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Vorrichtung zur Überwachung laufender Fäden ur Überwachung laufender
Fäden sind Vorrichtungen bekannt geworden, bei denen die Fäden zwischen einer Lichtquelle
und einem lichtempfindlichen Element, ?e gebenenfalls unter Zwischenschaltung einer
Schlitzblende, einer Schlitzoptik oder dergleichen, hindurchgeführt sind. Mit Hilfe
dieser Vorrichtungen viird der Faden auf Dick- oder Dünsstellen überwacht und bei
5 rem Auftreten gegebenenfalls ein Si@nal zur Ausr@inigung dieser Fehlerstellen
im Faden gegeben. @er Er-Findung lag die aufgabe zugrunde, den anwerdungsbereich
dieser Vorrichtungen zu erweitern. Erfindungsgemäß ist lie von der Lichtquelle beaufschlagte
Fläche des lichtempfindlichen Elementes von den mindestens annähernd senkrecht zur
Fadenlaufrichtung verlaufenden Schlitz oder dergleichen bis auf einen schmalen Spalt
abgedeckt, dessen Breite die dreifache Stärke der Fadenfasern nicht wesentlich überschreitet.
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Wird gemäß der Lehre der Erfidung der von der Lichtquelle beaufschlagte
Spalt des lichtempfindlichen Elementes, z. B. einer Fotozelle, eines Fotoelementes
oder
derleichen, auf Bruchteile eines Millimeters verengt, dann spricht das lichtempfindliche
Element; nicht nur aiif Schwankungen in der Dicke des Fadens an, sondern auf die
einzelnen aus dem Faden abstehenden Textilfasern. Mit einer an sich bekannten Verstärker
kann man die von den Fasern ausgelösten Impulse im Ausgangsstromkreis des lichtempfindlichen
Elementes verstärken und erhält so je nach Fedenzeschwindigkeit und nach Fadenrauhigkeit
eine Impulsfreguenz bzw. eine Impulsamplitude.
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An Hand der Figur 1 sei das Ctrundprinzip vorliegender Erfinding erläutert.
Nan erkennt eine nicht zelle, in dieser Fall ein Glühlämpchen 1, welches ein lichtempfindliches
Element, in diesem Fall ein kleines Silizium-Fotoelement 2, beaufschlagt. Zwischen
Lichtquelle 1 und Fotoelement 2 ist der Faden F hindurchgeführt. Außerdem ist zwischen
Lichtquelle und Fotoelement eine Blende 3 angeordnet, welche lediglich einen extrem
kleinen Schlitz 4 von Bruchteilen eines Millimeters aufweist. Dieser Schlitz 4 ist
nun entsprechend der Erfindung o eng bemessen, daß das Fotoelement 2 auf di einzelnen
von dem Faden F abstehenden Fadenfasern f anspricht.
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Jedes an dem Schlitz 4 vorbeigleitende Fäserchen f ruft also in dem
Ausgangs stromkreis 2a des Fotoelementes einen elektrischen Impuls hervor. Dabei
ist es für dis Wirksamkeit vorliegender Erfindung
von untergeordneter
Bedeutung, ob der zu übermachende Faden F - wie im dargestellten Ausführungsbeispiel
- zwischen Lichtquelle 1 und Blende 3 angeordnet ist, oder ob er zwischen der Blende
3 und dem Fotoelement 2 hindurchläuft. Aus Fadenführungsgründen kann es jedoch vielfach
vorteilheft sein, wenn der Faden so wie iii Figur 3 dargestellt zwischen Lichtquelle
1 und Schlitzblende 3 verläuft. Weiterhin körmen anstelle der Schlitzblenden 3 auch
Schlitzoptiken oder dergleichen verwendet werden.
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Wesentlich ist die Breite des auf das Fotoelement dringenden Lichtstrahles,
der so schmal zu bemessen ist, daß die einzelnen vom Faden w abstehenden Fedenfasern
f Impulsschwankungen im ausgangsstromkreis 2a, des Fotoelementes 2 hervorrufen können.
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Bei Fäden mit sehr dünnen Fasern kann es daher erforderlich sein,
die Breite des Lichtstrahles auf wenige @ zu begrenzen.
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Daß die unterschiedliche Dicke des Fadenkernes ebenfalls Impulsschwankungen
im ausgangsstromkreis 2a des Fotoelementes 2 hervorruft, ist bekannt und fiir Fadenreinigungszwecke
bereits ausgenutzt werden.
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Diese SChwankungen in der Dicke des Fadenkernes weisen jedoch eine
erheblich niedrigere Frequenz auf
als die von den Fadenfasern f
hervorgerufenen Impulsfrequenzen. Es ist aus diesem Grunde möglich, diese beiden
Ursachen für die Impulsschwankungen voneinander zu eliminieren. Wird beispielsweise
im tuszanzsstromkreis des lichtempfindlichen Elementes ein an sich bekannter elektrischer
hochpaß angeordnet, so können die Kernschwankungen des Fadens F ausgesiebt werden,
so daß lediglich die von den Fedenfasern f hervorgerufenen Impulsfrequenzen weitergeleitet
werden. Ein derartiger Hochpaß, auch Frequenzisieb genannt, ist in einfachster Ausführungsform
in Figur 2 dargestellt. Zwischen dem Eingang 5 und dem Ausgang 6 des Hochpasses
befindet sich ein Kondensator 7 und eine Induktionsspule d. in solcher Hochpaß läßt
alle hohen Frequenzen oberhalb einer bestimmten, durch die Größe von @apazität und
Induktivität einstellbaren Schwelle durch, während die tieferen Frequenzen abgeschnitten
werden, vVie es beispielsweise die graphische Darstellung in @igur 3 zeigt. In dieser
Figur 3 ist einerseits die Frequenz in hertz (Hz) andererseits die Spannung in Volt
(V) eufgetragen. rdan erkennt, daß am ausgan@ 6 des in Figur 2 dargestellten Hoch-@@sse-
unterhalb einer bestimmten Frequenz keine Sp@annung mehr ablesbar ist.
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Wie aus vorstehendem zu erkennen, eignet sich die erfindungsgemäße
Vorrichtung u. a. zur Messung dr Fadenrauhigkeit. Di Fadenrauhigkeit hängt bekanntlich
in erster Linie von der Länge der abstehenden -nsern ab. Je länger aber die abstehenden
Fasern sind, um so röer ist die Amplitude der von den Fadenfasern im Ausgangsstromkreis
des wotoelementes 2 hervorgerufenen elektrischen Impulse. Läßt man also die von
der Fadengeschwindigkeit und der Häufigkeit der abstehenden Fäserchen abhängige
Impulsfrequenz unberücksichtigt, so, ergibt die von der Länge der Fasern abhängige
Impulsamplitude ein Maß für die Fadenrauhigkeit. Mit einem an sich bekannten Wechselstromverstärker-kann
die Impulsamplitude, also die Impulsspannung, verstärkt werden. Wenn die Ausgangssnannung
des Verstärkers gleichgerichtet wird, so kann ein Gleichspannungsmesser die Mittelwerte
der Fadenrauhigkeit anzeigen.
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Unterliegt die Rauhigkeit eines Fadens sehr schellen Schwankungen,
so kann es- möglich sein, daß die Trägheit eines Gleichspannungsmessers nicht ausreicht,
um die Mittelwerte der Fadenrauhigkeit zu bilden bzw. anzuzeigen. In diesem Fall
kann die
gewonnene Gleichspannung, die entsprechend der wechselnder
Rauhigkeit schwankt, noch mit Hilfe eines beispielsweise in Figur 4 dargestelltin
Integrationsgliedes beruhigt werden. Dieses Integratiionsglied besteht aus einem
Gleichrichter 9, einem ohmschen Widerstand 1) und einem Kondensator 11. An Ausgang
dieses Integrationsgliedes ist der Spannungsmesser 13 angeschlossen. Je nach der
Größe des ohmschen Widerstandes 10 und des Kondensators 11 kann ein @ittelwert von
elnem beliebig langan Zeitabschnitt gebildet werden. Werden beispiersteise mit einen
Stufenschalter Kapazität und Widerstand des Integrationsgliedes umschaltbar gemacht,
so kQnn man wahlweise den Mittelwert verschiedener Zeiteinheiten fiir die Rauhigkeit
ermitteln.
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In vorstehenden wurde bereits ausgeführt, daß die einzelnen Fadenfasern
f im ausgangsstromkreis 2a des Fotoelementes k auch elektrische Impulsfrequenzen
hervorrufen. Diese Eigenschaft der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann mit Vorteil
zu ausgenutzt werden, um das Vorhandensein eines ordnvngsgemäß laufenden Fadens
zu ermitteln. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird auf diese Veise zum "Fadenwächter".
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Bs ist hierzu lediglich erforderlich, das tusbleiben der Faserfrequenz
als Kriterium zur Anzeige des ordnungsgemäßen Fadenlaufes bzw. zur Ausschaltung
der Maschine beinicht ordnungsgemäßem Fadenla'uf heranzuziehen. Die Reaktionsfahigkeit
diese Fadenwächters ist so schnell, daß die Vorrichtung bereits. ansprechen kann,
bevor der nadeln die Geschwindigkeit Null erreicht hat. Selbst dann, wenn anschließend,
beispielsweise bei einer Fachspulmsschine, der gerissene Faden durch Neberfäden
wieder mitgerissen wird, entsteht beim Reißen des Fadens doch eine kurze Unterbrechung
der hohen, von den Fadenfasern hervorgerufenen Frequenz, die dann das erwünschte
Abtrennen sämtlicher iibrigen Fäden einleiten kann. Zum Abtrennen der Fäden kann
ein an sich bekannter Abschneidmagnet verwendet werden, dessen Stromkreis durch
einen von der bpulenabhebevorrichtung betätigten ikroschalter unterbrochen werden
kann, Der gleiche Mikroschalter schaltet den Abschneidemagnetstromkreis auch erst
w2eder- vorbereitend eins wenn der Paden nach der @rotung wieder in Bewegung ist.
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In diesem Zusammenhang sei auch nach auf einen besonderen Vorteil
des vorbeschriebenen Fadenwächters hingewiesen. Es ist bekannt, daß bei Spulmaschien
die
Fadenspannung kurz vor der Spule am größten ist.
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In vielen Fällen reißt daher bei Fadenbruch der Faden kurz vor der
spule und kann im Fadenwächter hängenbleiben., Bei einer einfachen Lichtschranke,
mit der der Faden direkt abgetastet wird, kann also aus vorstehenden Gründen der
in der Lichtschranke verbleibende Faden keinen Fadenbruch melden. Die Vorrichtung
nach der Erfindung dagegen spricht unabhängig von dem Vorhsndensein des Fadens auf
die bei Fadenbruch zumindest kurzzeitig herabgesetzte Fadengeschwindigkeit an.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung ist, wie bereits erwähnt, als wadenwächter
für Fachspulmaschinen besonders geeignet, da hier eine sehr schnelle Reaktion erforderlich
ist. Es wird nicht wie bisher die Fadenspannung oder die Anwesenheit des Fadens,
sondern ine Mindestgeschwindigkeit des Fadens zur Auslösun der Fadentrennvorrichtung
verwendet. Diese Mindestgeschwindigekit ist selbstverständlich abhänglig von der
Größe des im Ausgangsstromkreis 2a des Fotoelementes 2 angeordneten elektrischen
Hochpasses, wie er in Figur 2 darestellt wurde. Nach Wunsch ist es auch hier möglich,
diese Mindestgeschwindigkeit durch Veränderung der kapazität 7
und/oder
der Induktivität 8 auf bestimmte Jerte einzustellen. In manchen Fällen kann auch
ganz auf die Anordnung eines Hochpasses verzichtet werden. In diesem Fall würden
sämtliche Brequenzen bis Null verwendet und erst beim absoluten Stillstand der Auslöseimpuls
gegeben.
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Aus vorstehendem ist zu erkennen, daß die Vorriclitung nach der Erfindung
mit Vorteil als Fadenwächter und als Fadenrauhigkeitsmesser verwendet werden kann.
Da die Verwendung des rfindungsgegenstandes als Fadenwächter auf einem anderen Meßprinzip
beruht als die Verwendung als Rauhigkeitsmesser, ist es ohne Schwierigkeiten möglich,
ein und dasselbe Gerät sowohl als Fadenwächter als auch als Fadenrauhikeitsmesser
zu benutzen. Darüber hinaus kann aber der Gegenstand der Erfindung auch in der an
sich bekannten Weise als Fadenreiniger verwendet werden. Durch Einbau an sich bekannter
Bandpässe ader dergleichen ist es mölich, bestimmte Frequenzbäder oder Frequenzspektren
zur Steuerung oder Anzeige auszunutzen. Es kann also beispielsweise die von Dickenänderungen
des Fadenkernes hervorgerufene verhältnismäßig niedrige Frequenz von derjenigen
durch
die bewerten ab stehenden waserchen des Fadens bedingten, verhältnismäßig hohen
Frequenz getrennt werden. Damit kann ein und dasselbe Sert als Fadenreiniger, als
Fadenwächter und als Fadenrauhigkeitsmesser dienen.