DE3643297A1 - Verfahren zum ausmessen der geometrischen oberflaechenstruktur von flaechengut und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausmessen der geometrischen Oberflächenstruktur von Flächengut, ins­ besondere im Zusammenhang mit der Überwachung der ver­ bleibenden Haarigkeit beim Absengen oder Scheren von textilem Flächengut, sowie eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens.

Zur Verbesserung der Trage- und Gebrauchseigenschaften von Textilien ist es bekannt, das textile Flächengut, speziell Gewebebahnen, auf einer Sengmaschine zu behandeln, wobei abstehende und nicht im Faden einge­ bundene Faserenden abgebrannt werden. Hierdurch wird eine saubere Oberfläche erzielt, die weniger leicht anschmutzt und weniger zur Pillingbildung neigt. Das Absengen wird mit einer sehr heißen Flamme durchge­ führt, wobei die Flammentemperatur und die Vorbei­ laufgeschwindigkeit des textilen Flächengutes derart aufeinander abgestimmt sein müssen, daß einerseits die freien Faserenden möglichst vollständig abgebrannt werden, andrerseits aber das Grundgewebe nicht ther­ misch beansprucht wird. Die bekannten Sengmaschinen lassen sich zwar auf die für ein bestimmtes textiles Flächengut geeigneten Konditionen einregulieren, jedoch wäre es wünschenswert, den Grad der Faser­ absengung laufend automatisch überwachen zu können, um so den Sengprozeß auf Einhaltung eines konstanten Sengergebnisses regeln zu können.

Ähnliche Überwachungsprobleme treten auch bei vielen anderen Arten von Flächengut auf, das mit einer be­ stimmten Oberflächenstruktur versehen werden soll, beispielsweise beim Beschichten von Papierbahnen oder bei der Herstellung von Tuftingbahnen. In solchen Fällen wird meist die Einhaltung einer bestimmten Schichtdichte bzw. Florhöhe verlangt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zum Ausmessen der geometrischen Oberflächen­ struktur von Flächengut anzugeben, mit dem sehr genaue Werte erhalten werden und das mit wirtschaftlich vertretbaren Kosten realisierbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorge­ sehen, daß das Flächengut auf einer Umlenkfläche ge­ bogen und an seiner zu überwachenden Oberflächenseite gespreizt wird und daß seine Oberfläche an mindestens einer Stelle mit einem tangential die Oberfläche streifenden Lichtstrahl abgetastet und nach der Dunkelfeldmethode mittels eines fotoelektrischen Sensors höhenmäßig ausgemessen wird. Dieses Verfahren ermöglicht es, beispielsweise eine Gewebebahn nach dem Sengen kontinuierlich längs einer Meßspur auf die verbliebene Haarigkeit zu überwachen, wobei jedes an der Meßstelle auftretende Haar erfaßt und in seiner Höhe ausgemessen werden kann. Die elektrische Aus­ wertschaltung wird dabei so ausgelegt, daß die Ober­ seite des Grundgewebes als Bezugspunkt "Null" gewählt ist, so daß die darüber hinaus ragende Höhe der Fasern exakt ausgemessen und beispielsweise auf einem Bildschirm kontinuierlich angezeigt werden kann.

In der Praxis reicht es insbesondere bei den modernen Hochleistungs-Gassengmaschinen aus, die Haarigkeit nur längs einer Spur zu überwachen. Der Erfindung zufolge kann die Oberfläche aber auch an mehreren Stellen mittels mehrerer paralleler Lichtstrahlen abgetastet werden, welche entweder auf denselben fotoelektrischen Sensor hingelenkt werden oder die jeweils auf einen gesonderten fotoelektrischen Sensor gerichtet sind.

Bei der Überwachung der Haarigkeit oder Faserhöhe von textilem Gut kann in Weiterbildung der Erfindung vor­ gesehen werden, daß das textile Gut im Bereich der Meßstelle einem elektrostatischen, seine Fasern auf­ richtenden Feld ausgesetzt wird. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß alle freien Faserenden bei der Ausmessung erfaßt werden und daß darauf aufmerksam gemacht wird, wenn bei speziellen Gewebearten der Sengvorgang nicht effektiv ausgeführt wird und bei­ spielsweise noch Vorbehandlungen an der Gewebebahn zur Vorbereitung auf den Sengvorgang ausgeführt werden müssen.

Die nach dem Verfahren der Erfindung gewonnenen Meß­ werte für die Faserhöhe können zur Regelung von Gassengmaschinen ausgenutzt werden, indem die Laufge­ schwindigkeit der Gewebebahn und/oder die Sengflammen­ temperatur auf Einhaltung einer konstanten Faserhöhe nachgeregelt werden. Bei Gewebeschermaschinen kann die Regelung der Faserhöhe durch entsprechendes Verstellen des Scherzylinders erfolgen.

Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird eine Vorrichtung vorgesehen, die eine rotierende oder starre Meßtrommel aufweist, über die das Flächen­ gut geführt wird, und die ferner eine längs einer Trommeltangente angeordnete optische Sensoreinrichtung aufweist, welche aus einer auf einer Trommelseite angeordneten Lichtquelle und aus einer auf der anderen Trommelseite angeordneten Diodenzeile besteht, die senkrecht zur Tangentialebene gerichtet ist. Als besonders geeignet haben sich hierbei CCD (charge coupled devices) -Diodenzeilen erwiesen, deren licht­ empfindliche Fläche ein Rechteck von beispielsweise nur einigen Zehnteln Millimetern Breite und einigen Millimetern Höhe ist, wobei über die Höhe hinweg mehrere hundert diskrete Sensorpunkte bei modernen Diodenzeilen vorgesehen sind, so daß eine sehr feine Auflösung erreicht wird. Anstelle einer Diodenzeile kann der Erfindung zufolge auch ein Diodenarray ver­ wendet werden, was bei der Überprüfung körniger Ober­ flächenstrukturen vornehmlich in Frage kommt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß die Sensoreinrichtung längs der Trommel hin und her verfahrbar ist, so daß also das Flächengut nicht nur immer längs einer Meßspur, sondern auch auf voller Breite überwacht werden kann. Statt einer verfahrbaren Sensoreinrichtung kann auch vorgesehen werden, daß an einer Trommelseite mehrere Lichtquellen angeordnet sind, denen auf der anderen Trommelseite entweder Spiegel zur Umlenkung der Licht­ strahlen auf dieselbe Diodenzeile oder jeweils indivi­ duelle Diodenzeilen zugeordnet sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vor­ richtung zum Ausmessen der geometrischen Oberflächenstruktur von Flächengut,

Fig. 2 eine mit der Vorrichtung nach Fig. 1 ge­ wonnene Meßkurve für eine gesengte Gewebebahn und

Fig. 3 eine Meßkurve für eine ungesengte Gewebebahn.

Das hinsichtlich seiner Oberflächenstruktur auszu­ messende Flächengut, beispielsweise eine gesengte Gewebebahn 1, wird über eine Umlenkfläche 2 geführt, wobei es sich beim gezeigten Ausführungsbeispiel um eine angetriebene Meßtrommel 3 handelt. Auf der Um­ lenkfläche 2 erfährt die Gewebebahn 1 an ihrer zu beobachtenden Oberseite eine Spreizung, so daß dort die zu erfassenden, abstehenden Fasern 4 durch einen tangential gerichteten Lichtstrahl 5 abgetastet werden können. Von einer Lichtquelle 6 wird das Licht durch eine, mehrere Linsen 7, 8, 9, die Blende 10 und einen Tubus 11 mit Blende umfassende, optische Einrichtung auf eine Zeilendiode 12 gerichtet, an welcher jeweils die im Zenit der Trommel 3 befindlichen Fasern abgebildet werden.

Je nach Höhe der vom Lichtstrahl abgetasteten Faser werden mehr oder weniger Einzeldioden der Diodenzeile belichtet bzw. abgedunkelt, und die Auswertschaltung 13 liefert an ihren Ausgang 14 eine Spannung, die proportional zur Faserlänge ist.

Der Ausgang der Auswertschaltung 13 kann aufgezeichnet werden, und Fig. 2 zeigt die längs einer Meßspur er­ faßten Fasern bei einer gesengten Gewebebahn. In Fig. 3 ist zum Vergleich die Faserhöhe und Faserverteilung gezeigt, die die Gewebebahn vor dem Sengen aufwies. Die dicken Linien 14, 15 geben jeweils die Mittelwerte der Faserhöhe in den Fig. 2 und 3 an. Der Ausgang A der Auswertschaltung 13 kann zu Regelungszwecken oder auch nur zur Auslösung eines Warnsignales oder dgl. verwendet werden.

Wie in Fig. 1 noch angedeutet ist, befindet sich oberhalb der Meßstelle an der Trommel 3 eine Elektrode 16, mit der ein elektrostatisches Feld erzeugt wird, das auf eine Aufrichtung der Fasern 4 hinwirkt.

Claims (8)

1. Verfahren zum Ausmessen der geometrischen Ober­ flächenstruktur von Flächengut, insbesondere zur überwachung der verbleibenden Haarigkeit beim Ab­ sengen oder Scheren von textilem Flächengut, da­ durch gekennzeichnet, daß das Flächengut (1) auf einer Umlenkfläche (2) gebogen und an seiner zu überwachenden Oberflächenseite gespreizt wird und daß seine Oberfläche an mindestens einer Stelle mit einem tangential die Oberfläche streifenden Lichtstrahl (5) abgetastet und nach der Dunkel­ feldmethode mittels eines fotoelektrischen Sensors (12) höhenmäßig ausgemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengut (1) kontinuierlich über eine Meßtrommel (3) geführt wird und daß der Licht­ strahl (5) parallel zu den Diametralebenen der Meßtrommel (3) gerichtet ist.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen mit mehreren parallelen Lichtstrahlen abgetastet wird, welche entweder auf denselben fotoelektrischen Sensor hingelenkt oder jeweils auf einen gesonderten fotoelektrischen Sensor gerichtet sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, bei Anwendung für textiles Gut, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das textile Flächengut im Bereich der Meßstelle einem elektrostatischen, seine Fasern aufrichtenden Feld ausgesetzt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserhöhe bei Sengmaschinen durch Anpassen der Laufge­ schwindigkeit der Gewebebahn und/oder der Seng­ flammentemperatur und bei Gewebeschermaschinen durch Verstellen des Scherzylinders jeweils in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen der gemessenen Ist-Faserhöhe und der Soll-Faserhöhe geregelt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine das Flächen­ gut tragende Meßtrommel(3), über die das Flächen­ gut (1) geführt wird, und durch eine längs einer Trommeltangente angeordneten optischen Sensor­ einrichtung (6 bis 12), welche eine auf einer Trommelseite angeordnete Lichtquelle (6) und eine auf der anderen Trommelseite angeordneten Dioden­ zeile (12) umfaßt, die senkrecht zur Tangential­ ebene gerichtet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sensoreinrichtung (6 bis 12) längs der Trommel (3) hin und her verfahrbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an einer Trommelseite mehrere Licht­ quellen (6) angeordnet sind, denen auf der anderen Trommelseite entweder Spiegel zur Umlenkung der Lichtstrahlen auf dieselbe Diodenzeile (12) oder jeweils individuelle Diodenzeilen zugeordneten sind.