DE2512620A1

DE2512620A1 - Verfahren und vorrichtung zum ueberwachen eines fadens

Info

Publication number: DE2512620A1
Application number: DE19752512620
Authority: DE
Inventors: Bernard Isoard
Original assignee: Rhone Poulenc Textile SA
Current assignee: Rhone Poulenc Textile SA
Priority date: 1974-03-22
Filing date: 1975-03-21
Publication date: 1976-02-12
Also published as: FR2264752A1; US4023399A; JPS50157635A; GB1489790A; IT1034560B; CH588998A5; FR2264752B1

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann

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Patentanwälte .
8 München 2, BräuhausstraOe 4

DT 3858

RHONE-POULENC-TEXTILE, Paris, Frankreich Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines Fadens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen eines Fadens.

Eine solche Vorrichtung dient dazu, die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Fadens auf einer Bahn festzustellen, welcher dieser Faden normalerweise folgen soll. Es gibt verschiedene Typen solcher Fadenüberwachungsvorrichtungen oder Detektoren.

Es sind Detektoren bekannt, die auf dem mechanischen Prinzip der Anzeige durch Kontakt mit Hilfe eines Fühlers basieren. Detektoren dieser Art sind jedoch wegen ihrer Trägheit nachteilig. Außerdem sind sie dann nicht anwendbar, wenn der Faden eine geringe Spannung aufweist, da das Gewicht des Fühlers diese Spannung beeinträchtigen kann. Es gibt auch berührungsfrei arbeitende Fadenüberwachungsvorrichtungen. Es sind z.B. Detektoren bekannt, die auf dem optischen Prinzip der Anzeige durch eine photoelektrische Zelle und dem kapazitiven Prinzip basieren. Der

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Platzbedarf solcher Detektoren ist jedoch im allgemeinen sehr groß.

Ferner sind Detektoren bekannt, welche auf dem pneumatischen Prinzip beruhen. So betrifft die DT-OS 2 108 108 eine Überwachungsvorrichtung, welche auf dem Auger-Effekt basiert. Diese Vorrichtung weist zwei parallele Wände auf, zwischen denen man ein gasförmiges Fluid strömen läßt und den Faden praktisch ohne Reibung hindurchleitet. Die Strömung erfolgt in einer Form, welche die Anwendung des Auger- Effektes ermöglicht. Die beiden parallelen Wände werden auf einer Seite durch eine Grundplatte abgeschlossen, aus der zwei Fluidstrahlen austreten. Diese beiden Strahlen verlaufen zunächst divergierend, nähern sich dann einander und vereinigen sich zu einem einzigen Strahl, der auf eine Prallwand auftrifft. Durch die Mitnahme des umgebenden Fluids bildet sich zwischen den beiden Strahlen eine Unterdruckzone. Ein in die Strömung geratender Faden stört die Strahlen, indem er eine be- ■ ständige Abweichung hervorruft, deren Folge eine Änderung des Unterdruckes in der zwischen den Strahlen liegenden Zone ist. Diese Änderung kann leicht erfaßt und in ein Leistungssignal umgewandelt werden. Eine solche Vorrichtung weist nicht die Nachteile der oben genannten Vorrichtungen auf. In bautechnischer Hinsicht sind jedoch strenge Anforderungen zu erfüllen, besonders in Bezug auf den Winkel und die Form der Strahlen, die Lage der Druckaufnahmestelle und der Prallwand, sowie die Bahn des Fadens. Aufgrund dieser durch die Anwendung des Auger-Effektes bedingten Anforderungen ist die Herstellung der Vorrichtung schwierig und kostspielig. Da andererseits der Empfindlichkeitsbereich, in dem der Faden liegen soll, reduziert ist, kann die Vorrichtung dann nicht verwendet werden, wenn die Fadenbahn erhebliche seitliche Abweichungen, z.B. aufgrund von Spannungsänderungen, erfährt.

Die Erfindung soll die Nachteile der obigen Vorrichtungen beseitigen.

Sie betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Fadens auf der

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Bahn, welcher er normalerweise folgen soll, wobei der Faden praktisch ohne Reibung zwischen zwei glatten, parallelen und einander gegenüberliegenden Wänden hindurch geführt wird, deren Abstand voneinander mindestens gleich dem Durchmesser des Fadens ist und zwischen denen man eine'Gasströmung in einer zu den Wänden parallelen Richtung hervorruft, wobei der Faden sich auf einer zur Strömung nicht parallelen Bahn bewegt und eine Änderung der Strömungsbedingungen hervorruft, die durch eine Änderung des in der Strömung stromaufwärts vom Faden auftretenden Druckes zum Ausdruck kommt. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die Druckermittlung in einem Bereich erfolgt, in dem die Strömung aus einem einzigen Fluidstrom besteht, der durch den ein Hindernis bildenden Faden teilweise blockiert wird. Die Druckermittlung wird vorzugsweise an einer dem Faden so nahe •wie möglich kommenden Stelle vorgenommen. Bei Abwesenheit des Fadens ist der ermittelte, relative Druck gleich Null oder negativ. Da der Faden für die Strömung des Fluids ein Hindernis darstellt, stellt man bei Anwesenheit des Fadens einen positiven Druck fest. Die Druckanzeige ist daher ein sicheres Zeichen für die Anwesenheit oder die Abwesenheit des Fadens. Durch ein einfaches Relais kann die Druckanzeige anschließend vorteilhafterweise in ein elektrisches oder pneumatisches Leistungssignal umgewandelt werden. Die Bahn des Fadens verläuft vorzugsweise praktisch senkrecht zur Strömung.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es handelt sich um eine Fadenüberwachungsvorrichtung mit zwei glatten, im wesentlichen parallelen und einander gegenüberliegenden Wänden, welche in der Weise voneinander getrennt sind, daß zwischen ihnen ein schmaler, schlitzförmiger Raum für den Durchlauf des Fadens auf einer bestimmten Bahn entsteht, wobei die Breite dieses Raumes mindestens gleich dem Durchmesser des Fadens ist. Die Vorrichtung umfaßt ferner Einrichtungen für die Zuführung und Verteilung eines gasförmigen Fluids zwischen den Wänden, sowie mindestens eine Druckaufnahmestelle, welche

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in dem schlitzförmigen Raum an einer Stelle mündet, die zwischen der Fluidzuführung und der Fadenbahn liegt. Diese Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Einrichtungen für die Zuführung und Verteilung des Fluids eine Verteilereinrichtung aufweisen, aus der das Fluid in Form eines einzigen, parallel zu den Wänden und nicht parallel zur Fadenbahn verlaufenden Stromes austritt, wobei die Druckaufnahmesteile zwischen dem Faden und dieser Verteilereinrichtung liegt.

Die Fadenüberwachungsvorrichtung kann gegebenenfalls Einrichtungen zur Führung des Fadens aufweisen, die entweder in dem Raum zwischen den Wänden oder außerhalb dieses Raumes liegen können. Diese Führungen haben die Aufgabe, die Bahn des Fadens im Innern des Detektors gegenüber der Druckaufnahmesteile festzulegen. Der Abstand zwischen dem Faden und der Druckaufnahmesteile beträgt vorzugsweise 0-10 mm. Die Fadenführungseinrichtungen sind dann zweckmäßig, wenn der Verlauf des Fadens durch die normalerweise auf seiner Bahn vor und hinter dem Detektor angebrachten Fadenführer nicht genügend festgelegt ist.

Der Detektor wird durch ein Relais bekannter Art ergänzt, mit dessen Hilfe die Druckanzeige in ein elektrisches oder pneumatisches Leistungssignal verwandelt werden kann.

Der Raum zwischen den Wänden ermöglicht den Durchlauf des Fadens praktisch ohne Reibung. Seine Breite ist mindestens gleich dem Durchmesser des Fadens. Bei der Bestimmung dieser Breite soll man jedoch auch eventuelle, seitliche Vibrationen des Fadens berücksichtigen, sowie in einigen Fällen gewisse Ablagerungen auf dem Faden, wie z.B. Behandlungsmittel, die sich auf den Wänden absetzen und eine Verschmutzung hervorrufen können. Die maximale Breite wird unter Berücksichtigung der Tatsache bestimmt, daß der Faden ein Hindernis darstellen soll, welches die Strömung merklich stört. In der Praxis ist der Abstand zwischen den Wänden 2 bis 50mal so groß wie der Durchmesser des Fadens, vorzugsweise jedoch 2 bis 20mal.

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Die Einrichtung zur Einführung des gasförmigen Fluids, welches vorteilhafterweise Druckluft ist, besteht aus mindestens einer Zuführungsleitung, deren Achse parallel zu den Wänden verläuft und die in den Raum zwischen den Wänden mündet. Es können mehrere, praktisch parallele Zuführungsleitungen angebracht werden. Man hat jedoch festgestellt, daß eine einzige Leitung zu besseren Ergebnissen führt. An der Mündung der Leitung in den Raum zwischen den Wänden ist eine Aussparung geeigneter Form vorgesehen, welche für den aus der Leitung tretenden Fluidstrahl als Verteiler dient. Das Fluid bildet beim Austritt aus dem Verteiler einen einzigen Strom. Vorzugsweise verläuft die Fluidzuführungsleitung praktisch senkrecht zur Fadenbahn im Detektor.

Der Speisedruck des gasförmigen Fluids kann gering sein. Er sollte möglichst zwischen 1,1 und 1,5 bar in absolutem Wert, ungeachtet des Fadentiters, liegen. Bei Fäden groben Titers (über 500 dtex) können höhere Drücke z.B. bis zu 3 oder 4 bar angewandt werden. Solche verhältnismäßig hohen Drücke führen jedoch zu einem größeren Fluidverbrauch und sie sind nicht notwendig. Der über die Druckaufnahmestelle festgestellte und durch die Anwesenheit des Fadens im Detektor hervorgerufene Druck kann in verhältnismäßig breiten Grenzen schwanken. Er hängt von dem Speisedruck des Fluids zwischen den Wänden, vom Titer des Fadens und von der Breite des Raumes zwischen den Wänden ab. Ein relativer Druck von 3 Millibar reicht für die Steuerung eines pneumatischen Relais und anschließend eines Leistungsorganes aus. Bei Fäden geläufigen Titers (50 - 300 dtex) und einem relativen Speisedruck des gasförmigen Fluids von 0,1 - 0,5 bar kann an der Druckaufnahmestelle ein relativer Druck von 50 - 100 Millibar gemessen werden. Die Steuerung des pneumatischen Relais wirft daher keine Probleme auf. Die Druckaufnahmesteile soll möglichst in Höhe der Achse der Zuführungsleitung für das gasförmige Fluid liegen.

Obwohl die Bahn des Fadens genau bestimmt ist, kann sie doch

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im Innern des Detektors Änderungen unterliegen. Der Faden kann sich z.B. seitlich verlagern, womit sich seine Stellung zur Druckaufnahmestellung verändert.

Man hat festgestellt, daß nichts Besonderes verzeichnet werden kann, wenn sich der Faden zwischen dem Fluideinlaß und der Druckaufnahmestelle befindet, außer einem geringen, praktisch vernachlässigbaren Unterdruck.

Andererseits wurde festgestellt, daß die Empfindlichkeit der Vorrichtung vom Abstand des Fadens von der Druckaufnahmestelle abhängt. Die Empfindlichkeit läßt in dem Maße nach, wie dieser Abstand zunimmt. Die DruckSchwankungen je nach der Anwesenheit oder Abwesenheit des Fadens sind umso deutlicher, je näher die Druckaufnahmestelle am Faden liegt. Wenn die Möglichkeit besteht, daß die Fadenbahn im Innern des zwischen den Wänden liegenden Raumes sich ändert, werden mehrere Druckaufnahmesteilen vorgesehen, die an einen gemeinsamen Kanal angeschlossen sind, von dem aus die Druckablesung vorgenommen wird. Man ermittelt auf diese Weise einen mittleren Druck. Vorzugsweise sind die Druckaufnahmestellen in einem in der Nähe der Achse der Fluidzuführungsleitung gelegenen Bereich angebracht und ausgerichtet. Die größte Wirksamkeit wird erreicht, wenn die Druckaufnahmestellen auf der Höhe der Achse der Zuführungsleitung liegen.

Die Wände werden in einfacher Weise durch die Innenseiten von zwei parallelen Platten gebildet.

Beispielsweise Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

- Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Gesamtansicht einer

Fadenüberwachungsvorrichtung;

- Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie a - a in Fig. 3;

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- Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1 und

- Fig. 4 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Vorrichtung.

Der in den Fig. 1-3 dargestellte Detektor weist zwei ebene Platten 1 und 2 auf, welche parallel zueinander sind und so einander gegenüberliegen, daß zwischen den Platten ein Raum 4 geringer Breite bleibt. Wie oben bereits angegeben, hängt die Breite dieses Raumes 4 vom Durchmesser des Fadens ab. Das Fluid (Druckluft) wird durch eine Leitung 3 zugeführt, deren Achse parallel zu den Innenseiten der Platten 1 und 2 liegt. An der Mündung der Leitung 3 in dem zwischen den Platten liegenden Raum ist eine Aussparung 5 in Schwalbenschwanzform ausgebildet, welche die Verteilung der Luft im Raum zwischen den Platten begünstigt. Eine Druckaufnahmebohrung 6 mündet in den zwischen den Platten liegenden Raum 4. Sie liegt auf der Höhe der Achse der Leitung 3. An der für die Einführung des Fadens vorgesehenen Seite sind die Platten 1 und 2 abgeschrägt, um eine Verbreiterung zu schaffen, welche die Einführung des Fadens in die Vorrichtung erleichtert.

Der Detektor wird in der Bahn des Fadens angeordnet, welcher die Vorrichtung in diesem Falle ohne besondere Führung durchläuft, da der Fadenverlauf an der Stelle des Detektors schon ausreichend genau geführt ist. Man kann jedoch, wenn dies notwendig erscheint, in dem Detektor Führungseinrichtungen vorsehen, wie die in Fig. 2 gestrichelt gezeichneten, stromaufwärts und stromabwärts von der Vorrichtung angeordneten Fadenführer 11 und 12. Die Vorrichtung wird in der Weise angeordnet, daß die Druckaufnahmebohrung 6 zwischen dem Faden und der Luftzufuhr liegt. Bei Fäden mittleren Titers, z.B. von 50 - 300 dtex, kann diese Vorrichtung mit folgenden Parametern einwandfrei arbeiten:

- Höhe der Platten h = 20 mm

- Abstand d zwischen der Druckaufnahmestelle 6

und dem Faden- Y d = 0 - 10 mm

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- Breite des zwischen den Platten liegenden

Raumes 4 ..-.-.· = 0,2 - 1 mm

- Absoluter Speisedruck durch die Leitung 3 ^ 1»1 bar

- Laufgeschwindigkeit des Fadens bis zu 6.000 -

7.000 m/min, und darüber

In Fig. 4 ist eine Vorrichtung dargestellt, die der nach den Fig. 1 bis 3 entspricht, jedoch vier Druckaufnahmebohrungen 6, 7, 8 und 9 aufweist, die an eine gemeinsame Leitung 10 angeschlossen sind, an welcher der mittlere Druck in den Bohrungen 6 bis 9 festgestellt wird. Eine solche Anordnung ermöglicht eine zuverlässige Druckanzeige, selbst wenn sich der Faden in dem Raum 4 in Richtung der Pfeile verschieben sollte.

Bei beiden Ausführungsformen kann die Druckanzeige durch ein einfaches, im Handel erhältliches Relais, z.B. einen pneumatischen Mehrstufenverstärker zur Steuerung eines Leistungsorgans, in ein elektrisches oder pneumatisches Leistungssignal umgewandelt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach und platzsparend. Sie ist ein sicheres und auch wirtschaftliches Mittel zur Fadenüberwachung, denn der Druck und die Menge des Fluids können gering sein. Da die Überwachung ohne Berührung des Fadens erfolgt, kann die Vorrichtung für Fäden mit geringer Spannung verwendet werden, ohne daß diese gestört oder beeinträchtigt wird.

Im Vergleich mit den bekannten Vorrichtungen mit pneumatischer Überwachung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung einfacher und robuster. Wegen der mehrfachen Druckaufnahmestellen arbeitet sie im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen auch dann einwandfrei, wenn die Fadenbahn starke, seitliche Abweichungen aufweist.

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Die Erfindung ist nicht nur auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann noch andere Ausführungsvarianten umfassen.

Der Detektor kann allein oder in Verbindung mit einer anderen Vorrichtung verwendet werden, z.B. mit einer Antriebsdüse wie
die in der französischen Patentanmeldung Nr. 73/44 960 der Anmelderin vom 13· Dezember 1973 beschriebene.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann z.B. bei Arbeitsgängen
wie beim Aufspulen, beim Verstrecken von Endlosgarnen oder
beim Verspinnen nach den verschiedenen Arten und im allgemeinen in allen jenen Fällen verwendet werden, wo man die Anwesenheit eines Fadens auf einer Bahn, der er normalerweise folgen soll, feststellen will.

Die Erfindung ist bei Fäden Jeden Typs (z.B. Endlos- oder Spinnfasergarn), jeden Titers und jeden Ursprungs (Natur- oder
Chemiefaser) anwendbar.

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Claims

Patentansprüche

γ 1.) Verfahren zur Überwachung eines Fadens auf einer Bahn, wobei der Faden im wesentlichen ohne Reibung zwischen zwei ebenen, parallelen und einander gegenüberliegenden Wänden hindurchgeführt wird, deren Abstand voneinander mindestens gleich dem Durchmesser des Fadens ist und zwischen denen ein gasförmiges Fluid in einer zu den Wänden parallelen Richtung eingeleitet wird, wobei der Faden auf einer zur Strömung nicht parallelen Bahn bewegt wird und eine Änderung der Strömungsbedingungen des Fluids hervorruft, welche durch eine Änderung des in der Strömung stromaufwärts vom Faden auftretenden Druckes zum Ausdruck kommt, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckaufnahme in einem Bereich vorgenommen wird, in dem die Fluidströmung aus einem einzigen Strom besteht, welcher durch den · ein Hindernis bildenden Faden teilweise blockiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Strömungsrichtung des Fluids im wesentlichen senkrecht zur Fadenbahn verläuft.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2,mit zwei ebenen_#im wesentlichen parallelen und einander gegenüberliegenden Wänden, die zwischen sich einen schmalen, schlitzförmigen Raum bilden, dessen Breite mindestens gleich dem Durchmesser des Fadens ist und der vom Faden auf einer bestimmten Bahn durchlaufen wird, und mit einer Einrichtung für die Zuführung und Verteilung eines gasförmigen Fluids zwischen den Wänden sowie mindestens einer Druckaufnahmestelle, welche in den schlitzförmigen Raum an einer zwischen der Fluidzuführung und der Fadenbahn liegenden Stelle mündet, d adurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsund Verteilungseinrichtungen (3» 5) für das Fluid eine Verteilungseinrichtung aufweist, aus der das Fluid in Form eines einzigen, parallel zu den Wänden und nicht parallel zum Faden (Y)

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verlaufenden Stromes austritt, wobei die Druckaufnahmestelle (6) zwischen dem Faden (Y) und der Verteilungseinrichtung (5) liegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Verteilungseinrichtung durch eine Aussparung (5) in Schwalbenschwanzform ausgebildet ist, welche in Strömungsrichtung schmäler wird und in welche die Zuführungseinrichtung (3) für das Fluid mündet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet , daß die Zuführungseinrichtung für das Fluid aus einer einzigen Leitung (3) besteht, deren Achse parallel zu den Wänden verläuft.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Wänden 2 bis 50mal so groß wie der Durchmesser des Fadens ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Führungseinrichtungen (11, 12) für den Faden (Y) vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Druckaufnahmestelle (6) und dem Faden (Y) O bis 10 mm beträgt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitung (3) für das Fluid im wesentlichen senkrecht zur Fadenbahn verläuft.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Druck-

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auf nähmestellen ( 6 "bis 9) vorgesehen sind, welche in den schlitzförmigen Raum (4) münden und an eine gemeinsame Leitung (10) angeschlossen sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckaufnahmestellen (6 bis 9) auf der Höhe der Achse der Zuführungsleitung (3) für das Fluid angebracht und ausgerichtet sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände durch die Innenseiten von zwei parallelen, einander gegenüberliegenden Platten (1, 2) gebildet sind.

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