbar ist und eine mit dem Ausgang des Verstärkers und der Referenzspannungsquelle verbundene Einrichtung, die bei jeder Aenderung des Ausgangssignals am Verstärker ein Steuersignal bildet, das über ein Stellglied das Kopplungsglied im Verstärker auf minimale Spannungsdifferenz zwischen der Verstärkerausgangsspannung und der Referenzspannung nachregelt und durch Mittel, welche das Nachstellen des Stellglieds bei jeder Unterbrechung des Garnlaufs verhindern.

Durch die Möglichkeit, das Nachstellen des Stellglieds im Ver-, stärker bei jeder Unterbrechung des Garnlaufs zu verhindern und damit die Funktion des Regelkreises während dieser Zeit zu unterbrechen, können solche Aenderungen des Verstärkerausgangssignals, die dem Ausregeln der Unterbrechung des Garnlaufs bzw. des Wiedereinlegens des Garns entsprechen, verhindert werden. Damit wird

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aber erreicht, dass der Garnreiniger unabhängig von der Zeitkonstante des Regelkreises sofort nach dem Einlegen eines Garns betriebsbereit ist und dass die "stabilisierte", d.h. das nicht nachgeregelte, dem Einlegen des Garns entsprechende Verstärkerausgangssignal dicht an die Diskriminatorspannung geschoben werden kann, womit die Empfindlichkeit des Garnreinigers wesentlich erhöht und auch relativ kleine Fehlersignale erfasst werden können.

Die Erfindung soll nun mit Hilfe der Figuren an einem Ausführungsbeispiel und am bisher bekannten Stand der Technik erläutert werden. f

Fig. 1 zeigt schematisch den Messkopf, den Verstärker und die damit zusammenwirkende Regeleinrichtung und den Diskriminator eines elektronischen Garnreinigers der bisher bekannten Art,

Fig. 2 zeigt schematisch den zeitlichen Verlauf des Verstärkerausgangssignals des Garnreinigers nach Fig. 1 bei verschiedenen Bedingungen im Messkopf,

Fig. 3 zeigt schematisch eine bevorzugte AusfUhrungsform der Zusammenschaltung von Messkopfverstärker und Regler bei

dem neuen elektronischen Garnreiniger/ ~

Fig. 4 zeigt schematisch den zeitlichen Verlauf des Verstärker- ™ ausgangssignals bei der Anordnung nach Fig. 3 für verschiedene Bedingungen im Messkopf.

Der in Figur 1 schematisch gezeigte Eingangsteil eines Garnreinigers der bisher bekannten Art enthält einen Messkopf 10, dessen Ausgang über eine Leitung 11 mit dem Eingang eines Gleichstromverstärkers 12 verbunden ist. Parallel zum Gleichstromverstärker liegt eine Regeleinrichtung 13, die ein vom Ausgangssignal des Verstärkers beeinflusstes Regelsignal an den Eingang des Verstärkers liefert. Der Verstärker weist aus den oben erwähnten Gründen eine gegenüber der Durchlaufzeit

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von Garnfehlern durch den Messkopf relativ grosse Zeitkonstante auf. Weiter ist der Ausgang des Verstärkers über einen Kondensator 14 mit der Anode einer Diode 15 verbunden, deren Kathode zur Uebertragungsleitung für die Schneideinrichtung führt. Weiter ist eine Spannungsquelle 16 vorgesehen, deren abgegriffene Spannung einstellbar und über einen Widerstand 17 an die Verbindungsleitung zwischen dem Kondensator 14 und der Diode 15 geführt ist. Die Diode und die Spannungsquelle bilden zusammen einen Diskriminator, in dem nur solche Signale über die Diode weitergeleitet werden, die grosser als die von der Spannungsquelle abgegriffene Spannung sind.

Liegt kein Garn im Messkopf 10* (Fig. 2), so erscheint am Widerstand 17 eine Signalspannung 21. Sobald in den xMesskopf ein Garn 22 eingelegt wird, springt das Signal am Widerstand 17 auf einen entsprechenden Wert 23 und wird dann im Verlauf einer praktisch der Zeitkonstanten des Regelkreises entsprechenden Zeit T auf einen Wert 24, der dem Wert 21 für einen Messkopf ohne eingelegtes Garn entspricht, zurückgeregelt. In den Figuren ist die zeitliche Dauer von f der üebersichtlichkeit wegen stark verkürzt gezeichnet.

Eine durch den Messkopf laufende Garnverdickung 25 bewirkt dann ein Signal 26 von kurzer zeitlicher Dauer, dessen Amplitude das gleiche Verhältnis zur Amplitude des Signals 23 aufweist, wie die Dicke des Garnfehlers zur Dicke des fehlerfreien Garns. Wird der Garnlauf durch den Messkopf aus irgendwelchen Gründen unterbrochen oder das Garn aus dem Messkopf entnommen (27) , so erscheint wieder ein Signal 28 von gleicher Amplitude, aber mit entgegengesetzten Vorzeichen wie das Signal 23, das im Verlauf der Zeit T auf einen Wert 29, der wiederum der Spannung 21 bei leerem Messkopf entspricht, zurückgeregelt wird.

Zum Verhindern von Garnschnitten beim Einlegen des fehlerfreien Garns in den Messkopf wird über den Widerstand 17 an die Diode

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des Diskriminators eine Spannung U_Q angelegt, die natürlich höher als das durch das Einlegen des Garns bewirkte Signal 23 ist. Die unvermeidliche Folge davon ist aber, dass nur solche Fehlersignale über den Diskriminator weitergeleitet werden, deren Spannung grosser als die Diskriminatorspannung ist, d.h. Fehlersignale, die durch Garnfehler des durchlaufenden Garns bewirkt wurden, deren Dicke grosser als die Dicke des fehlerfreien Garns ist.

Der in Figur 3 gezeigte Eingangsteil einer Ausführungsform des neuen Garnreinigers enthält einen Messkopf 30, der mit dem Eingang eines Verstärkers 31 verbunden ist. Dieser Verstärker ent- | hält ein Potentiometer 32, dessen Schleifkontakt mit Hilfe eines Motors 33 verschiebbar ist, was durch die gestrichelte Linie 34 angedeutet ist. Der Verstärkerausgang ist mit einer Klemme 35 verbunden, die zur nicht gezeigten Signalübertragungsleitung führt, und iuxc einem Widerstand 36, dessen anderes Ende mit einem Eingang eines Differentialverstärkers 37 verbunden ist. Der andere Eingang dieses Differentialverstärkers ist über einen Widerstand 38 mit dem Abgriff einer einstellbaren Referenzspannungsquelle 39 verbunden. Der Ausgang des Differentialverstärkers ist über einen Schalter 40 mit dem Motor 33 verbunden. Der Schalter 40 kann von Hand und ausserdem durch nicht gezeigte bekannte Mittel durch den Garnlauf oder die Spindeldrehung be- M tätigt werden, wobei bei der Betätigung durch den Garnlauf oder die Spindeldrehung der Schalter nur geschlossen ist, solange ein Garn durch den Messkopf läuft oder die Spindel dreht. An die beiden Eingänge des Differentialverstärkers 37 ist ein Kondensator 44 angeschlossen, der rasche Spannungsänderungen zwischen den beiden·Eingängen kurzschliesst. Schliesslich ist zwischen dem Ausgang des Verstärkers 31 und dem Abgriff der Referenζspannungsquelle 39 noch ein Spannungsmessgerät 42 vorgesehen.

Vorzugsweise sind weitere Anschlussleitungen 45, 46 und 47 an der Referenzspannungsquelle 39 angeschlossen. Dies ermöglicht,

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eine Mehrzahl solche Garnreiniger mit der gleichen eingestellten Referenzspannung zu verbinden.

Zum Erläutern der Betriebsweise der neuen Anordnung sei angenommen, dass vor dem Einlegen eines Garns in den Messkopf 30' (Fig. 4) der Schalter 40 geöffnet ist. Damit ist der vom Verstärker 31, dem Differentialverstärker 37, dem Motor 33 und dem einstellbaren Widerstand 32 gebildete Regelkreis geöffnet und das Ausgangssignal am Verstärker springt beim Einlegen des Garns 50 auf eine Spannung 51, von der es nicht auf seinen ursprünglichen Wert zurückgeregelt wird. Nun wird die von der Referenzspannungsquelle 39 abgegriffene Spannung so lange verändert, bis das Voltmeter 42 keine Spannungsdifferenz zwischen der Verstärkerausgangsspannung und der Referenzspannung mehr anzeigt. Damit liegt an den beiden Eingängen des Differentialverstärkers 37 die gleiche Spannung und der Differentialverstärker liefert an seinem Ausgang keinen Strom, so dass auch beim nachfolgenden Schliessen des Schalters 40 der Motor stromlos und damit die Stellung des Potentiometers 32 unverändert bleibt. Wenn sich im Lauf des Betriebs Verunreinigungen im Messkopf ablagern oder die Kennwerte eines Bauelementes im Messkopf oder Verstärker ändern und damit auch das Ausgangssignal am Verstärker verändert wird, so entsteht zwischen den beiden Eingängen des Differentialverstärkers eine Spannungsdifferenz, die dann am Ausgang einen Strom liefert, der den Motor 33 antreibt. Die Drehrichtung des Motors 33 und die mechanische Verbindung des Motors mit dem Abgriff des Potentiometers 32 sind so gewählt, dass der Abgriff immer in der Richtung verschoben wird, in der die Abwanderung des Verstärkerausgangssignals wieder kompensiert wird. Auf diese Weise wird das von einem Garn erzeugte Signal 51 dauernd konstant gehalten. Sobald ein Garnfehler 52 durch dan Messkopf läuft, tritt am Ausgang des Verstärkers 31 ein entsprechender Spannungsimpuls 53 auf. Es versteht sich, dass dieser gegenüber der Zeitkonstante des Regelkreises relativ kurze Impulse den Regelkreis

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nicht beeinflusst.

Sobald der Garnreiniger das durchlaufende Garn zum Ausschneiden einer Verdickung auftrennt oder der Kops abgespult ist und das Garn 54 aus dem Messkopf entnommen wird, fällt die Ausgangsspannung am Verstärker auf einen entsprechenden Wert 55 ab. Da zugleich der Schalter 40 geöffnet wird/ bleibt der Abgriff des Potentiometers 32 auf seinem eingestellten Wert bestehen, d.h. der Regelkreis wird geöffnet, ohne dass an der Stellung des Regelglieds eine Aenderung eintritt. Nach dem Wiedereinlegen des Garns in den Messkopf und dem Schliessen des Schalters ist dann die ursprüngliche Einstellung erhalten geblieben, so dass der Garnreiniger ohne neuerliches Einstellen und ohne Zeitverlust wieder betriebsbereit ist.

Wie insbesondere der Vergleich der Figuren 2 und 4 zeigt, wird das bei der neuen Anordnung beim Einlegen eines Garns am Verstärkerausgang auftretende Signal nicht zurückgeregelt, sondern bleibt während des gesamten ununterbrochenen Garndurchlaufs praktisch unverändert erhalten. Das ermöglicht, dieses Signal als Basis für die echten Fehlersignale zu verwenden und damit die Empfindlichkeit des Garnreinigers ganz wesentlich zu erhöhen. Während es, wie mit Hilfe der Figur 2 erläutert wurde, bisher nur möglich war, solche Fehlersignale zu diskriminieren, die grosser als das durch das normale Garn erzeugte Signal waren, kann die Diskriminatorspannung U bei der neuen Anordnung sehr nahe an die durch das normale Garn erzeugte Signalspannung 51 gelegt werden, so dass auch Garnfehler, deren Dicke beispielsweise nur 10% der normalen Fadendicke entspricht, mit Sicherheit festgestellt werden können.

Wird auf allen Spindeln einer Umspulmaschine das gleiche Garn umgespult, so genügt es, die von der Referenzspannungsquelle 39 gelieferte Spannung mit Hilfe eines Garnreinigers einzustellen und

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dann die gleiche Spannung für alle anderen Garnreiniger zu verwenden, wie das in Figur 3 durch die Leitungen 45, 46 und 47 angedeutet ist.

Es ist natürlich auch möglich, anstelle des beschriebenen veränderlichen Widerstands einen veränderlichen Kondensator oder eine veränderliche Induktivität oder einen Photowiderstand, bei dem Strom der Lichtquelle durch den Motor geändert oder ein Grauteil zwischen Lichtquelle und Photowiderstand geschoben wird, zu verwenden. Anstelle des Motors kann auch ein Magnet verwendet werden, vorausgesetzt, dass dieser beim Abschalten des Erregerstroms seine vorgängige Lage unverändert beibehält.

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Claims

-11-PatentansprÜche

1. Elektronischer Garnreiniger, enthaltend einen Messkopf, einen Verstärker, eine für die selektive Uebertragung ausgewählter Signale vorgesehene Uebertragungsleitung und eine Garnschneideeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker (31) ein nachstellbares Kupplungsglied (32) aufweist und zum Erreichen einer von der nominellen Fadendicke unabhängigen, absoluten Messung der Fehlerdicke des -Garns eine Referenzspannungsquelle (39) vorgesehen ist, die eine Referenzspannung U_R liefert, die entsprechend dem durch die nominelle Dicke des Garns bewirkten Ausgangssignal U_Q am Verstärker einstellbar ist, und eine mit dem Ausgang des Verstärkers und der Referenzspannungsquelle verbundene Einrichtung (37), die bei jeder Aenderung des Ausgangssignals am Verstär^wr ein Steuersignal bildet, das über ein Stellglied (33) das Kopplungsglied im Verstärker auf minimale Spannungsdifferenz zwischen der Verstärkerausgangsspannung und der Referenzspannung nachregelt, und durch Mittel (40), welche das Nachstellen des Stellglieds bei jeder Unterbrechung des Garnlaufs verhindern.

2. Garnreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsglied (32) ein veränderlicher Widerstand, ein veränderlicher Kondensator, eine veränderliche Induktivität oder ein mit veränderlicher Beleuchtung beaufschlagter Photowiderstand ist.

3. Garnreiniger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (37) ein Differentialverstärker ist, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Verstärkers (31) und dessen anderer Eingang mit der Referenzspannungsquelle (39) verbunden ist.

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-12-

4. Garnreiniger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verhindern der Ausregelung von durch Garnfehler bedingten raschen Spannungsänderungen zwischen beiden Eingängen des DifferentialVerstärkers ein Kondensator (41) angeschlossen ist.

5. Garnreiniger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellglied (33) ein Motor und als Mittel (40) zum Verhindern des Nachstellens des Stellglieds bei der Unterbrechung des Gatnlaufs ein durch den Garnlauf oder die Spindeldrehung und von Hand betätigbarer Schalter verwendet ist.

Pe/cb 17.9.1970

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