DE3832984A1

DE3832984A1 - Fadenbruchanzeige in fadenscharen

Info

Publication number: DE3832984A1
Application number: DE19883832984
Authority: DE
Inventors: Dietrich Heitmann; Peter Heinen; Wolfgang Worbs; Friedrich Eissen
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo GmbH
Priority date: 1988-09-29
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1990-04-12
Anticipated expiration: 2008-09-30
Also published as: DE3832984C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anzeigen von Faden brüchen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei einem Verfahren sowie einer Vorrichtung nach den Oberbe griffen ist oberhalb der Fadenschar mittig zur Fadenschar breite ein rotierender, mehrflächiger Spiegel mit seiner Drehachse in Fadenlaufrichtung angeordnet. Der Strahl eines Lasers ist auf den rotierenden Spiegel ausgerichtet, der bei seiner Rotation den Laserstrahl in einer Abtastebene führt, daß er die Fadenschar in einer Auftrefflinie in ständiger Wie derholung überstreicht.

Dabei wurden zu beiden Seiten der Fadenschar in deren Rand bereich je ein Detektor angeordnet und so ausgerichtet, daß er die von den einzelnen Fäden beim Auftreffen des Laserstrahls ausgehenden Streulichtimpulse aufnehmen kann, gegenüber dem Laser strahl selbst jedoch abgeschirmt ist.

Durch Überlagerung der Signale beider Detektoren wird er reicht, daß die Summe der Impulsstärken der einzelnen Signale über die Fadenscharbreite im wesentlichen gleich ist. Die Signalstärke hängt jedoch von der Fadenscharbreite und von der Oberflächenbeschaffenheit sowie Dichte und Filamentzahl der Fäden ab.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, durch die praktisch un abhängig von der Breite der Fadenschar und Beschaffenheit der Fäden Fehlschaltungen auch bei feinsten Titern und bei feinen Fasergarnen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.

Die Vorrichtung nach Anspruch 5 dient der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ausgestaltungsformen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus führungsbeispiels wird die Erfindung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Faden bruchanzeige in Fadenscharen, entgegen der Faden laufrichtung gesehen;

Fig. 2 Schema der Vorrichtung gem. Fig. 1, von der Seite gesehen.

Die Fig. 1 und 2 der Deutlichkeit halber schematisiert und unter Weglassen des Maschinenrahmens und der Tragkonstruktio nen auf die Darstellung der für die Erläuterung des Ausfüh rungsbeispiels wesentlichen Teile beschränkt. Fig. 1 enthält außer der Darstellung der konkreten Vorrichtungsteile auch ein vereinfachtes Schaltschema der Auswerteinrichtung.

Die in Fig. 1 senkrecht zum Fadenverlauf geschnittenen Fäden der Fadenschar 1 werden durch den Fadenkamm 16 in gleichem gegenseitigen Abstand gehalten, so daß in dem durch die Auf trefflinie 4 (Fig. 2) des Laserstrahls definierten, in Faden laufrichtung 6 dicht hinter dem Fadenkamm 16 vorgesehenen Meßort die für eine zuverlässige und sichere Zählung notwen digen gleichmäßigen Zwischenräume gewährleistet sind. Der Drehspiegel 3 ist über der Mitte der Fadenscharbreite mit seiner Achse 13 in der Längsmittelebene der Fadenschar 1 mon tiert. Die Entfernung von der Fadenschar 1 ist so festgelegt, daß der erforderliche Schwenkbereich des abtastenden Laser strahls in Höhe der Fadenschar 1 gewährleistet ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Spiegel 3 nicht senkrecht über der Auftrefflinie 4 angeordnet, sondern gegenüber dieser (4) in Fadenlaufrichtung 6 um einen geringen Betrag verschoben. Seine Achse 13 ist in der Längsmittelebene zur Fadenschar 1 so aus der Horizontalen gedreht, daß eine die durch die Auf trefflinie 4 gehende, die Spiegelmitte schneidende Ebene 14 senkrecht durchstößt. Wie im Weiteren erläutert, ist die ge nannte Ebene 14 die vom die Fadenschar 1 abtastenden Laser strahl überstrichene Abtastebene 14.

Seitlich von der Fadenschar 1 ist ein Laserstrahler 2 mit seiner Achse in der Abtastebene 14 so angeordnet, daß der auf den Drehspiegel 3 gerichtete Laserstrahl in ausreichendem Abstand an dem benachbarten Rand 12 der Fadenschar vorbeizielt bzw. bei Anordnung des Laserstrahlers 2 oberhalb der Faden schar außerhalb des vom Abtaststrahl in der Abtastebene 14 überstrichenen Dreiecks verläuft, bis er die Spitze dieses Dreiecks auf der Spiegeloberfläche trifft. Der stationäre Strahl vom Laserstrahler 2 zum Spiegel 3 verläuft so in der selben Ebene 14 wie der vom Drehspiegel 3 reflektierte Strahl zur Auftrefflinie, wobei die Abtastebene 14 mit einer durch die Auftrefflinie 4 gelegten Normalebene 11 zur Fadenschar in der Projektion entsprechend Fig. 2 einen spitzen Winkel, den Auftreffwinkel 9, einschließt.

Auf derselben Seite der Normalebene 11 wie der Laserstrahler 2 ist über der Fadenschar 1 in einer zu dieser (1) parallelen Ebene und senkrecht zu der Fadenlaufrichtung 6 eine Reihe von Detektoren 5 vorgesehen. Bei der dargestellten Ausführungsform sind sie an einem Detektorbalken 8 befestigt, der aus mehreren Teilen 8.1-8. x bestehen kann. Die Detektoren 5 sind auf die Auftrefflinie 4 ausgerichtet und in einem Winkel, dem Rück strahlwinkel 10, zur Normalebene 11 angestellt, der etwa gleiche Größe wie der Auftreffwinkel 9 hat.

Die beiden Winkel 9, 10 sind der schematischen Darstellung entsprechend übertrieben groß dargestellt. Tatsächlich werden sie zweckmäßig möglichst klein und nur so groß gewählt, daß der von dem Drehspiegel 3 kommende Abtaststrahl durch die Detektoren 5 bzw. die Detektorbalken 8 nicht behindert wird. Beide Winkel 9, 10 sollen jedoch zur Erzielung eines bestmög lichen Ergebnisses in der Regel etwa gleich groß sein.

Die Erfassungsbereiche 7 der Detektoren 5 quer zur Fadenschar 1 sind vorzugsweise für alle Detektoren 5 eines Detektorbal kens gleich und überschneiden sich in einem Überdeckungs bereich 17, der Zählfehler beim Übergang des abtastenden Laserstrahls von einem zum anderen Erfassungsbereich 7 ver hindert.

Anhand der Fig. 1 und 2 wird nun die Funktion der darge stellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert. Der von dem Laserstrahler 2 ausgehende Strahl wird von dem rotierenden Spiegel 3 zurückgeworfen und bei seiner Drehung in ständiger Wiederholung entlang der Auftrefflinie 4 geführt. Dabei rotiert der Spiegel mit einer Drehzahl, die vorzugsweise einhundert Durchläufen je Sekunde entspricht; bei dem in der Zeichnung dargestellten Spiegel 3 mit quadratischem Querschnitt entspricht dies einer Drehzahl von 1500 min^-1.

Der Antrieb erfolgt durch einen Synchronmotor.

Bei der Abtastung der einzelnen Fäden muß sichergestellt sein, daß zwischen den von den jeweils durch den Strahl getroffenen einzelnen Fäden ausgehenden, aufeinanderfolgenden Lichtimpul sen eine trennende deutliche Dunkelphase auftritt. Daher wird der Laserstrahl derart fokussiert, daß sein Durchmesser im Auftreffbereich (Auftrefflinie 4) höchstens dem 0,75fachen Abstand zwischen zwei benachbarten Fäden entspricht; vorzugsweise ist er kleiner als der halbe Fadenabstand. Um Gefährdungen durch den Laserstrahl zu verhindern, ist unterhalb des Drehspiegels 3 zweckmäßig eine vorzugsweise einstellbare Begrenzungsblende 15 vorgesehen, die ein Überschreiten der Fadenscharkanten 12 durch den Strahl verhindert. Außerdem kann am Strahlaustritt des Laserstrahlers 2 vorteilhaft eine Abdeckblende 18 vorge sehen werden, die synchron mit dem Stillsetzen der Fadenschar 1 bei Fehlerabschaltung den Laserstrahler abdeckt.

Die bei einem Abtastdurchgang nacheinander von den Detektoren 5 aufgenommenen Lichtimpulse werden beispielsweise zunächst in den einzelnen Detektorbalkenabschnitten 8.1-8. x zugeordneten Vorverstärkern 19 vorverstärkt und über einen gemeinsamen Hauptverstärker 20 einem Zähler/Vergleicher 21 zugeführt. Die nach jeden Durchgang ermittelte Impulszahl wird mit der von einem Sollwertgeber 22 vorgegebenen Fadenzahl verglichen. Stimmen beide Werte überein, so verfällt das Zählergebnis; bleibt das Zählergebnis unter der vorgegebenen Fadenzahl, so wird ein Fehler registriert und an einen Fehlerzähler 23 weitergegeben. Nach Beendigung eines beispielsweise aus zehn Durchgängen bestehenden Abtastzyklus wird die während des Zyklus aufgetretene Fehlerzahl in dem Fehlerzähler 23 mit einer vorgegebenen Vergleichszahl verglichen; erreicht die Anzahl der während des Zyklus registrierten Fehler die Ver gleichszahl, so erfolgt die Abstellung des Fadenscharantriebs (Aufwicklung 24). Dabei ist zu beachten, daß die zwischen der Registrierung eines Fehlers und dem Abstellen der Aufwicklung 24 verstreichende Zeit kurz genug ist, um das Aufwickeln des gebrochenen Fadenendes so rechtzeitig zu verhindern, daß Raum für die Fehlerbeseitigung bleibt. Dies ist beispielsweise gewährleistet, wenn beim Ausführungsbeispiel bei einer Dreh zahl von 1500 min^-1 (dies bedeutet bei dem Drehspiegel 3 des Ausführungsbeispiels mit quadratischem Querschnitt hundert Durchläufe je Sekunde) ein Zyklus aus zehn Durchläufen besteht, die zusammen 0,1 s in Anspruch nehmen. Fehlab schaltungen treten dabei, wie sich gezeigt hat, praktisch nicht mehr auf.

Bezugszeichenaufstellung

1 Fadenschar, Fadenscharebene
2 Laser, Laserstrahler
3 Spiegel, Drehspiegel
4 Auftrefflinie
5 Detektor
6 Fadenlaufrichtung
7 Erfassungsbereich
8 Detektorbalken
9 Auftreffwinkel
10 Rückstrahlwinkel
11 Normalebene
12 Rand, Fadenscharrand
13 Rotationsachse
14 Abtastebene
15 Blende, Begrenzungsblende
16 Fadenkamm
17 Überdeckungsbereich
18 Abdeckblende
19 Verstärker, Vorverstärker
20 Hauptverstärker, Verstärker
21 Zähler/Vergleicher, Impulszähler
22 Sollwertgeber
23 Fehlerzähler
24 Antrieb, Fadenscharantrieb, Aufwicklung

Claims

1. Verfahren zur Anzeige von Fadenbrüchen in einer in einer Ebene laufenden Fadenschar,
bei dem die Fadenschar in ständig wiederholten Durchläufen mit einem Laserstrahl quer zur Laufrichtung der Fadenschar abgetastet,
die von den Einzelfäden je Durchlauf ausgehenden Licht impulse durch Detektoren gezählt,
die Zahl der Lichtimpulse mit dem Sollwert der Einzel fadenzahl verglichen und Sollwertabweichungen angezeigt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Vielzahl von Detektoren mit im wesentlichen gleichem Abstand in einer zur Fadenlaufrichtung senkrechten Reihe, jedoch zur Ebene der Fadenschar parallelen Ebene mit sich überlappenden Empfangsbereichen nebeneinander angeordnet und auf die Auftrefflinie des Laserstrahls ausgerichtet wird, und
daß vorzugsweise der Laserstrahl zur Fadenschar und zu der Reihe der Detektoren so angeordnet ist, daß, jeweils bezogen auf die durch die Auftrefflinie gelegte Normalebene zur Fadenscharebene, der Auftreffwinkel des Laserstrahls und der Rückstrahlwinkel des Laserstrahls etwa gleich groß sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens drei und vorzugsweise mindestens fünf Durch läufe jeweils zu einem Zyklus zusammengefaßt,
die Lichtimpulse je Durchlauf gezählt, mit dem vorgege benen Sollwert der Einzelfadenzahl verglichen
und die bei fehlender Übereinstimmung der beiden Werte je weils erzeugten Fehlersignale zwischengespeichert werden, und
daß am Ende jedes Zyklus die Summe der Fehlersignale mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen und bei dessen Unterschreiten gelöscht, jedoch beim Erreichen oder Über schreiten des Grenzwerts die Fadenschar zum Stillstand ge bracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegeldrehzahl oder/und die Anzahl der Abtastdurch gänge je Zyklus auf die Geschwindigkeit der Fadenschar unter Berücksichtigung des Abstands zwischen der Auf trefflinie des Laserstrahls auf die Fadenschar und der Aufwicklung derart abgestimmt wird, daß die Fadenschar bei registriertem Fadenbruch zum Stillstand gebracht wird, ehe das gebrochene Fadenende die Aufwicklung erreicht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl auf die Auftrefflinie fokussiert wird und sein Durchmesser im Auftreffbereich höchstens 75% vom Fadenabstand entspricht, vorzugsweise kleiner als der halbe Fadenabstand bemessen wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Abtastbereich des Laserstrahls durch Blenden auf die Breite der Fadenschar begrenzt wird, und
daß bei registriertem Fadenbruch der Laserstrahl zeit gleich mit dem Stillsetzen der Fadenschar abgedeckt wird.

6. Vorrichtung zur Anzeige von Fadenbrüchen in einer in einer Ebene geführten Fadenschar
mit einem ortsfesten Laser,
mit einem Drehspiegel, durch welchen der Laserstrahl reflektiert und in einer Abtastebene, welche die Ebene der Fadenschar in einer zur Fadenschar querliegenden Auftreff linie schneidet, in ständig wiederholten Durchläufen geführt wird,
mit Detektoren zum Erfassen der von den Fäden ausgehenden Lichtimpulse,
mit Einrichtungen zum Zählen der beim Durchlauf erfaßten Lichtimpulse
sowie mit Einrichtungen zum Anhalten der Fadenschar in Abhängigkeit von der Zahl der Lichtimpulse zur Durchfüh rung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Vielzahl von Detektoren (5) in einer Reihe quer, vorzugsweise senkrecht zur Fadenlaufrichtung (6), jedoch in einer zur Fadenscharebene (1) im wesentlichen paral lelen Ebene mit sich gegenseitig überschneidenden Erfas sungsbereichen (7) nebeneinander und außerhalb der von dem reflektierten Laserstrahl überstrichenen Abtastebene (14) auf derselben Seite der Ebene der Fadenschar wie der Drehspiegel angeordnet und auf die Auftrefflinie (4) gerichtet sind, und
daß sich die Erfassungsbereiche der Detektoren derart gegenseitig überschneiden, daß sie die Auftrefflinie lückenlos abtasten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Laserstrahler (2) im wesentlichen neben bzw. über der Fadenschar (1) und in der Abtastebene (14), jedoch außerhalb des von dem Laserstrahl in dieser überstrichenen Dreiecks, angeordnet ist, und
daß die Rotationsachse (13) des Drehspiegels (3) die Abtastebene (14) senkrecht durchdringt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Drehspiegels (3) seitliche, vorzugsweise einstellbare Blenden (15) zum Begrenzen der Abtastbreite auf die Breite der Fadenschar (1) vorgesehen sind und der Laserstrahler (2) vorzugsweise zeitgleich mit dem Still setzen der Fadenschar (1) mittels einer Abdeckblende (18) abdeckbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Anspüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehspiegel (3) Prismenform mit einem Querschnitt in Form eines regelmäßigen Vielecks, vorzugsweise eines Dreiecks oder eines Quadrats, aufweist und mit einer mindestens 10 und vorzugsweise wenigstens 100 Abtast durchläufe je Sekunde gewährleistenden Drehzahl vor zugsweise durch einen Synchronmotor antreibbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf die durch die Auftrefflinie (4) gelegte Normalebene (11) zur Fadenscharebene (1) der Auftreff winkel (9) des Laserstrahls und der Rückstrahlwinkel (10) des Laserstrahls einander etwa gleich sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (5) mit gleichen Zwischenräumen zwischen sich an einem Detektorbalken (8) befestigt sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektorbalken (8) in zwei oder mehr mit Detektoren (5) besetzte, selbständige Balkenabschnitte (8.1-8. x) unterteilt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Balkenabschnitt (8.1; 8.2; 8.3 . . .) mindestens zwei, vorzugsweise fünf bis zehn Detektoren (5) aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektorbalken (8) bei über seine Gesamtlänge gleichem Abstand zwischen den benachbarten Detektoren (5) aus Balkenabschnitten (8.1; 8.2; 8.3 . . .) mit unterschiedlicher Detektorzahl zusammensetzbar ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftrefflinie (4) des Abtaststrahls in Fadenlauf richtung (6) unmittelbar hinter einen gleiche Fadenab stände sichernden Fadenkamm (16) gelegt ist.