DE2649779B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Feststellen periodischer Unregelmäßigkeiten eines Garns, insbesondere an einer Offenendspinnmaschine - Google Patents

Description

Beim Offenend-Spinnverfahren werden Garnunregelmäßigkeiten u. a. dadurch hervorgerufen, daß sich der Einspinnwiderstand der losen Fasern ändern kann. Solche Änderungen können durch die Anwesenheit eines Fremdkörpers, wie z. B. einer Baumwollschale oder einer Nisse, in der Fasersammeirille eines Spinnrotors entstehen. Diese Garnunregelmäßigkeiten zeigen eine ausgeprägte Periodizität, d. h. sie wiederholen sich in regelmäßigen Abständen längs des Garnkörpers. Die Länge der Periodizität kann dem Umfang der Rille des Spinnrotors entsprechen, welcher je nach Durchmesser des Spinnrotors im Bereich zwischen ca. 10 cm und 50 cm liegen kann. Solche periodischen Garnunregelmäßigkeiten treten aber auch bei anderen bekannten Spinnverfahren, wie beim Ringspinnen oder bei den sogenannten Klebeverfahren, auf. Sie sind für die Qualitätsbeurteilung in der Weiterverarbeitung des Garnes von primärer Bedeutung, da sie für die Entstehung sogenannter Bilder oder »Moire-Effekt« in den Geweben, Gewirken, usw. verantwortlich sind.

Es ist in der Praxis eine Reihe von Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um das Entstehen von Garnunregelmäßigkeiten, -ob diese nun einen periodischen Charakter aufweisen oder nicht, zwischen der Garnbildungs- und der Garnaufwindestufe einer GarnerzeugungsRiaschine zu verhindern. So ist z.B. eine Spinnvorrichtung zum Spinnen von Fäden nach dem Offenend-Verfahren bekannt (DEOS 19 33 930), bei welcher unter anderem ein auf Garnunregelmäßigkeiten ansprechender Fadenprüfknopf vorgesehen ist,

welcher als Auslösemittel zum öffnen des Spinnrotors bei verminderter Fadenqualität bzw. bei Anwesenheit von Garnunregelmäßigkeiten wirkt und somit die weitere Herstellung von schlechtem Garn unterbricht.

Bei einer weiteren bekannten Meßvorrichtung zum Erfassen von Unregelmäßigkeiten im fortlaufenden fadenförmigen Material (DE-AS 15 35 079) werden Fadenfehler sowohl nach Dicke als auch nach Länge bewertet, und es wird ein Ausgangssignal erzeugt, welches νυη diesen beiden Garnkenngrößen abhängig ist. Hierzu enthält die bekannte Meßvorrichtung einen Dickenmeßzweig und einen Zeitmeßzweig. Die zwei den beiden verschiedenen Garnkenngrößen entsprechenden gemessenen Werte werden dann miteinander multiplikativ verknüpft, um einen zum Volumen des durchlaufenden Garnes proportionalen Fehlerwert zu erhalten.

Der Nachteil dieser bekannten Verfahren und Vorrichtungen besteht darin, daß zwar die unkontrollierte Herstellung von Unregelmäßigkeiten aufweisenden Garnen vermieden werden kann, jedoch nicht zwischen den relativ harmlosen unperiodischen und den viel gefährlicheren, in der Garnmasse möglicherweise weniger abweichenden, dafür periodisch vorkommenden Garnunregelmäßigkeiten unterschieden werden

■to kann. Somit gelingt es trotz des beträchtlichen Aufwandes nicht, das Auftreten des Moire-Effektes wirksam zu bekämpfen.

Weiter ist eine Anzeige- und Registriereinrichtung für den Garndurchmesser bekannt (US-PS 26 41 960), mit welcher es möglich ist, die Schwankungen im Garndurchmesser zu messen, registrieren und analysieren und dadurch den periodischen Charakter der Durchmesserschwankungen zu entdecken. Diese Vorrichtung ist in der Lage, den periodischen Charakter der Garndurchmesserschwankungen durch frequenzmäßige Filterung des Meßsignals mit ganz bestimmten, vorwählbaren Frequenzen zu erkennen. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß Filter mit sehr stellen Flanken verwendet werden müssen, deren Mittenfrequenz exakt einem der Garngeschwindigkeit proportionalen Wert entsprechen muß, um genügend Abstand vom Rauschsignal zu erhalten.

Ebenfalls bekannt ist ein OE-Spinnverfahren (DE-OS 24 09 882), bei welchem zwischen dem Auslauf des Garnes am Rotor und der Kreuzspule der Garnquerschnitt gemessen und in ein elektrisches Signal umgeformt wird, welches auf Besonderheiten untersucht wird, die sich im Signal aus periodischen, abnormal großen Dickenschwankungen ergeben. Ein Diskriminator spricht beim Auftreten der Besonderheiten an, die sich im Signal aus den genannten Störungen ergeben. Auch dieses Verfahren läßt die eine gleiche Größenordnung wie die normale Periodizität aufweisenden

periodischen Garnunregelmäßigkeiten unberücksichtigt, da der verwendete Diskriminator sie nicht von den normalen Garnunregelmäßigkeiten unterscheiden kann. Somit ist auch hier eine vollständige Eliminierung der Moire-Gefahr unmöglich.

Es sind auch Vorrichtungen bekannt, welche die Anwesenheit von eine bestimmte Periodizitätslänge aufweisenden, eine minimale Größe übersteigenden Schwankungen des Garndurchmessers feststellen können. Sie arbeiten nach einem sehr einfachen Prinzip, welches darin besteht, daß die während einer bestimmten Zeit durchlaufenden Dickstellen gezählt werden. Wenn diese Anzahl gleich der in der Prüfzeit geprüften Garnlänge geteilt durch die eingestellte vermutliche Periodizitätslänge ist, dann wird der Beweis der Anwesenheit einer Periodizität als erbracht betrachtet, was jedoch tatsächlich nicht zutrifft Diese bekannten Vorrichtungen benötigen, ebenso wie die oben erwähnten, die Anwesenheit eindeutig vom »Rauschen« des Garnes unterscheidbarer Garnunregelmäß'-gkeiten.

Ferner sind die Meß- und Auswerteapparaturen bekannt, welche es gestatten, einen Garnkörper in allen seinen geometrischen bzw. gcrvimetrischen Eigenschaften zu prüfen und zu analysieren. Dank der Tatsache, daß das als Funktion z. B. der Garnmasse gewonnene elektrische Signal einer Frequenzanalyse unterzogen wird, gelingt es, auch die Anwesenheit von solchen periodischen Garnfehlern nachzuweisen, welche eine unbekannte Periodizitätslänge aufweisen, die sie zu bestimmen vermögen, und welche auch durch die eine gleiche Größenordnung wie die normalen Garnunregelmäßigkeiten aufweisenden periodischen Garnfehier hervorgerufen werden. Solche an und für sich ideale, bekannte Prüfgeräte benötigen jedoch, da sie mit einer vollständigen Frequenzanalyse des Meßsignals arbeiten, eine komplizierte und teure Elektronik, weshalb sie sich nur als Prüfgeräte für Laborzwecke, aber nicht für die kontinuierliche Überwachung der Arbeitsweise z. B. aller Garnstelleii einer modernen vielköpfigen Spinnmaschine eignen.

Die Aufgabe der in den Ansprüchen 1 u. 2 angegebenen Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der im Oberbegriff der Ansprüche 1 u. 2 genannten Gattung zu schaffen, mit denen auf einfache und gleichwohl sichere Weise, insbesondere ohne Frequenzanalyse eines Meßsignals, periodische Garnunregelmäßigkeiten auch dann festgestellt werden können, wenn diese die gleiche Größenordnung wie die normalen, nicht periodischen Garnunregelmäßigkeiten aufweisen.

Der Vorteil des Verfahrens und der Vorrichtung zu seiner Durchführung liegt in der Möglichkeit, die Garnherstellung von den Gefahren der Produktion von fehlerhaften, periodische Garnunregelmäßigk»iten enthaltenden Garnen vollständig zu befreien, und zwar auch dann, wenn die periodischen Garnunregelmäßigkeiten die gleiche Größenordnung wie die normalen, nicht periodischen Garnunregelmäßigkeiten aufweisen. Zur praktischen Verwirklichung sind nur wirtschaftlich herstellbare elektrische Schaltungen erforderlich, weil keine Frequenzanalyse des Meßsignals nötig ist. Somit ist die Gefahr der Herstellung von Moire-Effekten enthaltenden textlien Flächengebilden weitgehend ausgeschlossen. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung besteht darin, daß sie sich mühelos auch bei bestehenden Maschinen nachträglich einbauen läßt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Meßkopf zugleich als Fadenwächter für Fadenbrüche und für die Erfassung von Schwankungen in der Spinnspannung herangezogen werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes nach Anspruch 2 sind in den Ansprüchen 3 bis 6 angegeben. Der Analog-Digital-Wandler gemäß Anspruch 5 ist ar. sich bekannt (CH-PS 5 68 405).

Die Erfindung wird anhand der F i g. 1 bis 7 beschrieben; es zeigt
F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Ausschnitt

iß aus einem Garn mit periodisch auftretenden Dickstellen, F i g. 2 in schematischer Darstellung einen Ausschnitt aus einem Garn mit periodisch auftretenden Dünnstellen,
Fig.3 eine schematische Darstellung des durch periodische Garnunregelmäßigkeiten hervorgerufenen Moire-Effekts in einem textlien Flächengebilde,

Fig.4 die Vorrichtung an einer Rotor-Offen-End-Spinnmaschine,
Fig.5 die Vorrichtung an einer geklebte Garne produzierenden Spinnmaschine,

Fig.6 ein elektrisches Blockschaltbild der Vorrichtung und

Fig.7 ein Diagramm, welches die Arbeitsweise des Verfahrens vereinfacht veranschaulicht.

Das Garn nach F i g. 1 weist periodisch auftretende Dickstellen A auf, während im Garn nach F i g. 2 periodische Dünnstellen B vorhanden sind. Mit L ist in beiden Figuren die Periode, d. h. die Distanz zwischen zwei periodisch aufeinanderfolgenden Garnunregelmäßigkeiten, dargestellt.

Der durch die Anwesenheit periodischer Garnunregelmäßigkeiten im Garn hervorgerufene Moire-Effekt in einem Gewebe, dessen Garnunregelmäßigkeit im Beispiel nach Fi g. 3 eine Periode von Z- = 2 cm besitzt,

J5 bewirkt die vollständige Unbrauchbarkeit des Gewebes.

Offen-End-Spinnstellen, von denen in einer Offen-

End-Rotor-Spinnmaschine immer eine größere Anzahl vorhanden ist, bestehen nach F i g. 4 im wesentlichen aus Faserzuführorganen 1, 2, einer Auflösewalze 3, einem

4() Fasertransportkanal 4, einem Spinnrotor 5 mit Fasersammelrille 15, einem Fadenabzugsrohr 6, Fadenabzugswalze 7, 8 und einer Fadenaufwickelvorrichtung 9, 10. Das Fasermaterial wird in Bandform aus einer Kanne 11 durch die Faserzufuhrorgane 1, 2 abgezogen.

Die Faserzuführorgane bestehen z. B. aus einer angetriebenen Riffelwalze 1 und aus einer durch eine Feder 12 gegen die Walze 1 angedrückten Druckwalze 2. Die Riffelwalze 1 wird von einem Motor 13, welcher normalerweise alle Riffelwalzen 1 einer Offen-End-Spinnmaschinenseite antreibt, angetrieben. Damit man die Riffelwalze 1 jeder Spinnstelle unabhängig vom Motor 13 abstellen kann, ist zwischen ihr und dem Motor 13 eine elektromagnetisch gesteuerte Kupplung 14 eingebaut.

^r>5 In einer solchen Spinnstelle können periodische Garnunregelmäßigkeiten auftreten, und zwar vor allem als Folge veränderlicher örtlicher Bedingungen in der Fasersammelrille 15. Um das Auftreten periodischer Garnunregelmäßigkeiten, welche im Fall einer ver-

«' schmutzten Fasersammelrille 15 nur durch Säuberung der Rille selber behoben werden können, frühzeitig feststellen zu können, ist zwischen der Spinnstelle, d. h. dem Spinnrotor 5, und der Garnaufwindestelle, d. h. der Faucnaufwickelvorrichtung 9, 10 ein Meßkopf 16

f>5 angebracht.

Der Meßkopf 16 liefert über eine Leitung 17 einem Steuergerät 18 ein den Schwankungen der gemessenen Größe proportionales elektrisches Signal. Dieses Signal

wird im Steuergerät 18, wie später näher erläutert, ausgewertet und weiterverarbeitet. Das Steuergerät 18 liefert ein Ausgangssignal, mit dem über eine Leitung 19 die Kupplung 14 ausgeschaltet wird, wodurch die Walzen 1, 2 und damit die Faserzufuhr von der Spinnstelle unterbrochen wird. Parallel dazu leuchtet eine über eine Leitung 20 angeschlossene Signallampe 21 auf.

F i g. 5 zeigt eine Variante an einer garnerzeugenden Textilmaschine zur Herstellung drehungsloser, geklebter Garne.

Die Maschine besteht im wesentlichen aus einem Streckwerk 22, einem Flüssigkeitsimprägnierkopf 23 mit lmprägnierflüssigkeitszuführleitung 24', einem Trockner 25' und einer Aufwindevorrichtung 26'. Das Fasermateriai wird im Streckwerk 22 auf die nötige Feinheit verzogen, im Imprägnierkopf 23 imprägniert, im Trockner 25' getrocknet und schließlich auf die Spule der Aufwindevorrichtung 26' aufgewunden. Ein Motor 27' treibt alle Organe der Vorrichtung.

Der zwischen dem Imprägnierkopf 23 und dem Trockner 25' angebrachte Meßkopf 16 arbeitet wie derjenige des Beispiels nach Fig.4. Im Falle einer periodischen Garnunregelmäßigkeit im Garn wird vom Steuergerät 18 über die Leitung 19 der Motor 27' abgestellt und über die Leitung 20 wird außer der Signallampe 21, auch eine Hupe 28' betätigt.

Die F i g. 6 zeigt vereinfacht ein elektrisches Blockschaltbild der Vorrichtung mit den in den Fig.4 und 5 als Meßkopf 16, Steuergerät 18 und Leitung 17 beschriebenen Elementen.

Die elektrische Steuerung nach F i g. 6 arbeitet nach dem in der elektronischen Meßtechnik bekannten Prinzip der digitalen Korrelationsmessung, der auf periodische Garnunregelmäßigkeiten ansprechende Meßkopf kann auch als Fadenwächter für die Fadenbruchüberwachung benützt werden.

Die Vorrichtung nach Fig.6 arbeitet folgendermaßen:

Der Meßkopf 24 bis 29, hier in Form eines optisch arbeitenden Systems mit Leuchtdiode 24 und Fototransistor 27 dargestellt, sendet eine der Masse des zu prüfenden im Glasrohr 25 durchlaufenden Garns 26 proportionale analoge zeitliche Funktion welche im Analog-Digital-Wandler 30 umgewandelt wird. Das Digital-Signal gelangt in ein Schieberegister 31 und nach Ablauf einer bestimmten, wählbaren Periode, welche der zu testenden Periodizitätslänge der vermuteten periodischen Garnunregelmäßigkeiten entspricht und durch die Anzahl Registriersteüen und die von der Spinnstelle kommenden Impulse 32 eingestellt werden kann, zum Multiplikator 33, wo es mit einer weiteren zeitlichen Funktion vom Analog-Digital-Wandler 30 multipliziert wird. Das Ausgangssignal aus dem Multiplikator 33 wird in einem weiteren Digital-Analog-Wandler 34 wieder in ein analoges Signal verwandelt, von dem in einem RC-CWed 35/36 der Mittelwert gebildet wird.

Wenn nun die Spannung im Kondensator 36 des /?C-Gliedes 35/36 größer als die in einem Schwellwertschalter 38 vorgegebene Schwellwertspannung 37 ist, gibt der Schwellwertschalter 38 ein Signal ab, welches

ίο an ein ODER-Gatter 45 abgegeben wird. Dieses schaltet einen Ausgangsverstärker 46 ein, so daß über ein Relais 47 und einen Kontakt 48 das Aufleuchten der Signallampe 21 oder das Betätigen der Kupplung 14 (Fig.4) und das Abstellen eines Motors 27 (Fig. 5), erfolgen kann.

Als Variante ist in F i g. 6 gesirieheii noch ein Kondensator 49 eingezeichnet, mit dem der der mittleren Garndicke entsprechende Signalmittelwert ausgesiebt werden kann. Damit wird die Meßempfindlichkeit der Vorrichtung erhöht, und es können die von Dünnstellen herrührenden Abweichungen des Meßsignals ebenfalls berücksichtigt werden.

In F i g. 6 wird, ebenfalls gestrichelt, gezeigt, daß bei dieser Vorrichtung die zu untersuchende Periode durch die Impulse 32 und die Empfindlichkeit der Meßstelle durch die Schwellwertspannung 37 zentral für alle Spinneinheiten einer Spinnmaschine eingestellt werden kann.

In Fig. 7 wird das Verfahren veranschaulicht. In dieser Figur wird mit A eine Kurve bezeichnet, welche schematisch den Verlauf des vom Meßkopf 24 bis 29 (F i g. 6) gesendeten elektrischen Signals als Funktion der Zeit darstellt. Die Abszisse stellt die Zeit dar, während die Ordinate die der Kenngröße des Garnes proportionalen Amplitude des Signales angibt. Die Kurve B sieiit die gleiche Kurve wie A dar, jedoch nach rechts um die Periode L= t\ — to verschoben.

Die Kurve A und die zeitverschobene Kurve B weisen eine Unregelmäßigkeit mit der Periode L auf, d. h. in Abständen von L sind gleichgerichtete Ausschläge I, II, III usw. vorhanden. Diese Ausschläge weisen die gleiche Größenordnung wie die zufälligen Ausschläge der Kurven A und B auf: Der Ausschlag IV ist z. B. sogar etwas größer als die vorhererwähnten Ausschläge I bis III. Nun werden beide Kurven A und B miteinander multipliziert. Das Resultat dieser Multiplikation ergibt die Kurve C. Die Kurve B stellt z. B das im Schieberegister 31 der F i g. 6 gespeicherte Signal dar, während die Kurve A das momentane Signal des Meßkopfes darstellt. Wie die Kurve C zeigt, gelingt es somit, die periodischen Ausschläge der durch die Kurve A und die zeitverschobene Kurve B dargestellten Meßsignale kenntlich zu machen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Feststellen periodischer Unregelmäßigkeilen eines von einer Spinnstelle zu einer Garnaufwindesteile laufenden Garns, insbesondere an einer Offenendspinnmaschine, durch kontinuierliche Bestimmung einer Garnkenngröße an einem vorbestimmten Ort, dadurch gekennzeichnet, daß eine während eines ersten Zeitabschnittes bestimmte zeitliche Funktion der Garnkenngröße mit einer während eines zweiten, um mindestens eine ganze Periode gegen den ersten Zeitabschnitt verschobenen Zeitabschnittes bestimmten zeitlichen Funktion der gleichen Garnkenngröße multipliziert wird, und das Ergebnis der Multiplikation das Vorhandensein der periodischen Unregelmäßigkeit anzeigt

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Spinnstelle und einer Garnaufwindestelle, mindestens einem zwischen der Spinnstelle und der Garnaufwindestelle angeordneten, die Garnkenngröße kontinuierlich bestimmenden und ein proportional der gemessenen Garnkenngröße elektrisches Signal liefernden Meßkopf und mit einer Auswerteschaltung für das vom Meßkopf gelieferte Signal, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung einen Multiplikator (33) für die Multiplikation der beiden um mindestens eine ganze Periode verschobenen zeitlichen Funktionen enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Meßköpfe (16, 16') vorhanden sind, deren einstellbarer Abstand — in Fadenlaufrichtung gesehen — mindestens der ganzen Periode entspricht (F ig. 4).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein nur eines Meßkopfes (16; 24 bis 29) die Auswerteschaltung einen vor dem Multiplikator (33) gelegenen Speicher (31) für die erste zeitliche Funktion enthält (F i g. 5,6).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher ein Schieberegister (31) ist, dem ein Analog-Digital-Wandler (30) vorgeschaltet ist (Fi g. 6).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Verzögerung im Schieberegister (31) einstellbar ist.