WO2002088445A2 - Vorrichtung und verfahren zur separierung von fäden aus einer fadenschicht - Google Patents

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WO2002088445A2
WO2002088445A2 PCT/CH2002/000230 CH0200230W WO02088445A2 WO 2002088445 A2 WO2002088445 A2 WO 2002088445A2 CH 0200230 W CH0200230 W CH 0200230W WO 02088445 A2 WO02088445 A2 WO 02088445A2
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thread
suction means
suction
thread layer
layer
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Stefan Ackermann
Patrik Neff
Armin Ackermann
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Stäubli Ag Pfäffikon
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03J—AUXILIARY WEAVING APPARATUS; WEAVERS' TOOLS; SHUTTLES
    • D03J1/00—Auxiliary apparatus combined with or associated with looms
    • D03J1/13—Auxiliary apparatus combined with or associated with looms for leasing warp
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03J—AUXILIARY WEAVING APPARATUS; WEAVERS' TOOLS; SHUTTLES
    • D03J1/00—Auxiliary apparatus combined with or associated with looms
    • D03J1/14—Apparatus for threading warp stop-motion droppers, healds, or reeds

Definitions

  • the invention relates to a device for separating a predetermined number of threads from a thread layer, in which the threads of the thread layer are clamped in at least two places, and a thread can be separated from the thread layer by means of a separating means.
  • the invention also relates to a method as described in the preamble of claim 11.
  • Dividing or separating threads is a work step that has to be carried out, for example, for the insertion of warp threads into tableware elements of a weaving machine.
  • the warp threads are stretched in a frame, where they form a layer of warp threads.
  • the individual threads are very close together. Before moving in, they should be separated from the layer, i.e. that they have to be separated from each other.
  • the aim here is to provide a predetermined number of threads, in particular a single thread, for handling for subsequent work steps.
  • Another application arises when tying warp threads of an old warp thread layer already provided with weft threads to a new warp thread layer.
  • warp threads are clamped into a frame and must be separated from the layer by the knotting machine before knotting.
  • the foremost thread is separated from a thread layer, for example with a dividing needle.
  • the compartment needle is lowered onto the foremost thread of the layer with a movement that is essentially perpendicular to the plane of the thread layer, and this is achieved with a recess of the compartment needle that is adapted to the cross section of the thread. sums up. It cannot be satisfied that the stocking of a large number of different compartment needles is necessary, since the compartment needles have to be matched very precisely to the respective thread size.
  • the separation process is not particularly reliable. For this reason, a so-called crosshair is required as a separation aid, especially in connection with filament yarns.
  • the crosshairs must be read into the thread layer beforehand, whereby two cords lying transversely to the warp threads between the warp threads are drawn in or woven in. By moving the cross cords back and forth, the foremost thread is separated from the rest and then separated with the section needle.
  • Warp threads are neatly divided and stored through the crosshairs, inserting the separating cords means an additional and often very complex operation. Warp threads that are not divided properly lead to interruptions during weaving or even when weaving the warp, and thus to insufficient productivity. This also applies when double thread detection is provided, as is used for example in knotting machines. From FR 698 064 and GB 2 117 419, further methods are known in which - without using a crosshair - the threads are separated from the thread layer solely by a rotating body which has a thread-like profile on the circumference. However, these processes are only suitable for dividing staple yarns or twisted multifilaments. In the case of non-twisted yarns that consist of several filaments, the yarns are only divided into the individual filaments. So a clean compartment is hardly possible anymore.
  • the invention is therefore based on the object of proposing a device and a method with which the division of threads from a thread layer can be carried out with as little effort and steps as possible and nevertheless safely, even if the thread layer is difficult to separate Threads, such as untwisted multifilaments.
  • this object is achieved according to the invention by a suction means with which a negative pressure can be generated, and by drive means with which the suction means can be relatively moved relative to the thread layer, with a relative approach of the suction means to the thread layer due to the Negative pressure a deflection of at least one thread in the direction of the suction means can be generated.
  • the object is also achieved by a method having the features of claim 11.
  • Significant advantages of the invention can be seen in that in order to separate a thread from the layer of the clamped threads, neither a crosshair for prior separation, as in the prior art, is absolutely necessary, nor does the separating means have to be used to intervene in the layer. Above all, reaching into the layer or between two threads led to separation errors in previously known generic devices. According to the invention, intervention is not necessary, since the thread to be separated is separated from the layer by a tensile force which is applied to the thread from outside the thread layer. In particular, it is not necessary to reach behind the thread to be separated.
  • a “hooking” of the separating member with filaments from one or even more other threads can be excluded, which is why the invention is particularly suitable for separating such threads.
  • the solution according to the invention can therefore also be used independently of threads that are critical for separation, such as spun fiber yarns and multifilament yarns of the roughness or fibrousness of the surfaces of the yarns.
  • a tension on the thread clamped between clamping points To exert force that has at least one component transverse to the longitudinal extension of the thread, it is also possible in principle to separate any threads from the thread layer.
  • the suction means can be provided with a gap through which air is sucked in, the width of which is smaller than, but at most equal to, an extension of a cross-sectional area of the thread in the direction of the gap width. In this way it can be achieved that a sucked-in thread is not drawn into the gap, but closes it. On the one hand, this increases the suction force with which a thread is held. On the other hand, the gap can thereby be essentially closed, as a result of which no further threads of the layer are drawn in.
  • the thread to be separated can move from a certain distance Move the suction device closer to the suction device by deflecting it.
  • the suction means with the thread still clamped between two points of a frame, guides the latter with its holding section in the suction means away from the thread layer. This facilitates transfer of the thread from the suction means to a handling device that is subsequently used.
  • a control of the device according to the invention and a control of the course of the method can advantageously be carried out by a detection device, which for example comprises an image recognition system.
  • a detection device which for example comprises an image recognition system. This makes it possible, for example, to recognize when a thread is in the vicinity of the suction means, in order to then regulate a further approach between the suction means and the thread.
  • the detection device can also be used to determine whether the thread to be separated is detected by the suction means and carried away. It can also be determined whether a single thread has actually been separated (so-called double thread detection). If the detection device determines that the separation process was not successful, it can cause a control device to repeat the process.
  • a control loop can be formed which provides that the separation process is repeated until the detection device actually detects a single thread separated from the suction nozzle. Since only a translational relative movement between the thread layer and the one separating means is required to separate the threads, the separating process can be carried out very quickly, even when the control loop is used.
  • a measurement of those applied to the thread could also be carried out with a capacitive or piezoelectric detection device Voltage can be performed.
  • a deflection by the suction nozzle increases the thread tension, whereby reaching a predetermined value for a thread tension could represent a criterion for a successful separation of a thread.
  • Figure 1 is a perspective view of a first embodiment of a device according to the invention together with a thread layer.
  • Figure 2 is a sectional view through a suction nozzle, which is located on the edge of a thread layer.
  • FIG. 3 shows the device according to FIG. 1 with a separated thread
  • a thread layer 1 which has a plurality of substantially equally long and parallel threads 2, which are clamped at their ends 3, 4 in a suitable holder, not shown.
  • Successive threads 2 ideally each have the same distance from one another, but can also be spaced differently without this impairing the functionality of the invention.
  • the threads 2 are all in one plane, namely the thread layer plane.
  • the reticle 1 contains no cross hairs.
  • FIG. 1 also shows a camera 5 arranged above the thread layer plane and one below the thread layer provided light source 6 (for example a light emitting diode), both of which belong to an optical detection device.
  • Camera 5 and light source 6 lie on the same optical axis 7, which is aligned at least substantially orthogonally to the thread layer plane.
  • a suction means 8 is provided between the camera 5 and the light source 6, next to which a compartment means, such as the compartment pin 9 shown in FIG. 1, is arranged. Both the suction means 8 and the compartment pin are in the detection range of the camera 5.
  • Camera 5, light source 6, suction means 8 and compartment pin 9 form a structural unit in a manner not shown, for example by arrangement on a common carrier. These elements can thus be moved parallel to each other to the thread layer level.
  • drive means not shown, are also provided.
  • the suction means 8 is additionally designed to be movable on the assembly, so that relative movements between the suction means 8 and the camera 5 are possible.
  • the camera 8 can have a CMOS sensor with, for example, 640 x 480 pixels.
  • the number of active picture elements, ie picture elements whose information is taken into account in the signal processing, can be variable in such sensors. Since fewer image points are required for detailed recordings of the separation process than for overview recordings, and the achievable image frequency increases with a decreasing number of image points, the image frequency can be significantly higher for detailed recordings than for overview recordings. This makes it possible to capture and react to changing situations particularly quickly during the actual separation process by taking detailed pictures.
  • the camera has a first interface which is designed as a serial asynchronous interface, for example a standardized LVDS interface (Low Voltage Differential Signaling).
  • Control signals such as image size, exposure time, etc.
  • image size, exposure time, etc. are transmitted to the camera by a higher-level control device (not shown) via this interface.
  • the images recorded by the camera can then be forwarded to a digital signal processor (DSP) via a further LVDS interface of the camera.
  • DSP digital signal processor
  • Common image evaluation software is available to the digital signal processor, with which individual threads and their position in relation to other threads as well as with respect to the suction means and the compartment pin can be determined.
  • the evaluation result of the digital signal processor is in turn fed to the control unit, which controls the movements and functions of the suction means 8 and the compartment pin on this basis.
  • FIG. 2 shows a cross section through the suction means 8 designed as a suction nozzle 12 and through threads of the thread layer 1 near the edge.
  • the suction means 8 which is constructed symmetrically with respect to the thread layer plane 13, has a conical nozzle section 14 which has two nozzle surfaces 14a, 14b which are inclined in a funnel shape.
  • An opening angle ⁇ enclosed by the two nozzle surfaces 14a, 14b can be selected from an angular range of, for example, 30 ° to 130 °, preferably up to 90 °.
  • the nozzle section 14 opens into a suction gap 15, which is provided with a constant gap width h. As shown in FIG. 2, the gap width h is smaller than the diameter D of the cross-sectional area of a thread 2.
  • the gap height h is approximately half the diameter D.
  • a pressure p 1 # prevails in the suction chamber 16, where pi is less than the ambient pressure p 0 .
  • a difference between pi and p 0 can be, for example, 0.6 bar.
  • a vacuum pump (or vacuum pump), not shown, or an ejector, with which vacuum can be generated, is connected to line 17.
  • the assembly with the suction nozzle 12 is brought closer to the foremost thread 2a by a feed movement generated by the drive device until the camera 5 the foremost threads 2, at least the foremost thread 2a , which detects layer 1.
  • the feed movement takes place along the arrow 18, which is aligned within the thread layer plane 13 and essentially orthogonal to the longitudinal course of the threads 2. Since a control device knows the distance of a thread detected at the outer edge of the detection range of the camera 5 from the suction nozzle 12, the suction nozzle can now be approximated to the first thread 2a by a predetermined further travel path in the feed direction (arrow 18).
  • nozzle 12 to the thread 2a controlled by the control device by means of measurement results from the detection device could also take place.
  • the suction nozzle is moved in the feed direction with respect to the now stationary camera. The camera can thus be used to determine the travel distance of the suction means 8 and the remaining distance to the thread 2a. This state is shown in Fig. 1.
  • the feed movement and the deflection of the thread 2a have the result that the thread 2 lies with a section in the suction section against the suction gap 15 and closes it, as shown in FIG. 2. Since this increases the pressure difference on both sides of the thread (i.e. between the gap 15 and an area in the nozzle section 14 immediately behind the thread 2a), the holding force with which the thread 2a is held in the suction nozzle 12 also increases.
  • the suction nozzle 12 is guided away from the thread layer 1 together with the thread section held by it in the direction opposite the feed direction (arrow 18) (arrow 19).
  • the camera 5 which is still stationary and the evaluation unit of the control device in the form of the digital signal processor connected to it, determines whether the suction nozzle 12 has detected a thread 2 and actually only the foremost thread 2a. As soon as a single detected thread is detected by the camera, the backward movement is stopped on the basis of a corresponding signal from the control device. If this cannot be determined, the negative pressure is released, any threads detected are released, a negative pressure is subsequently built up again and the thread detection process described above is repeated until the evaluation unit detects correct thread detection.
  • the evaluation unit detects a correctly detected front thread 2a, the compartment pin 9 now sticks into the enlarged insert gap between the foremost thread 2a and the subsequent thread 2b.
  • the foremost thread 2a is thereby clearly separated or separated from the thread layer 1 and is available for further processing or handling. In this way, all threads 2 of layer 1 can be separated one after the other.

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Abstract

Zur Separierung von Fäden (2) aus einer eingespannten Fadenschicht (1) wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, mit der mittels eines Separiermittels zumindest ein Faden (2) von der Fadenschicht abteilbar ist. Die Vorrichtung weist ein Saugmittel (8), mit dem ein Unterdruck erzeugbar ist, sowie ein Antriebsmittel auf, mit denen das Saugmittel (8) gegenüber der Fadenschicht (1) relativ bewegbar ist. Durch eine relative Annäherung des Saugmittels (8) an die Fadenschicht (1) und aufgrund des Unterdrucks wird eine Auslenkung von zumindest einem Faden (2) in Richtung des Saugmittels (8) erzeugt und der Faden (2) separiert.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Separierung von Fäden aus einer Fadenschicht
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Separierung einer vorbestimmten Anzahl von Fäden aus einer Fadenschicht, bei der die Fäden der Fadenschicht an zumindest zwei Stellen eingespannt sind, und mittels eines Separiermittels ein Faden von der Fadenschicht abteilbar ist. Die Erfindung betrifft ausserdem ein Verfahren, wie es im Oberbegriff von Anspruch 11 beschrieben ist.
Abteilen bzw. Separieren von Fäden ist ein Arbeitsschritt, der beispielsweise für das Einziehen von Kettfäden in Geschirrelemente einer Webmaschine vorgenommen werden muss. In diesem Fall liegen die Kettfäden in einem Rahmen aufgespannt vor, wo sie zusammen eine Kettfadenschicht bilden. Dabei liegen die einzelnen Fäden sehr nahe beieinander. Vor dem Einziehen sollen sie von der Schicht abgeteilt werden, d.h. dass sie voneinander getrennt werden müssen. Ziel ist es hierbei, eine vorbestimmte Anzahl an Fäden, insbesondere einen einzelnen Faden, zur Handhabung für nachfolgende Ar- beitsschritte bereitzustellen. Eine weitere Anwendung ergibt sich beim Anknüpfen von Kettfäden einer alten, bereits mit Schussfäden versehene Kettfadenschicht, an eine neue Kettfadenschicht. Auch hier sind Kettfäden in einen Rahmen eingespannt und müssen vor dem Verknoten durch die Knüpfmaschine von der Schicht abgetrennt werden.
Bei bekannten Vorrichtungen und Verfahren zum Abteilen solcher Fäden wird z.B. mit einer Abteilnadel der vorderste Faden aus einer Fadenschicht separiert. Die Abteilnadel wird hierbei mit einer im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Fadenschicht verlaufenden Bewegung auf den vordersten Faden der Schicht abgesenkt und dieser mit einer an den Querschnitt des Fadens angepassten Mulde der Abteilnadel er- fasst . Nicht zufrieden stellen kann hierbei, dass die Bevorratung von einer grossen Anzahl unterschiedlicher Abteil - nadeln erforderlich ist, da die Abteilnadeln sehr genau auf die jeweilige Garngrösse abgestimmt sein müssen. Zudem ist der Separiervorgang nicht besonders zuverlässig. Aus diesem Grund ist insbesondere im Zusammenhang mit Filamentgarnen ein sog. Fadenkreuz als Separierhilfe erforderlich. Das Fadenkreuz muss vorgängig in die Fadenschicht eingelesen werden, wobei zwei, zu den Kettfäden quer liegende Schnüre zwi- sehen die Kettfäden eingezogen oder eingewoben werden. Durch Hin- und Herbewegen der Kreuzschnüre wird der jeweils vorderste Faden von den übrigen abgetrennt und anschliessend mit der Abteilnadel separiert.
Ein Nachteil solcher bekannter Verfahren und Vorrichtungen ist insbesondere darin zu sehen, dass das Separieren mit Abteilnadeln bei Kettfäden, die aus sogenannten Multifilamen- ten bestehen, an Grenzen stöss . Hier ist es schwierig, ohne Verwendung eines Fadenkreuzes einen einzelnen Faden zum einen mit sämtlichen Filamenten und zum anderen ohne Filamente benachbarter Fäden zu erfassen. Dies gilt insbesondere dann, wenn diese Multifilamente ungedreht sind, kleine Titer aufweisen, oder wenn die Dichte der Fadenschicht sehr unregel- mässig ist . Auch bei dem Verfahren mit dem Fadenkreuz muss zum Einlegen der Schnüre ein Abteilen beispielsweise von Hand oder maschinell mit Nadeln durchgeführt werden, so dass dort die eben beschriebenen Probleme ebenfalls auftreten. Obwohl die Kettfäden durch das Fadenkreuz sauber abgeteilt und magaziniert sind, bedeutet das Einlegen der Trennschnüre einen zusätzlichen und oft sehr aufwendigen Arbeitsgang. Un- sauber abgeteilte Kettfäden führen aber beim Weben oder schon beim Anknüpfen der Webketten zu Unterbrüchen und damit zu ungenügender Produktivität. Dies auch dann, wenn eine Doppelfadenerkennung vorgesehen ist, wie sie beispielsweise bei Knüpfmaschinen angewendet wird. Aus FR 698 064 bzw. GB 2 117 419 sind weitere Verfahren bekannt, bei denen - ohne Verwendung eines Fadenkreuzes - das Abteilen der Fäden aus der Fadenschicht allein durch einen Drehkörper vorgenommen wird, der am Umfang ein gewindearti- ges Profil aufweist. Doch diese Verfahren eignen sich nur zum Abteilen von Stapelgarnen oder gedrehten Multifilamen- ten. Bei ungedrehten Garnen, die aus mehreren Filamenten bestehen, werden die Garne lediglich in die einzelnen Fila- mente aufgeteilt. So ist ein sauberes Abteilen kaum mehr möglich.
In der US 4,723,346 ist schliesslich eine Vorrichtung gezeigt, bei der in eine Fadenschicht ein Fadenkreuz eingelesen ist. Die beiden Enden der Fadenkreuzschnüre sind im wesentlichen quer zu ihrer Längserstreckung jeweils gegenläu- fig beweglich angeordnet. Hierdurch kann jede einzelne ihrer Verkreuzung aufgehoben und der jeweils vorderste Faden einer Fadenschicht zur Entnahme freigegeben werden. Der somit jeweils bereits von der Fadenschicht separierte vorderste Faden wird durch eine Saugdüse erfasst und von der Faden- Schicht weggeführt. Zu diesem Zeitpunkt ist jedoch der eigentliche Separiervorgang, nämlich das Vereinzeln eines Fadens aus der Fadenschicht, durch ein in vielfacher Weise vorbekanntes Fadenkreuz bereits erfolgt . Die Saugdüse dient nur zum Wegtransport des vereinzelten Fadens. An dieser Vor- richtung kann nicht zufrieden stellen, dass ein Fadenkreuz vorhanden sein muss, das mit einem relativ grossen Aufwand in die Fadenschicht ein- und auszuarbeiten ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, mit denen das Ab- teilen von Fäden aus einer Fadenschicht mit möglichst wenig Aufwand und Arbeitsschritten und trotzdem sicher durchgeführt werden kann, und zwar auch dann, wenn die Fadenschicht schwer zu separierende Fäden, wie beispielsweise ungedrehte Multifilamente, aufweist. Diese Aufgabe wird bei der eingangs erwähnten Vorrichtung erfindungsgemäss durch ein Saugmittel gelöst, mit dem ein Unterdruck erzeugbar ist, sowie durch Antriebsmittel, mit denen das Saugmittel gegenüber der Fadenschicht relativ be- wegbar ist, wobei bei einer relativen Annäherung des Saugmittels an die Fadenschicht aufgrund des Unterdrucks eine Auslenkung von zumindest einem Faden in Richtung des Saugmittels erzeugbar ist. Die Aufgabe wird ebenso durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 11 gelöst.
Erfindungsgemäss ist demnach vorgesehen, vorzugsweise alleine durch Ansaugen von einem oder mehreren Fäden diesen bzw. diese von der aufgespannten Fadenschicht zu separieren. Wesentliche Vorteile der Erfindung können darin gesehen werden, dass zur Separierung eines Fadens aus der Schicht der eingespannten Fäden weder ein Fadenkreuz zu einer Vorsepa- rierung, wie im Stand der Technik, zwingend erforderlich ist noch mit dem Separiermittel in die Schicht eingegriffen werden muss. Vor allem das Eingreifen in die Schicht, bzw. zwischen zwei Fäden, führte bei vorbekannten gattungsgemässen Vorrichtungen zu Separierungsfehlern. Erfindungsgemäss ist ein Eingreifen nicht erforderlich, da der zu separierende Faden durch eine Zugkraft von der Schicht separiert wird, die von ausserhalb der Fadenschicht auf den Faden aufgebracht wird. Insbesondere ist ein Hintergreifen des zu sepa- rierenden Fadens nicht erforderlich. Ebenso kann ein „Verhaken" des Separierorgans mit Filamenten von einem oder sogar mehreren anderen Fäden ausgeschlossen werden, weshalb sich die Erfindung in besonderem Masse für Separierung derartiger Fäden eignet. Die erfindungsgemässe Lösung kann deshalb auch bei separierungskritischen Fäden wie beispielsweise Spinnfasergarne und Multifilamentgarne, sowie unabhängig von der Rauhigkeit oder Faserigkeit der Oberflächen der Garne eingesetzt werden. Aufgrund des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips, auf den zwischen Einspannstellen eingespannten Faden eine Zug- kraft auszuüben, die zumindest eine Komponente quer zur Längserstreckung des Fadens aufweist, ist es auch grundsätzlich möglich, aus der Fadenschicht beliebige Fäden zu separieren. Bis anhin konnte stets nur der in der Fadenschicht vorderste Faden abgeteilt werden, indem dieser durch eine Bewegung, die im wesentlichen innerhalb der durch die Fadenschicht gebildeten Ebene von der Fadenschicht verläuft, entfernt wird. Mit der Erfindung ist es hingegen auch möglich, einen anderen als einen der beiden äusseren Fäden zu erfas- sen, indem das Saugmittel und die Fadenschicht in einer Zuführbewegung, die im wesentlichen quer zur Fadenschicht verläuft, an diesen Faden herangeführt, angesaugt und an- schliessend der Faden in einer der Zuführbewegung entgegengesetzten Richtung separiert wird.
Zwar ist in der Regel vorgesehen, nur jeweils einen einzelnen Faden von der Fadenschicht abzuteilen. Durch eine geeignete Grosse des Unterdruckes bzw. der Saugkraft und/oder eine geeignete Gestaltung einer Saugdüse ist es an sich auch möglich, im wesentlichen gleichzeitig mehrere Fäden von der Fadenschicht zu separieren.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann das Saugmittel mit einem Spalt versehen sein, durch den Luft angesaugt wird, wobei dessen Breite kleiner als, höchstens jedoch gleich gross ist wie, eine Erstreckung einer Quer- schnittsfläche des Fadens in Richtung der Spaltbreite. Hierdurch kann erreicht werden, dass ein angesaugter Faden nicht in den Spalt hineingezogen wird, sondern diesen ver- schliesst. Dies erhöht zum einen die Saugkraft, mit der ein Faden gehalten wird. Zum anderen kann der Spalt hierdurch im wesentlichen verschlossen werden, wodurch keine weiteren Fäden der Schicht angesogen werden.
In Abhängigkeit von der Grosse des Unterdruckes kann sich der zu separierende Faden ab einem gewissen Abstand zum Saugmittel durch eine Auslenkung dem Saugmittel annähern. Um die weitere Handhabung des Fadens zusätzlich zu erleichtern, kann ergänzend vorgesehen sein, dass das Saugmittel mit dem weiterhin zwischen zwei Stellen eines Rahmens eingespannten Faden diesen mit seinem Halteabschnitt im Saugmittel von der Fadenschicht wegführt. Dies erleichtert eine Übergabe des Fadens vom Saugmittel an eine nachfolgend zum Einsatz kommende Handhabungseinrichtung.
Eine Steuerung der erfindungsgemässen Vorrichtung und eine Kontrolle des Ablaufs des Verfahrens kann vorteilhafterweise durch eine Detektionseinrichtung, die beispielsweise ein Bilderkennungssystem umfasst, vorgenommen werden. Hiermit ist es beispielsweise möglich zu erkennen, ab wann sich ein Faden in der Nähe des Saugmittels befindet, um dann eine weitere Annäherung zwischen dem Saugmittel und dem Faden zu regeln. Mit der Detektionseinrichtung kann auch festgestellt werden, ob der zu separierende Faden vom Saugmittel erfasst und weggeführt wird. Ebenso kann festgestellt werden, ob tatsächlich ein einzelner Faden separiert wurde (sog. Dop- pelfadenerkennung) . Stellt die Detektionseinrichtung fest, dass der Separiervorgang nicht erfolgreich war, kann sie eine Steuereinrichtung veranlassen, den Vorgang zu wiederholen. Hierdurch kann in einer bevorzugten Ausführungsform ein Regelkreis ausgebildet sein, der vorsieht, dass der Sepa- riervorgang so lange wiederholt wird, bis die Detektionseinrichtung tatsächlich einen von der Saugdüse separierten einzelnen Faden feststellt. Da zur Separierung der Fäden lediglich eine translatorische Relativbewegung zwischen der Fadenschicht und dem einen Separiermittel erforderlich ist, kann der Separiervorgang, selbst bei Benutzung des Regelkreises, sehr schnell erfolgen.
Alternativ zu einer optischen Detektionseinrichtung könnte auch mit einer kapazitiven oder piezoelektrischen Detektionseinrichtung eine Messung der auf den Faden aufgebrachten Spannung durchgeführt werden. Eine Auslenkung durch die Saugdüse erhöht die Fadenspannung, wobei das Erreichen eines vorgegebenen Wertes für eine Fadenspannung ein Kriterium für eine erfolgreiche Separierung eines Fadens darstellen könnte.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.
Die Erfindung wird anhand den in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zei- gen :
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung zusammen mit einer Fadenschicht;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch eine Saugdüse, die sich am Rand einer Fadenschicht befindet;
Fig. 3 eine Darstellung der Vorrichtung gemäss Fig. 1 mit einem separierten Faden;
In Fig. 1 ist eine Fadenschicht 1 gezeigt, die eine Vielzahl von im wesentlichen gleich langen und parallel zueinander verlaufenden Fäden 2 aufweist, die an ihren Enden 3, 4 jeweils in einer geeigneten, nicht dargestellten Halterung geklemmt sind. Aufeinanderfolgende Fäden 2 weisen idealerweise jeweils den gleichen Abstand zueinander auf, können aber auch unterschiedlich beabstandet sein, ohne dass dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung beeinträchtigt. Die Fäden 2 liegen somit alle in einer Ebene, nämlich der Fadenschichtebene. Die Fadenschicht 1 enthält kein Fadenkreuz.
Fig. 1 zeigt ausserdem eine oberhalb der Fadenschichtebene angeordnete Kamera 5 und eine unterhalb der Fadenschicht- ebene vorgesehene Lichtquelle 6 (beispielsweise eine Leuchtdiode) , die beide zu einer optischen Detektionseinrichtung gehören. Kamera 5 und Lichtquelle 6 liegen auf der gleichen optischen Achse 7, die zumindest im wesentlichen orthogonal zur Fadenschichtebene ausgerichtet ist.
Zwischen der Kamera 5 und der Lichtquelle 6 ist ein Saugmittel 8 vorgesehen, neben dem ein Abteilmittel, wie beispielsweise der in Fig. 1 gezeigte Abteilstift 9, angeordnet ist. Sowohl das Saugmittel 8 als auch der Abteilstift liegen im Erfassungsbereich der Kamera 5.
Kamera 5, Lichtquelle 6, Saugmittel 8 und Abteilstift 9 bilden in nicht näher dargestellter Weise eine Baueinheit, beispielsweise durch Anordnung an einem gemeinsamen Träger. Diese Elemente können somit miteinander parallel zur Faden- schichtebene verfahren werden. Hierzu sind ebenfalls nicht näher dargestellte Antriebsmittel vorgesehen. Das Saugmittel 8 ist zusätzlich an der Baueinheit verfahrbar ausgestaltet, so dass Relativbewegungen zwischen dem Saugmittel 8 und der Kamera 5 möglich sind.
Die Kamera 8 kann einen CMOS-Sensor mit beispielsweise 640 x 480 Bildpunkten aufweisen. Die Anzahl von aktiven Bildelementen, d.h. von Bildelementen, deren Information bei der Signalverarbeitung berücksichtigt wird, kann bei solchen Sensoren veränderlich sein. Da für Detailaufnahmen des Sepa- riervorganges weniger Bildpunkte benötigt werden als für Übersichtsaufnahmen, und die erzielbare Bildfrequenz mit abnehmender Anzahl an Bildpunkten steigt, kann bei Detailaufnahmen die Bildfrequenz deutlich höher ausfallen als bei Übersichtsaufnahmen. Somit ist es möglich, beim eigentlichen Separiervorgang durch Detailaufnahmen besonders schnell sich verändernde Situationen zu erfassen und darauf zu reagieren. Die Kamera weist eine erste Schnittstelle auf, die als serielle asynchrone Schnittstelle ausgebildet ist, beispielsweise eine genormte LVDS-Schnittstelle (Low Voltage Differential Signaling) . Über diese Schnittstelle werden der Kamera Steuerungssignale, wie Bildgrösse, Belichtungszeit, etc., von einer übergeordneten, nicht dargestellten, Steuereinrichtung übermittelt. Die von der Kamera aufgenommenen Bilder können dann über eine weitere LVDS-Schnittstelle der Kamera an einen digitalen Signalprozessor (DSP) weitergege- ben werden. Dem digitalen Signalprozessor steht gängige Bild-Auswertesoftware zur Verfügung, mit welcher einzelne Fäden und ihre Position gegenüber anderen Fäden sowie gegenüber dem Saugmittel und dem Abteilstift festgestellt werden können .
Das Auswerteergebnis des digitalen Signalprozessors wird wiederum der Steuerungseinheit zugeleitet, die auf dieser Basis die Bewegungen und Funktionen des Saugmittels 8 und des Abteilstiftes steuert.
In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch das als Saugdüse 12 aus- gebildete Saugmittel 8 sowie durch randnahe Fäden der Fadenschicht 1 gezeigt. Wie dort zu erkennen ist, weist das bezüglich der Fadenschichtebene 13 symmetrisch aufgebaute Saugmittel 8 einen konischen Düsenabschnitt 14 auf, der zwei trichterförmig zueinander geneigte Düsenflächen 14a, 14b aufweist. Ein von den beiden Düsenflächen 14a, 14b eingeschlossener Öffnungswinkel α kann aus einem Winkelbereich von beispielsweise 30° bis 130°, vorzugsweise bis 90°, gewählt sein. Der Düsenabschnitt 14 mündet in einen Saugspalt 15, der mit einer konstanten Spaltbreite h versehen ist. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Spaltbreite h kleiner als der Durchmesser D der Querschnittsfläche eines Fadens 2. Im Aus- führungsbeispiel ist die Spalthöhe h etwa halb so gross wie der Durchmesser D. An den Saugspalt 15 schliesst sich eine in Fig. 2 teilweise dargestellte Saugkammer 16 an, in die wiederum eine Leitung 17 (Fig. 1) mündet. In der Saugkammer 16 herrscht ein Druck p1# wobei pi kleiner ist als der Umgebungsdruck p0. Eine Dif- ferenz zwischen pi und p0 kann beispielsweise 0,6 bar betragen. An die Leitung 17 ist eine nicht dargestellte Unterdruckpumpe (bzw. Vakuumpumpe) oder ein Ejektor angeschlossen, mit denen Unterdruck erzeugbar ist.
Um mit dieser Vorrichtung den vordersten Faden 2a von der fadenkreuzfreien Schicht zu separieren, wird die Baueinheit mit der Saugdüse 12 durch eine von der Antriebseinrichtung generierte Zuführbewegung an den vordersten Faden 2a angenähert, bis die Kamera 5 die vordersten Fäden 2, zumindest den vordersten Faden 2a, der Schicht 1 detektiert. Die Zu- führbewegung erfolgt hierbei entlang dem Pfeil 18, der innerhalb der Faden-schichtebene 13 und im wesentlichen orthogonal zum Längsverlauf der Fäden 2 ausgerichtet ist. Da einer Steuereinrichtung der Abstand eines am äusseren Rand des Erfassungsbereiches der Kamera 5 detektierten Fadens von der Saugdüse 12 bekannt ist, kann die Saugdüse nun durch einen vorbestimmten weiteren Verfahrweg in Zuführrichtung (Pfeil 18) dem ersten Faden 2a angenähert werden. Alternativ könnte auch eine von der Steuereinrichtung mittels Messergebnissen der Detektionseinrichtung geregelte Annäherung der Düse 12 an den Faden 2a erfolgen. Bei dieser weiteren Annäherung der Saugdüse an den Faden wird die Saugdüse gegenüber der nun ortsfesten Kamera in Zuführrichtung verfahren. Mit der Kamera kann somit der bereits zurückgelegte Verfahrweg des Saugmittels 8 und der jeweils noch verblei - bende Restabstand zum Faden 2a festgestellt werden. Dieser Zustand ist in Fig. 1 gezeigt.
Bei der Annäherung an den in der Fadenschicht befindlichen, noch nicht unausgelenkten Faden 2a wird dieser aufgrund des in und vor der Saugdüse herrschenden Unterdrucks und der da- durch hervorgerufenen Luftströmung zum Saugspalt 15 hin immer stärker an die Saugdüse 12 angesogen. Infolgedessen wird der Faden 2a mit seinem der Saugdüse 12 gegenüberliegenden Abschnitt zum Saugspalt 15 hin ausgelenkt. Um eine möglichst grosse Auslenkung zu erhalten, sollte die Saugdüse 12 in etwa in der Mitte zwischen den Fadenenden 3, 4 zugeführt werden.
Die Zuführbewegung und die Auslenkung des Fadens 2a haben zur Folge, dass der Faden 2 mit einem Abschnitt im Saugab- schnitt gegen den Saugspalt 15 anliegt und diesen ver- schliesst, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Da hierdurch die Druckdifferenz beidseits des Fadens (d.h. zwischen dem Spalt 15 und einem Bereich im Düsenabschnitt 14 unmittelbar hinter dem Faden 2a) ansteigt, steigt auch die Haltekraft, mit wel- eher der Faden 2a in der Saugdüse 12 gehalten wird.
Nun wird die Saugdüse 12 zusammen mit dem durch sie gehaltenen Fadenabschnitt in zur Zuführrichtung (Pfeil 18) entgegengesetzter Richtung (Pfeil 19) von der Fadenschicht 1 weggeführt. Die weiterhin ortsfeste Kamera 5 und die mit ihr verbundene Auswerteeinheit der Steuereinrichtung in Form des digitalen Signalprozessors stellt dabei fest, ob die Saugdüse 12 überhaupt einen Faden 2 und tatsächlich nur den vordersten Faden 2a erfasst hat . Sobald von der Kamera ein einzelner erfasster Faden festgestellt wird, wird aufgrund ei- nes entsprechenden Signals der Steuereinrichtung die Rückwärtsbewegung gestoppt. Kann dies nicht festgestellt werden, wird der Unterdruck aufgehoben, eventuell erfasste Fäden dadurch losgelassen, nachfolgend wieder ein Unterdruck aufgebaut und der vorstehend beschriebene Fadenerfassungsvorgang so oft wiederholt, bis die Auswerteeinheit eine korrekte Fadenerfassung detektiert.
Detektiert die Auswerteeinheit einen korrekt erfassten vorderen Faden 2a, sticht nun der Abteilstift 9 in die vergrös- serte Lücke zwischen dem vordersten Faden 2a und dem nachfolgenden Faden 2b ein. Der vorderste Faden 2a ist dadurch eindeutig von der Fadenschicht 1 abgetrennt bzw. vereinzelt und steht zur Weiterverarbeitung bzw. -handhabung zur Verfügung. Auf diese Weise können sämtliche Fäden 2 der Schicht 1 nacheinander separiert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Separierung einer vorbestimmten Anzahl von Fäden aus einer Fadenschicht, bei der die Fäden der Fadenschicht an zumindest zwei Stellen eingespannt sind, und mittels eines Separiermittels zumindest ein Faden von der Fadenschicht abteilbar ist, gekennzeichnet durch ein Saugmittel, mit dem ein Unterdruck erzeugbar ist, sowie durch Antriebsmittel, mit denen das Saugmittel gegenüber der Fadenschicht relativ bewegbar ist, wobei bei einer relativen Annäherung des Saugmittels an die Fadenschicht aufgrund des Unterdrucks eine Auslenkung von zumindest einem Faden in Richtung des Saugmittels erzeugbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugmittel eine Saugdüse aufweist, die mit einer Fadenaufnahme und einem Saugspalt versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erstreckung des Spaltes im wesentlichen parallel zu einem zu separierenden Faden ausgerichtet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite eines Spaltes des Saugmittels kleiner ist als eine Längserstreckung einer Querschnittsfläche eines zu separierenden Fadens.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite eines Spaltes des Saugmittels einstellbar ist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenaufnahme trichterförmig zueinander geneigte Düsenflä- chen aufweist.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Antriebsmittel für das Saugmittel, mit denen das Saugmittel auf die Fadenschicht zu- und wieder wegbewegbar ist .
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Detektionseinrichtung, mit der eine Überprüfung eines Separierungsergeb- nisses durchführbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Detektionseinrichtung, mit der eine Vorschubbewegung des
Saugmittels oder der Fadenschicht überprüfbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung eine Bildverarbeitungseinrichtung umfasst .
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung Bestandteil eines Regelkreises ist, der so lange eine relative Separierbewegung der Saugdüse in Richtung auf die Fadenschicht und eine anschliessende relative Entnahmebewe- g ng der Saugdüse weg von der Fadenschicht wiederholen lässt, bis die Detektionseinrichtung einen von der Saugdüse separierten Faden feststellt.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugdüse das einzige Separiermittel ist, mit dem jeweils ein Faden separiert wird.
13. Verfahren zur Separierung einer vorbestimmten Anzahl von Fäden aus einer Fadenschicht, bei der die Fäden der Fadenschicht an zumindest zwei Stellen eingespannt sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Fadenschicht mit einem Saugmittel ein Unterdruck erzeugt wird, durch den ein oder mehrere Fäden zumindest entlang eines Abschnitts ihrer Längserstreckung an ein Saugmittel angesaugt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein angesaugter Faden in dem Saugmittel gehalten und hierbei ein Abstand zwischen dem Saugmittel und der Fadenschicht vergrössert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Detektionseinrichtung der Separiervorgang überwacht und Informationen zu seiner Steuerung ermittelt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sobald mittels der Detektionseinrichtung eine Separie- rung der vorbestimmten Anzahl an Fäden festgestellt ist, ein Abteilmittel in der Lücke zwischen dem mindestens einen separierten Faden und dem ersten Faden der verbleibenden Fadenschicht angeordnet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund eines Messergebnisses der Separiervorgang so lange wiederholt wird, bis die Detektionseinrichtung einen oder mehrere korrekt separierte Fäden detektiert.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugmittel unmittelbar vor einem vordersten Faden einer Fadenschicht positioniert wird, der vorderste Faden durch den Unterdruck des Saugmittels angesogen wird, das Saugmittel so lange von der Fadenschicht entfernt wird, bis die Detektionseinrichtung genau einen einzelnen Fa- den detektiert.
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