EP1242659A1 - Verfahren und vorrichtung zum erkennen und ausschleusen von fremdmaterial in einem faserstrom aus verdichteten textilen fasern - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum erkennen und ausschleusen von fremdmaterial in einem faserstrom aus verdichteten textilen fasern

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EP1242659A1
EP1242659A1 EP00979313A EP00979313A EP1242659A1 EP 1242659 A1 EP1242659 A1 EP 1242659A1 EP 00979313 A EP00979313 A EP 00979313A EP 00979313 A EP00979313 A EP 00979313A EP 1242659 A1 EP1242659 A1 EP 1242659A1
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EP
European Patent Office
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roller
fiber stream
light
foreign material
stream
Prior art date
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EP00979313A
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English (en)
French (fr)
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EP1242659B1 (de
Inventor
François BAECHLER
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Uster Technologies AG
Original Assignee
Zellweger Luwa AG
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Publication date
Application filed by Zellweger Luwa AG filed Critical Zellweger Luwa AG
Publication of EP1242659A1 publication Critical patent/EP1242659A1/de
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Publication of EP1242659B1 publication Critical patent/EP1242659B1/de
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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G31/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions
    • D01G31/003—Detection and removal of impurities

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for recognizing and discharging foreign material in a fiber stream made of compressed textile fibers.
  • a machine for detecting foreign parts in fiber streams in which the fibers are compressed in a shaft and guided past a number of color sensors.
  • the background is kept in a color that is similar to the fibers to be examined.
  • the background is formed by a roller or a conveyor belt, the surface of which has a clear structure that favors the movement of the fibers.
  • a disadvantage of this machine is that the surface of the conveyor belt or the roller, which has a surface made of rubber, has to change color over time due to the action of light and dirt and has to be replaced periodically. This is also because the structure of the surface changes over time, in particular soiling.
  • this construction with the moving background is complex and means that the fibers can only be observed and measured from one side.
  • the machine must be able to distinguish three color levels, namely one for the background, one for flakes made of good fibers and one for foreign material, which places high demands on the optical elements.
  • WO 95/16909 a device for the “on-line” detection of impurities in white fiber mass is also known, in which the fiber mass is passed between two rollers lying opposite one another, one roller consisting of transparent material. Behind the roller consists of Transparent material has optics with a detector that receives light from the fiber mass that passes through the transparent roller, which is driven by two drafting cylinders on both sides of the roller made of transparent material.
  • a disadvantage of this device is that it detects a strip of the previously rolled fiber material that is at most four millimeters wide in order to be able to use a photodiode array as a detector. This means that this device only is suitable for very thin fiber masses and low speeds. It cannot be enlarged arbitrarily to examine thicker fiber masses, because in this case the combination of the transparent roller and the evaluation unit arranged next to the roller would no longer make it possible to work satisfactorily. This device is therefore not suitable for industrial use for testing raw materials for the manufacture of textiles.
  • the invention as characterized in the claims, therefore solves the problem of creating a method and a device which avoid the disadvantages mentioned and allow the fiber stream to be tested continuously at high speeds in industrial use, the test conditions overlapping do not change for a long time.
  • the object is achieved in that the fiber stream is compressed in sections, driven in a form-fitting manner, optically recorded and examined for the presence of foreign material.
  • the fiber stream is preferably driven in a form-fitting manner via offset sections where the optical detection also takes place.
  • the optically detected sections have a limited and adjustable thickness.
  • the light from a light source reflected by the fiber stream is broken down into several colors and a signal is obtained from each color, which is evaluated separately in order to detect foreign material that responds particularly strongly to a color.
  • the device has at least one roller-shaped element which has elements for interlocking engagement in the fiber stream and for driving the fiber stream, between which light-conducting elements are arranged.
  • the roller-shaped element can, however, also be made transparent as a whole.
  • Two roller-shaped elements are preferably arranged opposite one another, the elements of which are designed as teeth for positive engagement, intermesh without contact and form a continuous measuring channel with offset sections for the fiber stream.
  • Light-conducting elements are arranged side by side in columns and rows on the roller-shaped element.
  • a common evaluation unit is connected to several optical evaluation modules, which is connected to an optical conductor in one position of the roller-shaped element.
  • the evaluation module has filters in order to split the reflected light into several defined colors.
  • the evaluation unit with the evaluation modules is preferably arranged in a roller-shaped element.
  • the fiber stream is preferably optically recorded from both sides.
  • the advantages achieved by the invention are to be seen in particular in that a homogenized section is formed in the fiber stream for the detection of the foreign material, in which section only fibers and any foreign substances present appear.
  • the device also serves for the positive delivery of the fiber stream in the measuring channel. It is possible to detect the fiber stream from two sides, which allows detection of the foreign material with increased certainty without the device taking up a lot of space.
  • the security mentioned is also increased in that the fiber stream for the measurement has only a small and adjustable thickness.
  • the fiber material is guided and compressed in front of the sensors so that it appears as a surface, which makes the fiber stream appear homogeneous, thus reducing the formation of shadows and increasing the contrast to different colors, since the background in front of which is captured does not appear at all.
  • the use of photodiodes for the detection of light further increases the accuracy of the detection.
  • the proposed solution also makes it possible to use light-emitting diodes with white light as the light source, which, in contrast to halogen light, results in less heating and more uniform light over a longer period of time.
  • Figure 1 is a schematic view of the device according to the invention
  • FIGS. 2, 3 and 6 each show a schematic view of part of the device according to FIG. 1,
  • FIGS. 4 and 5 each show a further embodiment of the device
  • Figure 7 is a block diagram of part of the device.
  • FIG. 8 and 9 is a schematic representation of processes in the device.
  • FIG. 1 shows a device which consists of the following processing stages: condenser 1, opener 2, congestion channel 3, foreign matter detection device 4, foreign matter separation device 5 and output channel 6 for cleaned fiber material.
  • other parts can be seen such as: foreign matter collecting container 7, separating device 8, control unit 9, measuring connection 10, control connection 11, input and output unit 12, and a compressed air line 13 for the separating device 8.
  • the stage for the foreign substance detection device 4 is shown in more detail in FIG. 2.
  • This shows two roller-shaped elements 14 and 15, which are driven separately but synchronously and move in the direction of arrows 16 and 17.
  • the elements 14 and 15 delimit a measurement channel 18 into which the accumulation channel 3 opens, but the cross section of the measurement channel 18 is considerably smaller than that of the accumulation channel 3.
  • optical evaluation units 19 and 20 for signal processing arranged fixed.
  • FIG. 3 shows part of the foreign matter detection device 4 according to FIG. 2, the measuring channel 18, parts of the roller-shaped elements 14 and 15 and the evaluation units 19 and 20 for signal processing being recognized.
  • Teeth 21 and 22 are arranged on the circumference of the roller-shaped elements 14 and 15, which mesh with one another without touching one another, so that a measuring channel 18 between the teeth 21, 22 always remains open.
  • transparent light guides such as preferably lenses 23, 24, are arranged on the roller-shaped elements, which produce a light-conducting connection between the measuring channel 18 and the interior 25, 26 of the roller-shaped elements 14, 15.
  • Each evaluation unit 19, 20 for signal processing consists of several optical evaluation modules, which are equipped with a lens or lens 27, several color filters and light guides 28, and optical converters 29 for signal processing.
  • FIG. 4 shows a device with only one roller-shaped element 14, which is arranged in front of a wall 30, so that a channel 31 for the fiber stream is formed between the element 14 and the wall 30.
  • a simple but driven roller 32 can also be provided, as shown in FIG. 5.
  • FIG. 6 shows a simplified illustration of part of the structure of the roller-shaped elements 14, 15 on which transparent light guides 23, 24 are arranged in rows 33, 34 and columns 35, 36.
  • FIG. 7 is a schematic representation of the evaluation units 19, 20 with the lenses or objectives 27 and the light guides 28. These are connected via color filters 38 to measuring elements 37 for the intensity of the filtered light.
  • a current-voltage converter 39, an amplifier 40 and an A / D converter 41 are connected in series. This is connected to an element 42 for linearization and standardization.
  • This is again on the one hand connected to a circuit for evaluating the light intensity 43 and on the other hand directly to a memory 44 for the individual filtered color values and the entire color intensity.
  • This memory 44 is in turn connected on the one hand to a unit 46 for determining nominal color values and to a delay circuit 45.
  • a unit 47 for defining and storing tolerance values is connected to the unit 46 and is connected again to a comparator 48.
  • the comparator 48 is also connected to the delay circuit 45 and determines the state of an output 49.
  • a light guide 28 is also connected to a light source 50.
  • a position sensor 51 constantly measures the position of the roller-shaped elements 14, 15. The position sensor 51 controls the A / D converter 41 and the delay circuit 45 via a line 52. The connection of the nominal color values can be triggered via a connection 53. Tolerance values are defined via a connection 54.
  • Fig. 8 is a schematic representation of the evaluation units 19, 20 in the two roller-shaped elements 14, 15. Therefore, here are several lenses or lenses 27a ⁇ - 27 ⁇ and 27a - 27n 2 and several evaluation circuits 29a ⁇ - 29n ⁇ and 29a 2 - 29a n side by side arranged.
  • Each column 35, 36 (FIG. 6) is assigned a lens or an objective 27 with an evaluation circuit 29.
  • the evaluation circuits 29 can also be combined into groups and a single common output 55 to
  • the mode of operation of the invention is as follows:
  • a fiber stream in the form of flakes 60 strikes, for example
  • the condenser 1 separates the flakes 60 from the air flow 61 and feeds the flakes to the opener 2, which at least the flakes then divides or opens when they exceed a certain level.
  • the flakes 60 then enter the accumulation channel 3, where they collect and are drawn into the measurement channel 18 from below. This is done by the roller-shaped elements 14, 15, the teeth 21, 22 of which grip, compress and guide the fiber material, so that stepped or offset sections 62, 63 are formed, where the fiber mass is optically detected as described later.
  • the fiber stream is then expelled downward and sucked off by a further air stream, passing through the separating device 8.
  • the fibers caught in section 62 which lies just in front of the light guide 24 and completely cover the background, are illuminated by the light source 50 via the light guide 24.
  • the light reflected by the fibers passes via the objective 27 (FIG. 3) and the light guides 28 into the color filter 38 (FIG. 7), where portions of the red (R), the green (G) and the blue are formed from the reflected light (B)
  • Light is filtered out and released separately to the measuring elements 37. These components are converted to voltage values in the current-voltage converter 39.
  • the voltages thus generated for each color are transmitted via the amplifier 40 to the analog / digital converter 41, which is clocked via a signal from the position sensor 51 from the line 52 and thus through the position of the light guides 24 on the roller-shaped elements 14, 15 ,
  • the voltages reached separately for each color are fed to the element 42 for linearization and normalization in accordance with the respective color (red, green, blue) and then output to the memory 44 and, summed up to a total intensity, to the intensity meter 43.
  • the normalized values of the voltages for the individual colors are fed to the circuit for evaluating the light intensity 43 for determining the color intensity. Nominal values for each color and each intensity are defined in the unit 46, for which purpose an input for calibration via the connection 53 is used.
  • Each nominal value is also assigned tolerance values in the unit 47, which are determined via the connection 54.
  • the signals from the memory 44 are fed to the delay circuit 45, which delays them as long as a flake needs to get from the section 63 in the measuring channel 18, where it is detected, to the separating device 8.
  • the device shown in FIG. 7 is part of the control unit 9 (FIG.
  • each color can be understood as a vector R, G, B, wherein the vectors R, G, B can be combined into a resulting vector H if the vectors R, G and B represent the same unit size.
  • the measured intensity values for each color result in a correspondingly dimensioned vector (R, G and B), which collectively result in a vector RGBH.
  • a tolerance range is defined by the set tolerances in the unit 47, which is represented here by the cube 65. If the end point of the vector RGBH lies in this tolerance range 65, there is no reason to remove flakes. However, if the vector lies, for example, in an area 66 next to the tolerance area, there is a reason to do so.
  • Algorithms can also be specified which, for example, cause a plurality of separating devices 8 lying next to one another to be activated together. Then, as shown in FIG. 8, a plurality of evaluation circuits 29 are combined into groups with in each case common outputs. So signals for the excretion of foreign substances are output via the outputs 55, 56, 57, 58, and / or 59. For this purpose, further tolerances could be specified, for example, which, if exceeded, trigger such common excretions, although the tolerances for a single output have not yet been exceeded.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen und Ausschleusen von Fremdmaterial in einem Faserstrom aus verdichteten textilen Fasern. Um ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die den Faserstrom im industriellen Einsatz auch mit hohen Geschwindigkeiten durchlaufend prüfen, wobei die Prüfbedingungen sich über längere Zeit nicht verändern, wird der Faserstrom in Abschnitten (62) komprimiert, formschlüssig angetrieben, optisch erfasst und auf die Anwesenheit von Fremdmaterial untersucht. Die Vorrichtung weist mindestens ein walzenförmiges Element (14, 15) auf, das zum Eingreifen in den Faserstrom mit Zähnen (21, 22) versehen ist, zwischen denen Licht leitende Elemente (23, 24) angeordnet sind.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ERKENNEN UND AUSSCHLEUSEN VON FRE DMATERIAL IN EINEM FASERSTROM AUS VERDICHTETEN TEXTILEN FASERN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen und Ausschleusen von Fremdmaterial in einem Faserstrom aus verdichteten textilen Fasern.
Aus der DE 44 15 907 ist eine Maschine zum Erkennen von Fremdteilen in Faserströmen bekannt, bei der die Fasern in einem Schacht komprimiert und an einer Reihe von Farbsensoren vorbeigeführt werden. Um einerseits die Fremdteile durch ihre Farbe erkennen zu können, die von der Farbe der zu untersuchenden Fasern im aligemeinen abweicht, ist der Hintergrund in einer Farbe gehalten, die den zu untersuchenden Fasern ähnlich ist. Andererseits ist der Hintergrund durch eine Walze oder ein Transportband gebildet, dessen Oberfläche eine deutliche Strukturierung aufweist, die die Fortbewegung der Fasern begünstigt.
Ein Nachteil dieser Maschine ist darin zu sehen, dass die Oberfläche des Transportbandes oder der Walze, weiche eine Oberfläche aus Gummi aufweisen, sich mit der Zeit durch Einwirkung von Licht und Schmutz verfärbt und periodisch ausgewechselt werden muss. Dies auch deshalb, weil sich die Struktur der Oberfläche mit der Zeit verändert, insbesondere verschmutzt. Zudem ist diese Konstruktion mit dem bewegten Hintergrund aufwendig und führt dazu, dass die Fasern nur von einer Seite aus gesehen zu beobachten und zu messen sind. Zudem muss die Maschine in der Lage sein, drei Farbstufen auseinanderzuhalten, nämlich eine für den Hintergrund, eine für die Flocken aus guten Fasern und eine für Fremdmaterial, was hohe Anforderungen an die optischen Elemente stellt.
Aus der WO 95/16909 ist femer ein Gerät für die „on-line" Erfassung von Verunreinigungen in weisser Fasermasse bekannt, bei dem die Fasermasse zwischen zwei einander gegenüberliegenden Walzen hindurchgeführt wird, wobei die eine Walze aus durchsichtigem Material besteht. Hinter der Walze aus durchsichtigem Material ist eine Optik mit einem Detektor angeordnet, die Licht von der Fasermasse empfängt, das durch die durchsichtige Walze hindurchtritt. Die Fasermasse ist durch je zwei Streckwerkzylinder beidseits der Walze aus durchsichtigem Material angetrieben.
Ein Nachteil dieses Gerätes ist darin zu sehen, dass damit ein höchstens vier Millimeter breiter Streifen des vorgängig gewalzten Fasermaterials erfasst wird, um als Detektor eine Fotodiodenzeile einsetzen zu können. Dies bedeutet, dass dieses Gerät nur für sehr dünne Fasermassen und geringe Geschwindigkeiten geeignet ist. Es kann nicht beliebig vergrössert werden um dickere Fasermassen zu untersuchen, denn in diesem Falle würde die Kombination der durchsichtigen Walze und der neben der Walze angeordneten Auswerteeinheit keine befriedigende Arbeitsweise mehr ermöglichen. Dieses Gerät eignet sich somit nicht für den industriellen Einsatz für die Prüfung von Rohmaterialien für die Herstellung von Textilien.
Die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist, löst deshalb die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, das die genannten Nachteile vermeiden und es erlauben den Faserstrom im industriellen Einsatz auch mit hohen Geschwindigkeiten durchlaufend zu prüfen, wobei die Prüfbedingungen sich über längere Zeit nicht verändern.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Faserstrom in Abschnitten komprimiert, formschlüssig angetrieben, optisch erfasst und auf die Anwesenheit von Fremdmaterial untersucht wird. Der Faserstrom wird vorzugsweise über versetzte Abschnitte formschlüssig angetrieben wo auch die optische Erfassung erfolgt. Die optisch erfassten Abschnitte weisen eine begrenzte und einstellbare Dicke auf. Für die optische Erfassung wird das vom Faserstrom reflektierte Licht einer Lichtquelle in mehrere Farben zerlegt und aus jeder Farbe wird ein Signal gewonnen, das getrennt ausgewertet wird um Fremdmaterial zu erfassen, das auf eine Farbe besonders stark anspricht.
Die Vorrichtung weist mindestens ein walzenförmiges Element, das Elemente zum formschlüssigen Eingreifen in den Faserstrom und zum Antreiben des Faserstromes aufweist, zwischen denen Licht leitende Elemente angeordnet sind. Das walzenförmige Element kann aber auch als ganzes durchsichtig ausgebildet sein. Vorzugsweise sind zwei walzenförmige Elemente einander gegenüberliegend angeordnet, deren Elemente zum formschlüssigen Eingreifen als Zähne ausgebildet sind, berührungslos ineinandergreifen und einen durchgehenden Messkanal mit versetzten Abschnitten für den Faserstrom bilden. Auf dem walzenförmigen Element sind Licht leitende Elemente in Kolonnen und Reihen nebeneinander angeordnet. An mehreren optischen Auswertemodulen ist eine gemeinsame Auswerteeinheit angeschlossen, die in einer Stellung des walzenförmigen Elementes jeweils mit einem optischen Leiter in Verbindung steht. Das Auswertemodul weist Filter auf, um das reflektierte Licht in mehrere definierte Farben aufzuteilen. Die Auswerteeinheit mit den Auswertemodulen ist vorzugsweise in einem walzenförmigen Element angeordnet. Vorzugsweise wird der Faserstrom aus beiden Seiten optisch erfasst. Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass für die Erfassung des Fremdmaterials ein homogenisierter Abschnitt im Faserstrom gebildet wird, in dem nur Fasern und allfällig vorhandene Fremdstoffe erscheinen. Die Vorrichtung dient gleichzeitig zur formschlüssigen Förderung des Faserstromes im Messkanal. Es ist möglich, den Faserstrom aus zwei Seiten zu erfassen, was eine Erfassung des Fremdmaterials mit erhöhter Sicherheit erlaubt, ohne dass die Vorrichtung dazu sehr viel Platz beansprucht. Die genannte Sicherheit wird auch dadurch erhöht, dass der Faserstrom für die Messung nur eine geringe und einstellbare Dicke aufweist. Das Fasermaterial wird vor den Sensoren geführt und komprimiert, sodass es als Fläche erscheint, was den Faserstrom homogen erscheinen lässt, so die Bildung von Schatten verringert und den Kontrast zu abweichenden Farben vergrössert, da der Hintergrund vor dem erfasst wird, gar nicht erscheint. Der Einsatz von Photodioden für die Erfassung des Lichts steigert die Genauigkeit der Erfassung weiter. Die vorgeschlagene Lösung erlaubt es auch, lichtemittierende Dioden mit weissem Licht als Lichtquelle zu verwenden, was im Gegensatz zu halogenem Licht weniger Erhitzung und auch über längere Zeit gleichförmigeres Licht ergibt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels und mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 eine schematische Ansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung
Figuren 2, 3 und 6 je eine schematische Ansicht eines Teils der Vorrichtung gemäss Fig. 1 ,
Figuren 4 und 5 je eine weitere Ausführung der Vorrichtung,
Figur 7 ein Blockschema eines Teils der Vorrichtung und
Figuren 8 und 9 eine schematische Darstellung von Abläufen in der Vorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung, die aus den folgenden Verarbeitungsstufen besteht: Kondenser 1, Öffner 2, Staukanal 3, Fremdstofferkennungsvorrichtung 4, Fremdstoffausscheidungsvorrichtung 5 und Ausgangskanal 6 für gereinigtes Fasermaterial. Zudem erkennt man weitere Teile wie: Fremdstoffsammelbehälter 7, Ausscheidevorrichtung 8, Steuereinheit 9, Messverbindung 10, Steuerverbindung 11, Ein- und Ausgabeeinheit 12, sowie eine Pressluftleitung 13 für die Ausscheidevorrichtung 8. In Fig. 2 ist die Stufe für die Fremdstofferkennungsvorrichtung 4 genauer dargestellt. Darin erkennt man zwei walzenförmige Elemente 14 und 15, die getrennt aber synchron angetrieben sind und sich in Richtung von Pfeilen 16 und 17 bewegen. Die Elemente 14 und 15 begrenzen einen Messkanal 18, in den der Staukanal 3 mündet, wobei der Querschnitt des Messkanals 18 aber wesentlich geringer ist als jener des Staukanals 3. In den walzenförmigen Elementen 14 und 15 sind je eine optische Auswerteeinheit 19 und 20 zur Signalverarbeitung feststehend angeordnet.
Fig. 3 zeigt einen Teil der Fremdstofferkennungsvorrichtung 4 gemäss Fig. 2 wobei man wiederum den Messkanal 18, Teile der walzenförmigen Elemente 14 und 15 und die Auswerteeinheiten 19 und 20 zur Signalverarbeitung erkennt. Am Umfang der walzenförmigen Elemente 14 und 15 sind Zähne 21 und 22 angeordnet, die ineinandergreifen, ohne sich zu berühren, so dass immer ein Messkanal 18 zwischen den Zähnen 21 , 22 durchgehend offen bleibt. Zwischen, oder neben den Zähnen 21 , 22 sind auf den walzenförmigen Elementen durchsichtige Lichtleiter wie vorzugsweise Linsen 23, 24 angeordnet, die eine Licht leitende Verbindung zwischen dem Messkanal 18 und dem Inneren 25, 26 der walzenförmigen Elemente 14, 15 herstellen. Jede Auswerteeinheit 19, 20 zur Signalverarbeitung besteht aus mehreren optischen Auswertemodulen, die mit einer Linse oder einem Objektiv 27, mehreren Farbfiltern und Lichtleitern 28 sowie optischen Wandlern 29 zur Signalverarbeitung ausgerüstet sind.
Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung mit nur einem walzenförmigen Element 14, das vor einer Wand 30 angeordnet ist, so dass sich zwischen dem Element 14 und der Wand 30 ein Kanal 31 für den Faserstrom bildet.
Anstelle der Wand 30 kann auch eine einfache aber angetriebene Walze 32 vorgesehen sein, wie dies die Fig. 5 zeigt.
Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Teils der Struktur der walzenförmigen Elemente 14, 15 auf denen durchsichtige Lichtleiter 23, 24 in Reihen 33, 34 und Kolonnen 35, 36 angeordnet sind.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung der Auswerteeinheiten 19, 20 mit den Linsen oder Objektiven 27 und den Lichtleitern 28. Diese sind über Farbfilter 38 an Messelemente 37 für die Intensität des gefilterten Lichtes angeschlossen. Daran schliessen in Serie ein Strom- Spannungswandler 39, ein Verstärker 40 und ein A/D-Wandler 41 an. Dieser ist an ein Element 42 zur Linearisierung und Normierung angeschlossen. Dieses ist wiederum einerseits an eine Schaltung zur Auswertung der Lichtintensität 43 und andererseits direkt an einen Speicher 44 für die einzelnen gefilterten Farbwerte und die gesamte Farbintensität angeschlossen. Dieser Speicher 44 ist wiederum einerseits an eine Einheit 46 zur Festlegung von Nominalfarbwerten und an eine Verzögerungsschaltung 45 angeschlossen. An die Einheit 46 schliesst sich eine Einheit 47 zur Festlegung und Speicherung von Toleranzwerten an, die wieder an einen Vergleicher 48 angeschlossen ist. Der Vergleicher 48 ist ebenfalls mit der Verzögerungsschaltung 45 verbunden und bestimmt den Zustand eines Ausgangs 49. Ein Lichtleiter 28 ist auch mit einer Lichtquelle 50 verbunden. Ein Positionssensor 51 misst ständig die Lage der walzenförmigen Elemente 14, 15. Der Positionssensor 51 steuert über eine Leitung 52 den A/D-Wandler 41 und die Verzögerungsschaltung 45. Über einen Anschluss 53 kann die Festlegung der Nominalfarbwerte ausgelöst werden. Über einen Anschluss 54 werden Toleranzwerte festgelegt.
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung der Auswerteeinheiten 19, 20 in den beiden walzenförmigen Elementen 14, 15. Deshalb sind hier nebeneinander mehrere Linsen oder Objektive 27aτ - 27^ und 27a - 27n2 und mehrere Auswerteschaltungen 29aτ - 29nι und 29a2 - 29an angeordnet. Jeder Kolonne 35, 36 (Fig. 6) ist eine Linse oder ein Objektiv 27 mit einer Auswerteschaltung 29 zugeordnet. Die Auswerteschaltungen 29 können aber auch zu Gruppen zusammengefasst werden und je einen einzigen gemeinsamen Ausgang 55 bis
59 aufweisen.
Die Wirkungsweise der Erfindung ist dabei wie folgt:
Im Kondenser 1 trifft ein Faserstrom in Form von Flocken 60, die beispielsweise aus
Baumwollfasern bestehen und in einem Luftstrom 61 transportiert werden, ein. Die Flocken
60 enthalten möglicherweise nicht nur Baumwollfasern, sondern auch Fremdmaterialien wie z.B. Fasern anderer Art oder anderer Farbe, Fremdstoffe, Gewebe- oder Plastikteile usw. Der Kondenser 1 trennt die Flocken 60 vom Luftstrom 61 und leitet die Flocken dem Öffner 2 zu, der die Flocken mindestens dann teilt oder öffnet, wenn diese ein gewisses Mass überschreiten. Dann gelangen die Flocken 60 in den Staukanal 3, wo sie sich ansammeln und von unten in den Messkanal 18 eingezogen werden. Dies geschieht durch die walzenförmigen Elemente 14, 15, deren Zähne 21 , 22 das Fasermaterial erfassen, komprimieren und führen, so dass abgesetzte oder versetzte Abschnitte 62, 63 gebildet werden, wo die Fasermasse wie später beschrieben, optisch erfasst wird. Anschliessend wird der Faserstrom nach unten ausgestossen und durch einen weiteren Luftstrom abgesaugt, wobei er die Ausscheidevorrichtung 8 passiert. Diese arbeitet in an sich bekannter Weise indem sie die durch die Fremdstofferkennungsvorrichtung 4 erfassten Fremdteile des Faserstromes mit einem Druckluftimpuls in eine andere Richtung wegschiesst, so dass diese Teile in den Fremdstoffsammelbehälter 7 gelangen. Der verbleibende Teil des Faserstromes verlässt die Vorrichtung gereinigt über den Ausgangskanal 6 und kann einer weiteren Verarbeitung zugeführt werden.
Die im Abschnitt 62, der gerade vor dem Lichtleiter 24 liegt, gefangenen Fasern, die den Hintergrund vollständig abdecken, werden über den Lichtleiter 24 von der Lichtquelle 50 beleuchtet. Das von den Fasern reflektierte Licht gelangt über das Objektiv 27 (Fig. 3) und die Lichtleiter 28 in die Farbfilter 38 (Fig. 7), wo aus dem reflektierten Licht Anteile des roten (R), des grünen (G) und des blauen (B) Lichtes ausgefiltert und getrennt an die Messelemente 37 abgegeben werden. Im Strom-Spannungswandler 39 werden diese Anteile zu Spannungswerten gewandelt. Die so erzeugten Spannungen für jede Farbe werden über den Verstärker 40 an den Analog/Digital-Wandler 41 übermittelt, der über ein Signal vom Positionssensor 51 aus der Leitung 52 und damit durch die Position der Lichtleiter 24 auf den walzenförmigen Elementen 14, 15 getaktet wird. Die für jede Farbe getrennt erreichten Spannungen werden entsprechend der jeweiligen Farbe (Rot, Grün, Blau) dem Element 42 zur Linearisierung und Normierung zugeführt und dann an den Speicher 44 und, zu einer Gesamtintensität summiert, an den Intensitätsmesser 43 abgegeben. Die normierten Werte der Spannungen für die einzelnen Farben werden der Schaltung zur Auswertung der Lichtintensität 43 für die Bestimmung der Farbintensität zugeführt. In der Einheit 46 werden Nominalwerte für jede Farbe und jede Intensität festgelegt, wozu eine Eingabe zur Kalibrierung über den Anschluss 53 dient. Jedem Nominalwert werden in der Einheit 47 auch Toleranzwerte zugeordnet, welche über den Anschluss 54 bestimmt werden. Gleichzeitig werden die Signale aus dem Speicher 44 der Verzögerungsschaltung 45 zugeführt, die sie solange verzögert, wie eine Flocke braucht, um vom Abschnitt 63 im Messkanal 18 wo sie erfasst wird, bis vor die Ausscheidevorrichtung 8 zu gelangen. Zu diesem Zeitpunkt wird im Vergleicher 48 entschieden, ob ein Signal zur Ausscheidung über den Ausgang 49 ausgegeben wird. Dies geschieht dann, wenn die verzögerten Werte für die Intensitäten der einzelnen Farben aus der Verzögerungsschaltung 45 ausserhalb der Toleranzwerte liegen, die durch die Einheit 47 vorgegeben sind. Dies geschieht eben durch einen Vergleich im Vergleicher 48. Die in Fig. 7 dargestellte Vorrichtung ist Teil der Steuereinheit 9 (Fig. 1) was bedeutet, dass das Signal zur Ausscheidung über die Steuerieitung 11 an die Ausscheidevorrichtung 8 abgegeben wird, welche den gerade in ihrem Wirkungsbereiche liegenden Teil des Faserstromes mit einem Druckluftimpuls ausschleust. Sobald der Abschnitt 63 (Fig. 3) mit dem Lichtleiter 23 vor dem Objektiv 27' der Auswerteeinheit 19 liegt, laufen die genau gleichen Vorgänge wieder ab. So kommt einmal die Auswerteeinheit 19, dann wieder die Auswerteeinheit 20 abwechslungsweise zum Einsatz. Die oben beschriebenen und in den Auswerteeinheiten 19, 20 ablaufenden Vorgänge können sinngemäss auch auf eine zweite Art beschrieben werden, nämlich wie folgt und mit Hilfe der Fig. 9. Die am Ausgang 49 anfallenden Signale, die zeitlich getaktet für jede Farbe (R = rot, G = grün, B = blau) einzeln ausgegeben werden, können in einer dreidimensionalen Darstellung in einem Raum 64 veranschaulicht werden. In diesem Raum 64 kann jede Farbe als Vektor R, G, B aufgefasst werden, wobei die Vektoren R, G, B zu einem resultierenden Vektor H zusammengefasst werden können, wenn die Vektoren R, G und B eine gleiche Einheitsgrösse darstellen. In der Praxis tun sie das nicht und es resultiert aus den gemessenen Intensitätswerten für jede Farbe ein entsprechend dimensionierter Vektor (R, G und B), die zusammengefasst einen Vektor RGBH ergeben. Für diesen ist durch die gesetzten Toleranzen in der Einheit 47 ein Toleranzbereich definiert, der hier durch den Würfel 65 dargestellt ist. Liegt der Endpunkt des Vektors RGBH in diesem Toleranzbereich 65, so besteht keine Veranlassung Flocken auszuscheiden. Liegt aber der Vektor beispielsweise in einem Bereiche 66 neben dem Toleranzbereich, so besteht eine Veranlassung dazu.
Es können auch Algorithmen vorgegeben werden, die beispielsweise veranlassen, dass mehrere nebeneinanderliegende Ausscheidevorrichtungen 8 zusammen aktiviert werden, Dann sind mehrere Auswerteschaltungen 29 wie in der Fig. 8 gezeigt zu Gruppen mit jeweils gemeinsamen Ausgängen zusammengefasst. So werden Signale zur Ausscheidung von Fremdstoffen über die Ausgänge 55, 56, 57, 58, und/oder 59 ausgegeben. Dazu könnten beispielsweise weitere Toleranzen vorgegeben werden, die, wenn sie überschritten werden, solche gemeinsame Ausscheidungen auslösen, obwohl die Toleranzen für einen einzigen Ausgang noch nicht überschritten sind.
Es bleibt hier nachzutragen, dass alle Eingaben, insbesondere solche für die auch die Anschlüsse 53 und 54 vorgesehen sind, über die Ein- und Ausgabeeinheit 12 erfolgen sollen, die diese an die Steuereinheit 9 übermittelt.
Wird eine Vorrichtung verwendet, wie sie in den Figuren 4 oder 5 dargestellt ist, so ist es vorteilhaft, die Wand 30 oder die Walze 32 in einer Farbe zu halten, die dem reinen Fasermaterial ähnlich ist. Dies gilt auch für die Zähne 21 , 22. Es ist ebenfalls denkbar statt optischer Elemente, die eine runde Form aufweisen, solche die langgestreckt sind zu verwenden, was die Zahl der Kolonnen 34, 35 bis auf eine reduzieren könnte.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Erkennen und Ausschleusen von Fremdmaterial in einem Faserstrom aus verdichteten textilen Fasern, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserstrom in Abschnitten (62) komprimiert, über die Abschnitte formschlüssig angetrieben, optisch erfasst und auf die Anwesenheit von Fremdmaterial untersucht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte eine einstellbare Dicke aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für die optische Erfassung vom Faserstrom reflektiertes Licht in mehrere Farben (R, G, B) zerlegt wird, und dass aus jeder Farbe ein Signal gewonnen wird, das getrennt ausgewertet wird um Fremdmaterial zu erfassen, das auf eine Farbe besonders stark anspricht.
4. Vorrichtung zum Erkennen und Ausschleusen von Fremdmaterial in einem Faserstrom aus verdichteten textilen Fasern, gekennzeichnet durch mindestens ein walzenförmiges Element (14, 15), das Elemente (21 , 22) zum formschlüssigen Eingreifen in den Faserstrom und zum Antreiben des Faserstromes aufweist, zwischen denen Licht leitende Elemente (23, 24) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei walzenförmige Elemente einander gegenüberliegend angeordnet sind, die als Elemente zum formschlüssigen Eingreifen Zähne (21 , 22) aufweisen, die berührungslos ineinander eingreifend angeordnet sind und einen Messkanal (18) mit versetzten Abschnitten (62, 63) für den Faserstrom bilden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem walzenförmigen Element Licht leitende Elemente in Kolonnen (35, 36) und Reihen (33, 34) nebeneinander angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit (19, 20) für die Auswertung der Signale aus dem Faserstrom ausgebildet und im walzenförmigen Element (14, 15) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit Filter (38) aufweist, um das empfangene Licht in mehrere Farben aufzuteilen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehreren optischen Elementen eine gemeinsame Auswerteeinheit zugeordnet ist, die in einer Stellung des walzenförmigen Elementes jeweils mit einem Licht leitenden Element in Verbindung steht.
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