DE3335875C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung und Überwachung der Fadenspannung, von Fäden, insbesondere von elastischen Fäden, einer Fadenschar, vor und/oder während eines Aufwickelvorganges der Fäden, wobei eine quer zur Fadenschar wirkende Lichtschranke zur Anwendung kommt und das Meßergebnis in einer Auswerteschaltung ausgewertet wird.

Aus der DE-PS 6 46 699 ist eine Einrichtung zum Anzeigen der Fadenspannung bei Spinnmaschinen bekannt, bei der lockere oder durchhängende Fäden in der Anzeigevorichtung dargestellt werden. Eine Punktlichtquelle erzeugt über eine Kondensorlinse paralleles Licht, welches in der Fadenebene auf die Fadenschar gerichtet ist, derart, daß die Ebene der Fadenschar die Symmetrieebene für die Lichtstrahlen bildet.

Während die Lichtquelle mit Kondensorlinse auf der einen Seite der Fadenschar angeordnet ist, befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite dieser Schar ein Auffangschirm, auf dem das Schattenbild der Fadenschar abgebildet wird. Bei Normalbetrieb entsteht auf dem Auffangschirm ein Schattenbild von einer vorgegebenen Breite. Wenn nun der eine oder andere Faden aus der Vielzahl der Fäden der Fadenschar die Ebene der Fadenschar verläßt, entsteht eine Verbreiterung des Schattenbildes.

Eine solche Verbreiterung des Schattenbildes wird durch Fotoempfänger ausgewertet, welche senkrecht zur Fadenschar angeordnet sind. Wird der jeweils obere oder untere Fotoempfänger beeinflußt, so wird hierdurch angezeigt, daß mindestens einer der Fäden eine zu niedrige oder zu hohe Fadenspannung aufweist.

Die genannte Vorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß sie nicht in der Lage ist, den jeweils defekten Faden selbst zu ermitteln. Eine direkte Erfassung der einzelnen Fäden ist daher nicht möglich. Aus dem Schattenbild kann nicht gefolgert weden, welcher Faden bzw. welche Fäden defekt sind.

Aus der Zeitschrift "Laser + Elektro-Optik" Nr. 2/1973 ist ein elektrooptisches Meßgerät für dünne Fäden bekannt. Auch dieses elektrooptische Meßgerät ist nicht in der Lage, die Fadenspannung eines elastischen Fadens direkt zu erfassen. Die bekannte Meßvorrichtung benützt eine aufwendige Laservorrichtung mit einem Mikroskopobjektiv und einem Kollimator und nützt die Beugung von Laserstrahlen aus, welche an den zu messenden Faden auftritt. Hierbei wird die Beugung zur Durchmesserbestimmung von dünnen Fäden verwendet. Dieses bekannte Meßgerät ist daher nicht in der Lage, die Spannung von Fäden zu ermitteln und zu überwachen und zwar nicht nur vor sondern auch während des Aufwickelvorganges der Fadenschar unabhängig von deren Durchmessern.

Nach bisheriger Praxis wurden die Fadenspannungen von Fäden, insbesondere von Textilfäden, mit einem Dehnungsmeßstreifen im statischen Zustand gemessen, welcher an den Fäden angebracht ist. Die Messung erfolgte direkt am Faden. Vom Meßergebnis ausgehend wurde dann der Maschinenstatus eingestellt. Der mit Hilfe eines Fadens und des an ihm angebrachten Dehnungsmeßstreifens ermittelte Dehnungswert galt stellvertretend für den gesamten Aufwickelvorgang sowie für die anderen Fäden.

Auch ein solches Verfahren zur Feststellung der Fadenspannung erweist sich als unsicher und nachteilig, da zwar eine Soll Fadenspannungseinrichtung an der Maschine erfolgen kann, jedoch eine Istwert-Kontrolle bei der Ausübung des Verfahrens nicht gegeben ist. Werden z. B. die Fadenspannungswerte innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches nicht genau eingehalten, sei es daß die Maschineneinstellung nicht genau ist oder aber daß einige Fäden Fehler oder Schwachstellen aufweisen, so ergeben sich nachteilige Folgewirkungen im Stoff, bei dem dann, insbesondere nach dem Färben, Streifenbildungen aufgrund von zu dicken oder zu dünnen Fäden entstehen. Hieraus ergeben sich wieder erhöhte Verarbeitungskosten. Besonders nachteilig sind solche Streifenbildungen bei der Einfärbung des Stoffes mit dunkler, insbesondere blauer Farbe. Stärkere Abweichungen in den Fadenspannungen haben daher gravierende Nachteile beim Wirken und Färben zur Folge. Sind alle Fäden fehlerhaft, so stimmt das jeweilige Flächengewicht nicht mehr mit dem Sollwert überein. Gleiches gilt auch für das Farbstoffaufnahmevermögen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur eindeutigen Messung und Überwachung der Fadenspannung von mindestens einem elastischen Faden im gespannten Zustand innerhalb seines Elastizitätsbereiches zu schaffen, um eine vorgegebene Fadenspannung nicht nur vor, sondern auch während des Aufwickelvorganges im Sinne einer On-Line-Messung zu überwachen, wobei die Fadenspannungsüberwachung hierbei den Faden selbst nicht angreifen und darüber hinaus einfach und trägheitsarm erfolgen soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Durchmesser jedes einzelnen elastischen Fadens der Fadenschar im Wege der Schwächung des Strahlenbündels der Lichtschranke ermittelt und die Abweichung des Durchmessers eines Fadens gegenüber einem Solldurchmesserwert zur Bestimmung der Fadenspannung herangezogen wird.

Das Verfahren macht sich die Tatsache zunutze, daß beim Strecken- bzw. Verstrecken eines Fadens dessen Durchmesser sich mit zunehmender Verstreckung verringert. Trägt man den Fadenspannungsdurchmesser über die in Prozenten auf die Grundlänge bezogene Verstreckung auf, so ergibt sich hierbei eine annähernd natürlich logarithmisch abnehmende Charakteristik. Dies gilt innerhalb des elastischen Bereiches der elastischen Fäden, die auch Elastomerfäden genannt werden. Ab einem bestimmten Vertreckungsgrad verhärten sich die Ringmoleküle der Fäden mit der Folgewirkung, daß die Elastizität abnimmt und bei weiter erhöhter Zugkraft der Faden verhärtet und reißt. Bei Elastomerfäden wurde durch Untersuchungen und Messungen festgestellt, daß der Verstreckungsvorgang und damit die Faden Durchmesserveränderung reversibel ist. Der Charakteristikverlauf folgt ungefähr einer natürlichen logarithmischen Funktion. Aufgrund dieser Reversibilität kann daher auf die Fadenspannung, insbesondere auf die mit einer Restspannung bzw. Restverstreckung behafteten Qualitäten der Fäden, geschlossen werden, was durch Versuche bestätigt wurde.

Somit verhält sich die Durchmesserveränderung eines solchen Fadens in Abhängigkeit von der Verstreckung in ähnlicher und vergleichbarer Weise, wie in Abhängigkeit von der Fadenspannung. Die Verwendung einer Lichtschranke mit insbesondere parallelen Lichtstrahlen, weist den Vorteil auf, daß die Schwächung der Lichtstrahlen durch die Fäden zu einer Signalgröße führt, die als elektrische Signalgröße ein Maß für die Fadenspannung ist. Da es jedoch vorkommt, daß einzelne oder mehrere Fäden aufgrund ihrer inneren Struktur nicht die geforderte Elastizität aufweisen, ist es möglich, daß beim Verstrecken der Fäden um z. B. 120% und beim anschließenden Entspannen keine oder unzureichende Elastizität vorhanden ist mit der Folgewirkung, daß der aufgrund der erhöhten Verstreckung stark verringerte Durchmesser nicht mehr den für die jeweils vorgesehene Restverstreckung oder Restspannung kennzeichnenden Durchmesserwert aufweist. Solche zu dünnen Fäden werden dann in einer Auswerteschaltung ermittelt, ggf. gespeichert und als Steuersignale für eine Anzeige oder für die Stillsetzung des Aufwickelvorganges ausgenutzt.

Wie bereits erwähnt, eignet sich das vorliegende Verfahren insbesondere für die Messung und Überwachung von elastischen Fäden oder Garnen, insbesondere von Textilgarnen, die anschließend zu Geweben oder Stoffen weiterverarbeitet werden. Hierbei werden zunächst die Fäden mehrmals um einen definierten Prozentsatz gestreckt und anschließend wieder entspannt. Die Streckungsangabe erfolgt in Prozent, bezogen auf die Längeneinheit. Anschließend werden solche entspannten Fäden mit einer definierten Restfadenspannung auf einem Träger aufgewickelt. Die Fadenspannung wird als Kraftkenngröße in Gramm angegeben. Die Textilfäden werden in einem Schärprozeß von Spulen auf einen entsprechend breiten Baum gewickelt. Die Kapazität des Baumes liegt pro Faden ungefährt bei 25 000 m.

Die Erfindung weist den Vorteil auf, daß die Fadenspannung im Wege der Durchmessermessung der einzelnen Fäden erfaßt wird, und daß der Istwert der Fadendurchmesser mit einem Solldurchmesserwert verglichen wird, welche eine definierte Sollfadenspannung verkörpert.

Gemäß weiterer Ausbildung wird der Meßvorgang mehrmals wiederholt, wobei die Meßergebnisse in einer Auswertestufe der Auswerteschaltung aufaddiert bzw. integriert werden und wobei am Ende des Wiederholzyklus eine Mittelwertbildung der gemessenen Durchmesserwerte erfolgt, bevor der Vergleich der gemessenen Durchmesserwerte mit dem Solldurchmesser vorgenommen wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß kleine Fehler oder solche Fehler, die nur kurzzeitig auftreten, im Wege der Mittelwertbildung eliminiert werden, da der Mittelwert als Istwert mit dem Solldurchmesserwert verglichen wird. Daher wird nicht jede Messungsabsweichung zu einer Schaltmaßnahme führen. Vorteilhaft ist, daß der Mittelwert einer Aufaddierung von gemessenen Werten für ein und denselben Faden herangezogen wird für eine Vergleichsmessung. Bei elastischen Fäden, insbesondere bei Elastomerfäden, erfolgt die Herstellung derart, daß sie aus mehreren Filamenten gesponnen und verklebt werden. Auf diese Weise entsteht ein Faden mit elliptischem Querschnitt und rauher Oberfläche. Wird nun dieser Faden von einem Lichtstrahl abgetastet, so wird der Grad der Abschattung durch diesen Faden je nach Lage des elliptischen Querschnittes zwischen der Hoch- und Querlage im Verhältnis 1 : 1,5 verändert. Da sich der den Lichtstrahl durchlaufende Faden pro Meter einige Male dreht, müßte der Lichtstrahl so lange über dem Faden verweilen, bis eine volle Drehung erfaßt wird. Da außerdem der Faden vibriert, ist eine solche Messung besonders schwer. Durch mehrmalige Messung und anschließende Mittelwertbildung erzielt man ein störunanfälligeres Meßergebnis.

Das Meßergebnis wird zusätzlich verbessert, wenn die Lichtschranke quer zum Fadenlauf hin und her bewegt wird. Besonders vorteilhaft ist dieses Verfahren dann, wenn eine Vielzahl von eine Fadenschar bildenden Fäden vorgesehen sind. Die Lichtschranke wird dann als Ganzes über die gesamte Breite der Fadenschar hin- und herbewegt. Während der Hin- und Herbewegung der Lichtschranke wird jeweils ein Meßwert für einen Faden in der Auswerteschaltung gespeichert bzw. zum vorhergehenden Meßwert des gleichen Fadens hinzuaddiert. In vorteilhafter Weise erfolgt die Bewegung der Lichtschranke motorisch mit gleichförmiger Geschwindigkeit. Als Auswerteschaltung wird zweckmäßigerweise ein Mikrocomputer verwendet, der die Rechenoperationen für jeden Faden durchführt.

Bei Anwendung des Verfahrens in einer Schärmaschine, in der eine Vielzahl von Fäden als Fadenschar zunächst gestreckt und anschließend entspannt auf einen Baum aufgewickelt wird, wird in der Start- und/oder Einstellphase der Schärmaschine nacheinander jeweils eine vorgegebene Anzahl von eine Gruppe bildenden Fäden gemessen. Diese Meßwerte werden zu einem Gruppenwert aufaddiert, wobei am Ende jeder Aufaddierung der Gruppenwert gemittelt wird. Der jeweils gemittelte Wert wird mit dem Sollwert verglichen und bei vorgegebener Über- oder Unterschreitung des Sollwertes erfolgt eine Anzeige oder die Schärmaschine wird abgeschaltet.

Bei der Anwendung des Verfahrens für eine Schärmaschine der vorgenannten Art, wird die Lichtschranke in der Betriebsphase der Schärmaschine zur Abtastung über die Fadenschar in je einem Meßzyklus beliebig oft hin und her bewegt, wobei in jedem Meßzyklus für jeden Faden getrennt in dem Mikrocomputer eine Aufaddierung der gemessenen Durchmesserwerte und anschließend eine Mittelwertbildung erfolgt, wobei diese Operation in den folgenden Meßzyklen fortgesetzt wird, und bei Abweichung eines Mittelwertes vom Sollwert entweder eine Anzeige und/oder Abschaltung der Schärmaschine erfolgt.

Gemäß weiterer Ausbildung ist für den Fadendurchmesser jeweils ein oberer und unterer Toleranzwert als Eckwert in den Mikrocomputer eingebbar und speicherbar.

Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Lichtschranke verwendet, die aus einem Infrarot-Laser, aus einer aus zwei Linsen bestehenden Kondensoroptik und aus einer zwischen den beiden Linsen vorgesehenen Blende besteht, welche eine gegenüber dem Optikdurchmesser kleine Öffnungsweite aufweist. Des weiteren ist ein trägheitsarmer Infrarot-Empfänger vorgesehen.

Gemäß weiterer Ausbildung ist der Infrarot-Laser mit einer Leistungsregelstufe verbunden, die die Abstrahlenergie konstant hält. Der Infrarot-Laser-Strahl Durchmesser ist kleiner oder gleich dem Abstand zwischen zwei benachbarten Fäden. Eine solche Lichtschranke weist den Vorteil auf, daß sie einen parallelen Strahlengang bzw. ein Strahlenbündel mit parallelen Lichtstrahlen aufweist. Dies trägt besonders zu einer hohen Genauigkeit bei. Bei z. B. 33 Fäden pro Zoll und einem maximalen Fadendurchmesser von 0,3 mm ergibt sich ein Fadenabstand von ca. 0,45 mm. Der Durchmesser des Strahlenbündels sollte daher in diesem Falle ungefähr 0,35 mm breit sein. Durch die vorgenannte Anordnung und Ausbildung der Blendenöffnung im Zusammenwirken mit der Kondensoroptik ergibt sich eine konstante Lichtstrahlbreite über ca. 5 cm Höhe. Bei einer Lichtstrahllänge von 10 cm Länge ergibt sich ungefähr eine Divergenz von 1%/cm. Wird die Leistung des Infrarot- Lasersenders durch eine Regelschaltung konstant gehalten, so lassen sich genaue und reproduzierbare Verhältnisse realisieren. Es hat sich gezeigt, daß normale Leuchtdioden und Blenden sowie Kanten-Emitter-Strahler für diese Zwecke nicht geeignet sind.

Zur Durchführung des Verfahrens ist außerdem eine Übewachungsschaltung vorgesehen, bei der dem Infrarot- Empfänger eine die einzelnen Infrarot-Empfangsimpulse der Impulsfolge periodisch speichernde getaktete Speicherschaltung nachgeordnet ist, in der nacheinander in Abhängigkeit vom Schwächungswert des Strahlenbündels durch die Fäden dem Schwächungswert zugeordnete Signalwerte im Takt der Strahlengang- Schwächungen gespeichert und gelöscht werden.

Die Speichervorrichtung ist zweckmäßigerweise eine Spitzenwertspeicherschaltung bzw. Spitzenwertdetektorschaltung.

Gemäß weiterer Ausbildung weist die getaktete Speicherschaltung eine erste Speicherstufe, ein steuerbares Löschschaltmittel für die erste Speicherstufe, eine zweite Speicherstufe und ein zwischen der ersten und zweiten Speicherstufe im Signalübertragungskreis vorgesehenes steuerbares Schaltmittel auf, wobei Impulsstufen vorgesehen sind, um einerseits vor jedem Strahlengang-Schwächungsimpuls die erste Speicherstufe zu löschen und um andererseits das steuerbare Schaltmittel für die Dauer des Löschens und des anschließenden Signalanstieges bis zum Erreichen des Spitzenwertes zu sperren.

Gemäß weiterer Ausbildung wird die getaktete Speicherschaltung im Takt von von den Infrarot-Empfangssignalen abgeleiteten Taktimpulsen abwechselnd gelöscht und geladen. Die Taktimpulse liegen zeitlich vor den Infrarot-Empfangssignalen und bestimmen die Löschzeit.

Gemäß weiterer Ausbildung besteht die erste und zweite Speicherstufe aus je einem Kondensator, während das Löschschaltmittel ein zur ersten Speicherstufe parallel geschalteter Halbleiterschalter ist.

Gemäß weiterer Ausbildung ist ein monostabiler Multivibrator vorgesehen, der jeweils am Ende der Infrarot- Laser-Empfangssignale angestoßen wird, wobei die Kippzeit des monostabilen Multivibrators so eingestellt ist, daß sie um eine vorgegebene Zeit kleiner ist, als die Periodendauer der Infrarot-Laser- Empfangssignale, wobei diese Zeitspanne die Impulsphase der Taktimpulse sowie gleichzeitig die Löschphase der Speicherstufe ist. Von den Taktimpulsen für den steuerbaren Halbleiter der ersten Speicherstufe sowie von der monostabilen Multivibratorstufe werden über eine Verknüpfungsstufe Taktimpulse für die Schaltstufe der zweiten Speicherstufe abgeleitet. Auf diese Weise wird der Vorteil erzielt, daß im Zuge jeder Strahlengang-Schwächung durch je einen Faden vom jeweiligen Durchmesser abhängige Gleichspannungsstufensignale entstehen, die sich in einfacher Weise mit statischen Vergleichsspannungswerten in der Auswerteschaltung vergleichen lassen.

In vorteilhafter Weise ist der getakteten Speichervorrichtung eine Signalabtast- und Halteschaltung (sample and hold) nachgeordnet.

In besonders vorteilhafter Weise ist die getaktete Speichervorrichtung über einen A/D-Wandler mit dem Mikrocomputer verbunden, der mit einem Tastenfeld zur Vorgabe der Toleranzgrenzwerte für die Fadenspannungen, mit einem Leistungssteuerteil für die Schärmaschine, mit einer Anzeige- oder Überwachungsvorrichtung, insbesondere einem Monitor, mit einer Antriebssteuerung für den Vorschub der Lichtschranke und mit einem Drucker zur Ausgabe der in den Meßzyklen gemessenen Werte verbunden ist.

Bei der Auswertung der einzelnen Infrarot-Laserimpulse können gewisse Schwierigkeiten dann auftreten, wenn diese Impulse zu dicht beieinander sind. Dies ist dann möglich, wenn zwei benachbarte Fäden z. B. aufgrund statischer Aufladung einen bestimmten unteren Mindestabstand unterschreiten. Solche Fadenannäherungen können auch aufgrund von anderen Ursachen auftreten. Unterschreiten zwei benachbarte Fäden den Mindestabstand, dann erhält man aufgrund der vorgegebenen Stärke des Strahlendurchmessers zwei ineinander übergehende Impulse, die als sogenannte Höckerimpulse von einer Auswerteschaltung, insbesondere einer Zählschaltung als ein einziger Impuls wahrgenommen werden. Der Grund hierfür liegt in der Regel darin, daß herkömmliche Komparatorschaltungen einen Schwellwert aufweisen, der sich an dem unteren Umkehrpunkt der Impulse (Null-Spannung) orientiert. Um nun solche Höckerimpulse als zwei in einer Zählschaltung auszuwerten, ist gemäß weiterer Ausbildung zur Erfassung solcher zu dicht aneinander geratener Fäden eine Impulsauswertestufe vorgesehen, deren Schwellwert selbsttätig veränderbar ist in Abhängigkeit von dem Wert des jeweils unteren Signalumkehrwertes zwischen den beiden Infrarot-Laser-Empfangssignalen.

Die Impulsauswertestufe weist einen Komparator auf, an dessen einem Eingang die Infrarot-Laser-Empfangssignale direkt gelangen, während der andere Eingang mit einer Vergleichsspannungsstufe verbunden ist, die in Abhängigkeit von der unteren Umkehrspannung zwischen zwei Infrarot- Laser-Empfangssignalen einen entsprechenden Vergleichsspannungswert bzw. Schwellwert einstellt.

In vorteilhafter Weise weist die Vergleichsspannungsstufe eine Spitzenwertdetektorstufe auf, die aus einem Speicherkondensator und einer Diode besteht. Parallel zum Speicherkondensator ist ein Spannungsteiler geschaltet, dessen Teilerspannung dem Komparator zugeführt wird. Parallel zur Diode der Spitzenwertdetektorstufe befindet sich ein in Gegenrichtung zu dieser Diode gepoltes Schwellwertmittel In vorteilhafter Weise ist der Eingang der Vergleichsspannungsstufe bzw. der Spitzenwertdetektorstufe mit dem Signaleingang der Infrarot-Laser- Empfangssignale verbunden.

Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß in Abhängigkeit von der Lage und dem Wert des unteren Höckerumkehr-Wertes am Vergleichseingang der Komparatorstufe entweder ein unterer oder ein oberer Vergleichsspannungswert eingestellt wird. Bei normalen Infrarot-Laserimpulsen fällt die Spannung zwischen zwei Empfangssignalen auf den Wert Null ab. In diesem Fall weist die Komparatorstufe einen ersten unteren Vergleichswert auf. Wird dieser Vergleichswert durch die abfallende Flanke eines Empfangsimpulses unterschritten, so wird am Ausgang der Komparatorstufe eine Impulsflanke für die nachfolgende Zählschaltung erzeugt.

Wird aufgrund einer Höckerbildung zwischen zwei Empfangsimpulsen das Null-Niveau nicht erreicht, und liegt der untere Höckerumkehrwert innerhalb der Spannung des Schwellenwertmittels, so wird die im Speicherkondensator gespeicherte Spitzenspannung des Infrarot-Lasersignals festgehalten, so daß am Vergleichseingang des Komparators eine um das Teilerverhältnis verringerte Vergleichsspannung anliegt. Die Schwellenspannung des Schwellwertmittels ist so gewählt, daß sie bezogen auf den Spitzenspannungswert bei abfallender Impulsflanke vom unteren Höckerumkehrwert nicht überschritten wird. Dies bedeutet, daß am Vergleichseingang des Komparators die obere Vergleichsspannung während der gesamten Zeit der beiden Höckerimpulse gehalten wird. Unterschreitet die abfallende Höckerspannung des ersten Höckers diese Vergleichsspannung, so wird am Ausgang für den ersten Höcker ein erster Zählimpuls erzeugt. Beim zweiten Höckerimpuls fällt die Impulsflanke wieder auf den Null- Wert ab, so daß in diesem Falle der untere Vergleichsspannnungswert zum Tragen kommt.

Gemäß weiterer Ausbildung besteht das Schwellwertmittel aus Dioden oder Transistoren.

In vorteilhafter Weise ist der Spannungsteiler der Vergleichsspannungsstufe so gewählt, daß die Eingangsspannung am Komparator um ein vorgegebenes Maß geringer ist als die Spitzenwertspannung der Spitzenwertdetektorstufe, vorzugsweise 1 V.

Rücken nun zwei benachbarte Höckerimpulse noch näher zusammen, so hat man den Fall der Fadenberührung zweier benachbarter Fäden. In einem solchen Falle tritt aufgrund der Berührung eine Signalverstärkung auf, da vom Laserstrahl die beiden sich berührenden Fäden als ein Faden mit annähernd doppelter Breite wahrgenommen werden. Dies drückt sich in einer beträchtlichen Vergrößerung des Empfangssignals (Amplitude) aus.

Ein solcher erhöhter Impuls kann aufgrund einer Spannungskomparatormessung als sogenannter Doppelfaden wahrgenommen und aufgrund der Spannungserhöhung als Signal zweier Fäden in einem Zähler ausgewertet werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Fig. 1 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Schärmaschinen-Anlage mit einer Infrarot-Laser-Abtastvorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Fadenspannungsmeßschaltung,

Fig. 3 eine Infrarot-Laser-Strahlungsquelle,

Fig. 4 ein Infrarot-Laser-Strahlenbündel mit einem im Strahlengang befindlichen Faden,

Fig. 5 eine Spannungs-Fadendurchmesser-Charakteristik für ein Laser-Infrarotstrahlenbündel von einem Durchmesser von ungefähr 0,35 mm,

Fig. 6 eine Charakteristik für den Durchmesser eines elastischen Fadens in Abhängigkeit von der Verstreckung,

Fig. 7 eine Blockschaltung der Fadenspannungsmeß- und Auswerteschaltung

Fig. 8 eine Blockschaltung der getakteten Speichevorrichtung bzw. Spitzenwertdetektorschaltung gemäß Fig. 7,

Fig. 9 den Spannungsverlauf an sechs verschiedenen Anschlußstellen der Schaltung nach Fig. 8

Fig. 10 eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines selbsttätig veränderlichen Schwellenwertes für die Auszählung der einzelnen Fäden und

Fig. 11 Infrarot-Laser-Empfangssignale bei Unregelmäßigkeiten im Fadenabstand.

Gemäß Fig. 1 werden eine Vielzahl von Elastomerfäden 1 von nicht dargestellten Fadenrollen eines Gatters abgezogen. Die einzelnen Fäden bewegen sich in Pfeilrichtung A als ankommende Fadenschar 2 über eine Verstreckungseinrichtung 3, in der sie um ein vorgegebenes Maß gestreckt werden, z. B. auf 150%. Darauf erfolgt eine Entspannung auf einen prozentualen Restspannungswert von z. B. 40%. Während des weiteren Schärprozesses wird die entspannte, abgehende Fadenschar 4 mit der vorgenannten Restspannung auf einen Baum 5 aufgewickelt. Mit 6 ist eine Infrarot-Laser-Lichtschranke bezeichnet, die von oben nach unten Laserstrahlen nahezu parallel überträgt und die senkrecht zum Fadenlauf der Fadenschar bewegbar ist.

Gemäß Fig. 2 sind zwei Spindeln 7 und 8 für die Infrarot-Laserquelle 9 und für den Infrarot-Laser- Empfänger 10 der Lichtschranke 6 vorgesehen. Ein Antriebsmotor für beide Spindeln 7 und 8 ist mit 11 bezeichnet. Die gespannte Fadenschar ist in Fig. 2 mit 12 bezeichnet. Sie erstreckt sich senkrecht zur Zeichenebene. Die Infrarot-Laserquelle und der Laser-Infrarot-Empfänger sind mit einer Auswerte- und Steuer- bzw. Regelschaltung 13 verbunden. Diese enthält Tasten 14 und 15 zur Eingabe der Fadendurchmesser bzw. Fadenspannungseckwerte. Eine Anzeigevorrichtung, die als Display-Anzeige ausgebildet ist, ist mit 16 bezeichnet. Die Auswerteschaltung 13 enthält einen Drucker, der die für die einzelnen Fäden der Fadenschar 12 gemessenen Werte auf einem Papier 17 ausdruckt. Die Auswerteschaltung 13 ist mit einem Monitor 18 verbunden.

Mit der Fadenspannungs- bzw. Fadenquerschnittsüberwachungsvorrichtung für Elastomer-Schäranlagen werden im Elastomer-Schärprozeß alle Fäden 1 auf ihren Durchmesser hin überprüft und vom jeweils gemessenen Durchmesser die Fadenspannung abgeleitet. Daraus ergibt sich eine kontinuierliche Kontrolle und Überwachung der Verstreckung bzw. der sich daran anschließenden Entspannung über den gesamten Verlauf des Aufwickelvorganges auf dem Baum 5.

Die Schärmaschine kann vorwählbare Eck- oder Grenzwerte der Fadenspannung einzelner Fäden oder auch der gesamten Fadenschar überwachen und bei Überschreitungen von Grenzwerten der Fadenspannungen die betroffenen Fäden oder die gesamte Fadenschar abschalten. Der angeschlossene Drucker erstellt für jeden Baum ein On-Line-Protokoll mit den Meßergebnissen für jeden Faden.

Die Fadenspannungs-Überwachungseinrichtung läßt sich auf verschiedene Betriebsarten einstellen, so daß auch spezielle Anfahr- oder Einstellphasen der Schärmaschine überwacht und ausgewertet werden können. Die Auswerteschaltung 13 enthält einen Mikrocomputer (Fig. 7), der die Ablaufsteuerung der gesamten Anlage regelt. In dem Display 16 werden Fadenzahl, Fadendurchmesser und Betriebsart angezeigt.

Der verwendete Drucker ist zweckmäßigerweise ein Matrixdrucker, der die ermittelten Werte und Fehlerquoten während des Betriebes ständig druckt.

In Fig. 3 ist die Infrarot-Laserquelle 9 dargestellt, die einen Laserstrahler 19 aufweist, der in einem Gehäuse 20 angeordnet ist. In einem vorgegebenen Abstand von der Austrittsöffnung des Laserstrahlers 19 befindet sich eine erste Linse 21, die mit einer weiteren Linse 22 eine Kondensoroptik bildet. Zwischen den beiden Linsen 21 und 22 ist eine Blende 23 angeordnet, die gegenüber dem Durchmesser D der Linse 22 eine kleine Durchlaßöffnung E aufweist. Der Laserstrahler 19 wird durch eine Leistungssteuerschaltung nach Fig. 7 angesteuert, die dafür sorgt, daß während der Impulssendephasen von ungefähr 200 µs ein Strom von 40 A fließt. Der Durchmesser der Blende 23 beträgt ungefähr 0,31 mm. Der Laser-Strahler 19 arbeitet bei 3 kHz Sendefrequenz. Aufgrund der Impulsbreite von 200 µs ergibt sich ein Impulstastverhältnis von 1 : 1600. Die Ausgangsleistung von ungefähr 10 W Spitzenwert reduziert sich auf einen Dauerleistungswert von ungefähr 10 mW. Infolge der geringen Austrittsöffnung der Blende 23 wird die effektive Ausgangsleistung auf unter 1 mW verringert. Aufgrund dieser einfachen Ausbildung des Laserstrahlers ist die Divergenz bei ungefähr 10 cm Strahlenbündellänge ungefähr 1%/cm.

In Fig. 4 ist der Strahlenverlauf von der Infrarot-Laserquelle 9 zum Infrarot-Laser- Empfänger 10 dargestellt bei einem im Strahlenbündel befindlichen Faden 24. Bei ungefähr 33 Fäden pro Zoll und einem maximalen Fadendurchmesser von ungefähr 0,3 bis 0,4 mm ergibt sich ungefähr ein Fadenabstand von 0,45 mm. Aus der Spannungs-Fadendurchmessercharakteristik ist ersichtlich, daß die Spannung exponentiell ansteigt und dann, wenn der Fadendurchmesser in dem Bereich des Strahlendurchmessers gelangt, in die Sättigung kommt.

In Fig. 6 ist für einen bestimmten Fadentyp der Durchmesser eines Fadens in Abhängigkeit von der prozentualen Verstreckung und von der Fadenspannung im Gramm aufgetragen. Hierbei ist ersichtlich, daß mit zunehmender Verstreckung und Fadenspannung der Durchmesser kleiner wird. Die beiden Charakteristiken weisen gleiches Verhalten auf, so daß über die Verstreckung und den Durchmesser auf die Fadenspannung geschlossen werden kann.

Gemäß Fig. 7 ist an der Infrarot-Laserquelle 9 eine Laser-Ausgangssteuerschaltung 25 angeschlossen, die durch einen Oszillator 26 gesteuert wird. Die Laser- Ausgangssteuerschaltung weist eine Regelverbindung 27 zu einem Mikrocomputer 28 auf. Mit 29 (bzw. 11 in Fig. 2) ist eine Antriebssteuerung (Elektromotor) bezeichnet, die die aus Infrarot- Laserquelle und dem Infrarot-Laser-Empfänger bestehende Lichtschranke 6 mit gleichförmiger Geschwindigkeit v in Pfeilrichtung A über die Fadenschar bewegt. Der Elektromotor 29 wird durch eine Leistungselektronik 30 gesteuert. Die Leistungselektronik 30 weist eine Verbindung mit dem Mikrocomputer 28 auf. Diese Verbindung dient einerseits zur Motorsteuerung und andererseits zur Positionssteuerung des Motors mit Rückmeldung.

Mit dem Mikrocomputer 28 ist ein Drucker 31 verbunden, der eine Ausgabe aufweist. Des weiteren ist der Mikrocomputer 28 mit einem Anzeigeteil 32 (bzw. 16 in Fig. 2) verbunden. Eine weitere Verbindung des Mikrocomputers 28 führt zu einem Tastenfeld 33 (bzw. 14, 15 in Fig. 2) durch das z. B. Betriebsmoden einstellbar sind. Eine weitere Verbindung des Mikrocomputers 28 führt zu einer Einheit 34, durch die die Grenz- oder Eckwerte als Vorgabewerte einstellbar sind. Eine weitere Verbindung des Mikrocomputers 28 führt zu einem Leistungsteil 35, welches über eine Regelverbindung 36 in nicht dargestellter Weise mit der Schärmaschine verbunden ist. Eine weitere Verbindung des Microcomputers 28 führt zu einem Digital- Analog-Wandler 37, durch den ein Ausgangsbeschreiber 38 steuerbar ist.

Vom Infrarot-Laser-Empfänger 10 führt eine Steuerverbindung zu einem Verstärker 39, der einerseits mit der Laser-Aussteuerungsschaltung 25 und andererseits mit einer getakteten Speicherschaltung bzw. Impulsdetektorschaltung 40 verbunden ist. Von der getakteten Speicher- bzw. Impulsdetektorschaltung führt eine Verbindung zu einer Sample- und Hold-Schaltung 41, in der die Signale abgetastet und gehalten bzw. gespeichert werden. Die in dieser Sample- und Hold-Schaltung 41 vorhandenen Analogwerte werden in einem nachgeordneten Analog-Digital Wandler 42 in Digitalsignale umgewandelt und über eine Verbindung 43 dem Mikrocomputer 28 zugeführt.

In Fig. 8 ist die getaktete Speicherschaltung bzw. die Impulsdetektorschaltung 40 näher dargestellt.

Mit A 1 ist ein Eigangsanschluß bezeichnet, der zu einem ersten Verstärker 49 führt. Am Ausgang des Verstärkers 49 befindet sich ein Spitzenwert-Speicherkondensator 50, dem ein steuerbarer Halbleiterschalter 51 parallel geschaltet ist. Die Steuerelektrode dieses steuerbaren Halbleiterschalters ist mit dem Ausgang einer NAND-Stufe 52 verbunden. Ein erster Eingang dieser NAND-Stufe 52 ist mit dem Ausgang eines monostabilen Multivibrators 53 verbunden, der eine Steuerverbindung zu einem Komparator 54 aufweist. Dieser Komparator 54 ist mit seinem Eingang mit dem Eingangsanschluß A 1 verbunden. Der Komparator 54 erzeugt im Takt der Infrarot-Laser-Empfangssignale sauber geformte Rechteckimpulse. Die Impulsphasen dieser Impulse sind gleich den Schwächungsphasen des Laserstrahlenbündels.

Vom Spitzenwert-Speicherkondensator 50 führt eine Verbindung zu einem weiteren Verstärker 55, dessen Ausgang einerseits zum Verstärker 49 zurückgekoppelt ist und andererseits mit einer steuerbaren Halbleiterstufe 56 verbunden ist. Diese steuerbare Halbleiterstufe 56 befindet sich im Signalflußstromkreis des Infrarot-Laser-Steuersignals und verbindet den Verstärker 55 mit einem zweiten Speicherkondensator 57, der mit einem hochomigen Impedanzwandler 58 verbunden ist. Der Ausgangsanschluß dieser Spitzenwert- Speicherschaltung ist mit 59 bezeichnet.

Die Funktionsweise dieser Spitzenwert-Speicher- oder Detektorschaltung wird anhand von Fig. 9 näher erläutert. Mit A 1 ist der Impulsverlauf an dieser Anschlußstelle bezeichnet, wobei die beiden ersten Impulse zwei gleich große Fadenquerschnitte signalisieren. Der Impulsverlauf zwischen den beiden Spannungsimpulsen zeigt die jeweilige Freigabephase des Strahlenbündels. Der dritte Empfangsimpuls ist kleiner, als die beiden vorhergehenden Impulse. Der Grund hierfür liegt in der stärkeren Schwächung des Strahlenbündels durch einen Faden mit größerem Durchmesser.

Der Impulsverlauf A 2 zeigt den Impulsverlauf an der Stelle A 2 gemäß Fig. 8, wobei dieser Impulsverlauf das Ergebnis einer Impulswandlung des Impulsverlaufes A 1 durch den Komparator 54 ist. Die Impulsphase und die Impulspause entsprechen jeweils dem Impulsverlauf A 1.

Mit der fallenden Flanke jedes Impulses A 2 wird der monostabile Multivibrator 53 angestoßen, dessen Kippzeit gleich T _M ist. Diese T _M ist um eine vorgegebene Zeitspanne kleiner als die Impulspause T zwischen zwei Impulsphasen des Impulsverlaufes A 2 nach dem Zurückkippen des monostabilen Multivibrators 53 nach der Zeit T _M auf den Spannungswert "0" weisen die beiden Eingänge der NAND-Stufe 52 bis zum Zeitpunkt des Impulsanstieges des nächsten Impulses der Impulsfolge A 2 den logischen Spannungswert "0" auf. Folglich ist für diese kurze Zeitspanne am Ausgang der NAND-Stufe 52 das logische Potential "1" vorhanden. Dieser Impulsverlauf ist in Fig. 8 mit A 4 bzeichnet. Die Impulse der Impulsfolge A 4 steuern periodisch den steuerbaren Halbleiterschalter 51, der während der Impulsphasen durchgesteuert ist. In den Durchsteuerungsphasen entlädt sich der Spitzenwert-Speicherkondensator 50 schlagartig, was im Impulsdiagramm A 5 in Fig. 9 zu erkennen ist. Nach Verstreichen der Schaltzeit T _S lädt sich der Spitzenwert-Speicherkondensator wieder auf den Spitzenwert auf. In der Aufladephase folgt daher die Spannung am Spitzenwert-Speicherkondensator 50 dem Kurvenverlauf gemäß der Impulsfolge A 1. Bei der dritten Aufladung (vgl. Impulsverlauf A 1 und A 4) ist der Spitzenwert niedriger als bei den vorhergehenden Aufladungen, da aufgrund der stärkeren Schwächung des Strahlenganges das Empfangssignal niedriger ist. Demzufolge ist auch der gespeicherte Spitzenwert gemäß A 5 entsprechend kleiner.

Der Ausgang des monostabilen Multivibrators 53 steuert außerdem die steuerbare Halbleiterstufe 56, die während der Kippzeit T _M durchgesteuert und während der anschließenden Impulspause T _P gesperrt ist.

Demnach wird die im Spitzenwert-Speicherkondensator 50 gespeicherte Spitzenspannung während der Kippzeit T _M zum zweiten Speicher-Kondensator 57 übertragen. In dieser Zeit ist demnach der Signalfluß durchgeschaltet. In der Zeit T _P ist die steuerbare Halbleiterstufe 56 gesperrt, so daß die Spitzenwertspannung des zweiten Speicher-Kondensators 57 nicht verringert werden kann. Die Pegelabsenkungen während der Löschzeit und Aufladezeit des Spitzenwert-Speicherkondensators 50 überträgt sich daher nicht auf den zweiten Speicher-Kondensator 57. Als Ergebnis erhält man einen Gleichspannungsverlauf A 6 gemäß Fig. 9. Dieser Gleichspannungsverlauf A 6 an der Anschlußstelle A 6 gemäß Fig. 8 wird nur dann geändert, wenn der jeweilige Spitzenwert eines Empfangsimpulses sich verringert, wie dies beim dritten Empfangsimpuls gemäß A 1 nach Fig. 9 der Fall ist. Die Gleichstrom- bzw. Gleichspannungspegelabsenkung gemäß A 6 wird zum Ausgang 59 der getakteten Speicher- bzw. Impulsdetektorschaltung 40 übertragen und von dem Mikrocomputer 28 mit den voreingestellten Eckdatenwerten verglichen.

Mit Hilfe des Mikrocomputers 28 wird der Meßablauf gesteuert. Hierbei wird z. B. der Elektromotor 11, 29 gesteuert, werden Statusabfragen durchgeführt, Meldefunktion berücksichtigt und Prüfprogramme durchgeführt.

Die einzelnen Messungen werden in der Weise ausgewertet, daß z. B. in jedem Meßzyklus zehn Messungen durchgeführt werden und die einzelnen gemessenen Durchmesserwerte aufaddiert werden. Anschließend wird der Mittelwert gebildet, und zwar für jeden einzelnen Faden getrennt. Bei der Messung und Mittelwertbildung wird jeder Faden der Fadenschar berücksichtigt. Der Mittelwert wird mit voreingestellten Werten verglichen. Die Schärmaschine wird dann abgestellt, wenn in einem solchen Meßzyklus der voreingestellte Wert überschritten bzw. unterschritten ist. Zweckmäßigerweise gewährt man jedem voreingestellten Wert einen bestimmten Toleranzbereich nach oben und unten.

Gemäß Fig. 10, in der eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines selbsttätig veränderlichen Schwellwertes für die Auszählung der einzelnen Fäden dargestellt ist, ist mit H der Eingang einer Impulsauswertestufe bezeichnet, an deren Ausgang U _S in nicht dargestellter Weise eine Zählschaltung für das Zählen der Impulse der Infrarot-Laser-Empfangssignale angeschlossen wird.

Mit 60 ist ein Komparator bezeichnet, dessen einer Eingang mit dem Signaleingang H verbunden ist. Der andere Eingang G ist mit einem Spannungsteiler 61, 62 verbunden. Der mit F bezeichnete Schaltungspunkt des Spannungsteilers 61, 62 ist mit einer Spitzenwertdetektorstufe verbunden, die aus einer Diode 63 sowie einem Speicherkondensator 64 besteht. Parallel zur Diode 63 sind in Gegenrichtung zwei in Reihe geschaltete Dioden 65 und 66 geschaltet. Die Spitzenwertdetektorstufe ist ebenfalls mit dem Anschlußpunkt H verbunden. Der Spannungsteiler 61, 62 ist so eingestellt, daß die am Eingang G auftretende Spannung um ca. 1 V geringer ist als die Spannung an der Anschlußstelle F. Die beiden in Reihe geschalteten Dioden 65 und 66 weisen zusammen eine sogenannte Schwellenspannung auf, die ungefähr 2 V beträgt.

Wird nun ein Impulsverlauf nach Fig. 11 dem Eingang H zugeführt, so werden diese Signale durch die Impulsauswertestufe folgendermaßen verarbeitet. Mit der Anstiegsflanke des Impulses 67 wird der Kondensator 64 über die Diode 63 aufgeladen. Diese Spannung tritt an der Anschlußstelle G um ca. 1 V verringert auf. Beim Erreichen des Maximalwertes des Impulses 67 tritt auch am Kondensator 64 ein Maximalwert auf. Fällt nun die Impulsspannung wieder ab, so bleibt der Spitzenspannungswert im Kondensator 64 zunächst gespeichert. Erst dann, wenn die fallende Impulsflanke den Schwellenwert der beiden Dioden 65 und 66 unterschreitet, kann der Spannungsspitzenwert nicht mehr gehalten werden. Der Kondensator entlädt sich über die beiden Dioden 65 und 66 und folgt in seiner Spannung nun der Abstiegsflanke des Impulses 67. Wird die Schwellenspannung der beiden Dioden 65 und 66 durch die abfallende Impulsflanke unterschritten, so bleibt diese Schwellenspannung im Kondensator 64 gespeichert. Unterschreitet nun die Impulsflanke am nichtinvertierenden Eingang des Komparators 54 den um ca. 1 V verringerten Vergleichswert am Eingang G, so wird am Ausgang U _S ein Impuls abgegeben (negative Impulsflanke an U _S ).

Gelangt nun zum Eingang H ein Doppelhöckerimpuls 68, so erfolgt in gleicher Weise die Aufladung des Kondensators 64 wie beim Impuls 67. Wenn die Spannungsdifferenz zwischen dem Spannungsspitzenwert und dem unteren Umkehrwert in der Höcker-Senke geringer ist als die Schwellenspannung der beiden Dioden 65 und 66, bleibt während der Höcker-Senkphase im Kondensator 64 der Spannungsspitzenwert gespeichert, so daß mit abfallender Impulsflanke am Eingang H in Richtung Höcker-Senke am Eingang G eine um ca. 1 V geringere Spannung als der Spannungsspitzenwert ansteht. Wird dieser Spannungswert von der fallenden Impulsflanke am Eingang H unterschritten, so wird am Ausgang U _S des Komparators 60 ein Impuls (negative Impulsflanke) erzeugt. Im vorgenannten Fall beträgt die Vergleichsspannung am Eingang G des Komparators 60 U _SO . Nach Erreichen des zweiten Höckerwertes wird mit abfallender Impulsflanke wieder der untere Schwellwert U _SU am Eingang G eingestellt.

Mit Hilfe dieser Auswertung der Messung lassen sich Langzeitstatistiken der Meßwerte sowie Einstellkontrollen für die Schärmaschine durchführen.

Mit Hilfe des Druckers erfolgt eine Kontrolle für die Fadenqualität des Baumes. Die Meßwerte von schlechten Fäden werden erfaßt und durch den Drucker während des gesamten Schärvorganges festgehalten. Auf diese Weise erhält jeder Faden eines Baumes einen sogenannten Lebenslauf. Der Durchmesser der einzelnen Fäden wird angezeigt. Des weiteren wird die Fadenzahl angezeigt. Auch sind Anzeigen über die Betriebszustände sowie Fehlermeldungen möglich.

Die Auswerteschaltung ist auch in der Weise verwendbar, daß insbesondere in der Anfahr- oder Einstellphase der Schärmaschine je 100 Fäden der Fadenschar bewertet werden, wobei auch hier für die jeweils 100 Fäden eine Mittelwertbildung und ein Vergleich mit dem Eckwert erfolgt. Nach der Bewertung einer 100er-Gruppe von Fäden erfolgt die Bewertung der nächstfolgenden 100er-Gruppe usw. Diese Art der Messung weist den Vorteil auf, daß insbesondere beim Anfahren oder Ändern eines Betriebszustandes der Schärmaschine eventuelle Fehler schnell erfaßt werden.

Claims (26)

1. Verfahren zur Messung und Überwachung der Fadenspannung von Fäden, insbesondere von elastischen Fäden, einer Fadenschar, vor und/oder während eines Aufwickelvorganges der Fäden, wobei eine quer zur Fadenschar wirkende Lichtschranke zur Anwendung kommt und das Meßergebnis in einer Auswerteschaltung ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser jedes einzelnen elastischen Fadens (24) der Fadenschar (12) im Wege der Schwächung des Strahlenbündels der Lichtschranke (6) ermittelt wird, und die Abweichung des Durchmessers eines Fadens gegenüber einem Solldurchmesserwert zur Bestimmung der Fadenspannung herangezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadendurchmesser (d) der einzelnen Fäden (24) der Fadenschar (12) wiederholt gemessen wird, daß die Meßergebnisse in einer Auswertestufe (28) aufaddiert bzw. integriert werden, und daß am Ende des Wiederholzyklus vor dem Vergleich der gemessenen Durchmesserwerte mit dem Solldurchmesser eine Mittelwertbildung der gemessenen Durchmesserwerte erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschranke (6) quer zum Fadenlauf der Fadenschar (12) über die gesamte Breite der Fadenschar hin- und herbewegt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Lichtschranke (6) mit gleichförmiger bzw. konstanter Geschwindigkeit durch eine motorische Antriebssteuerung (29, 30) erfolgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte jedes Fadens (24) der Fadenschar ( 12) in einem Mikrocomputer (28) ausgewertet werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Start- und/oder Einstellphase vor dem Aufwickelvorgang der Fäden der Fadenschar (12) nacheinander die Durchmesserwerte (d) jeweils einer vorgegebenen Anzahl (z. B. 100) von einer Gruppe bildenden Fäden (24) gemessen, aufaddiert und gemittelt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Betriebsphase während des Aufwickelvorganges die Lichtschranke (6) zur Abtastung über die Fadenschar (12) jeweils in aufeinanderfolgenden Meßzyklen mehrmals hin- und herbewegt wird, daß in jedem Meßzyklus für jeden Faden (24) getrennt, in dem Mikrocomputer eine Aufaddierung der gemessenen Durchmesserwerte und anschließend vor der Vergleichsmessung eine Mittelwertbildung erfolgt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fadendurchmesser (d) jeweils ein oberer und unterer Toleranzwert als Eckwert in den Mikrocomputer (28) eingebbar und speicherbar ist.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Lichtschranke, deren Lichtstrahl quer zur Fadenschar liegt und mit einer Auswerteschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschranke (6) einen Infrarot-Laser (19), eine Kondensoroptik mit zwei Linsen (21, 22) und eine Blende (23) aufweist, die zwischen den beiden Linsen (21, 22) angeordnet ist und die eine gegenüber dem Durchmesser (D) der Kondensoroptik kleine Öffnungsweite (E) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Infrarot-Laser (19) mit einer Leistungsregelstufe (25) verbunden ist, die die Abstrahlungsenergie konstant hält.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl-Durchmesser kleiner als der Abstand zwischen zwei benachbarten Fäden ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang eines Infrarot-Laser-Empfängers (10) der Lichtschranke (6) mit einer getakteten Speicherschaltung (40) verbunden ist, in der nacheinander im Takt der Laserstrahlbündel-Schwächungen durch die Fäden (24) die Infrarot-Laser-Empfangsimpulse gespeichert und bis zur nächstfolgenden Schwächung durch den benachbarten Faden gehalten werden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die getaktete Speicherschaltung (40) eine Spitzenwertspeicherschaltung bzw. Spitzenwertdetektorschaltung ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die getaktete Speicherschaltung (40) eine erste Speicherstufe (50), ein steuerbares Löschschaltmittel (51) für die erste Speicherstufe, eine zweite Speicherstufe (57) und ein zwischen der ersten und zweiten Speicherstufe im Signalübertragungskreis vorgesehenes steuerbares Schaltmittel (56) aufweist, daß Impulsstufen (52, 53) vorgesehen sind, um einerseits vor jedem Strahlenbündel-Schwächungsimpuls die erste Speicherstufe (50) zu löschen und um andererseits das steuerbare Schaltmittel (56) für die Löschdauer (T _S ) und für die anschließende Signalanstiegszeit zumindest bis zum Erreichen des Spitzenwertes zu sperren.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die getaktete Speicherschaltung (40) im Takt von von den Infrarot-Laser-Empfangssignalen abgeleiteten Taktimpulsen (A 4) abwechselnd gelöscht und geladen wird, und daß die Taktimpulse zeitlich vor den Infrarot-Laser-Empfangssignalen (A 2) liegen und jeweils die Löschzeit bestimmen.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Speicherstufe (50, 57) aus je einem Kondensator besteht, während das Löschschaltmittel (51) ein zur ersten Speicherstufe (50) parallel geschalteter Halbleiterschalter ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein monostabiler Multivibrator ( 53) vorgesehen ist, der jeweils am Ende der Infrarot-Laser-Empfangssignale angestoßen wird, daß die Kippzeit (T _M ) des monostabilen Multivibrators (53) so eingestellt ist, daß sie um eine vorgegebene Zeit (T _S ) kleiner ist als die Periodendauer (T) der Infrarot-Laser-Empfangssignale, daß diese vorgegebene Zeitspanne (T _S ) die Impulsphase der Taktimpulse (A 4) sowie gleichzeitig die Löschphase der ersten Speicherstufe (50) ist, daß von den Taktimpulsen (A 4) für den steuerbaren Halbleiter (51) der ersten Speicherstufe (50) sowie von dem monostabilen Multivibrator ( 53) über eine Verknüpfungsstufe (52) Taktimpulse für die Schaltstufe (56) der zweiten Speicherstufe (57) abgeleitet werden.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der getakteten Speicherschaltung (40) eine Signalabtast- und Signalhalteschaltung (41) nachgeordnet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die getaktete Speicherschaltung (40) über einen Analog-Digital-Wandler (42) mit dem Mikrocomputer (28) verbunden ist, der mit einem Tastenfeld (33) zur Vorgabe der Toleranzgrenzwerte (34) für die Fadenspannungen, mit einem Leistungssteuerteil (35) für die Schärmaschine, mit einer Anzeige- oder Überwachungsvorrichtung (32), wie z. B. einem Diodendisplay oder Monitor, mit einer Antriebssteuerung (30) für den Vorschub der Lichtschranke (9, 10) und mit einem Drucker (31) zur Ausgabe der in den Meßzyklen gemessenen Werte verbunden ist.

20. Vorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung des Durchmessers von zwei benachbarten Fäden (24), deren Abstand einen unteren Grenzwert unterschreitet, eine Impulsauswertestufe (60 bis 66) vorgesehen ist, deren Schwellwert selbsttätig veränderbar ist in Abhängigkeit von dem Wert des jeweils unteren Signalumkehrwertes zwischen zwei Infrarot-Laser-Empfangssignalen (67)

21. Impulsauswertestufe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsauswertestufe einen Komparator (60) aufweist, an dessen einen Eingang (H) die Infrarot-Laser-Empfangssignale (67) direkt gelangen, während der andere Eingang (G) mit einer Vergleichsspannungsstufe ( 61 bis 66) verbunden ist, die in Abhängigkeit von der unteren Umkehrspannung zwischen zwei Infrarot-Laser-Empfangssginalen einen entsprechenden Vergleichsspannungswert (U _SU bzw. U _SO ) einstellt.

22. Impulsauswertestufe nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsspannungsstufe (61 bis 66) eine Spitzenwertdetektorstufe aufweist, die aus einem Speicherkondensator (64) und einer Diode (63) besteht, daß parallel zum Speicherkondensator (64) ein Spannungsteiler (61, 62) geschaltet ist, dessen Abgriff mit dem Vergleichseingang (G) des Komparators (60) verbunden ist, und daß parallel zur Diode (63) der Spitzenwertdetektorstufe ein in Gegenrichtung zur Diode gepoltes Schwellenwertmittel (65, 66) vorgesehen ist.

23. Impulsauswertestufe nach einem der Ansprüche 20 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang der Vergleichsspannungsstufe (61 bis 66) bzw. der Spitzenwertdetektorstufe mit dem Signaleingang (H) für die Infrarot-Laser-Empfangssignale (67) verbunden ist.

24. Impulsauswertestufe nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwellwertmittel aus Dioden oder Transistoren besteht.

25. Impulsauswertestufe nach einem der Ansprüche 20 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler (61, 62) der Vergleichsspannungsstufe so gewählt ist, daß die Eingangsspannung am Komparator (60) um ein vorgegebenes Maß geringer ist als die Spitzenwertspannung der Spitzenwertdetektorstufe.

26. Impulsauswertestufe nach einem der Ansprüche 20 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß steuerbare Halbleiter vorgesehen sind, die mit Spannungsgebern verbunden sind, die in Abhängigkeit von der Größe des unteren Signalumkehrwertes entsprechend angesteuert bzw. durchgeschaltet werden.