WO2005068985A2 - Verfahren und vorrichtung zur optischen überwachung eines laufenden faserstranges - Google Patents

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WO2005068985A2
WO2005068985A2 PCT/EP2005/000292 EP2005000292W WO2005068985A2 WO 2005068985 A2 WO2005068985 A2 WO 2005068985A2 EP 2005000292 W EP2005000292 W EP 2005000292W WO 2005068985 A2 WO2005068985 A2 WO 2005068985A2
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light
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Gerald Berger
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Saurer Gmbh & Co. Kg
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8914—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined
    • G01N21/8915—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined non-woven textile material

Definitions

  • the invention relates to a method for the optical monitoring of a running fiber strand according to the preamble of claim 1 and a device for carrying out the method according to the preamble of claim 8.
  • a fiber strand in the sense of the present invention is both
  • the fiber material present can contain impurities in the form of foreign substances and foreign fibers, which can lead to undesirable irregularities in the thread produced therefrom and thus also in the textiles produced in subsequent processes.
  • the fiber strand is optically monitored to prevent such contaminants from getting into the thread or the textile.
  • a method and a device are known from EP 0643294 A1, in which a light signal is applied to the fiber strand. The one produced by the fiber strand
  • Reflection signal is led to an image by means of a detector.
  • the light intensity of the image is compared with a predetermined threshold.
  • the predefined threshold value specifies the limit value for contamination that is still permissible in the Fiber strand. In the event that this limit value is exceeded, an error signal is generated in order to trigger a process intervention.
  • the known method and the known device are based on the fact that the foreign substances and foreign fibers are present in such a way that they have a clearly different reflection behavior of light signals with respect to the fiber to be produced. In cases where, for example, foreign fibers of the same color or foreign substances are incorporated in the fiber strand, identification with the known methods and the known device is not possible.
  • the invention is based on the knowledge that natural fibers such as cotton, for example, consist of a cell network in the microscopic structure. Such a fiber is very poorly able to conduct a light signal because of the cell transitions. In contrast, however, artificial substances or fibers have a relatively good light conductivity. Based on this knowledge, the invention provides that the light signal first strikes the fiber strand in a coupling area, while the transmitted light signal from the fiber strand is detected in a coupling area lying outside the coupling area. The decoupled light signal thus points to foreign fibers that have a light conductivity and can thus lead the coupled light signal from the coupling area into the coupling area.
  • the coupling area defines the zone in which the light signal impinges on the fiber strand.
  • the decoupling area denotes the zone in which the forwarded
  • Light signal is sensed when it is coupled out.
  • the light source is aligned with the coupling area and the detector with the coupling area.
  • the invention is therefore particularly suitable for identifying in particular foreign fibers made of plastic, such as polypropylene, which are usually used in practice as packaging material for the non-spun natural fiber and can thus reach the spinning process when unpacking as a foreign component in the further processing of the natural fibers.
  • plastic such as polypropylene
  • plastic fibers have a smooth surface, they are not integrated into the natural fiber structure like a natural fiber. Due to the lack of static friction, a large number of kinks occur along the only partially integrated foreign fiber made of plastic, which lead to the coupling and decoupling of the light signals.
  • the coupling-in area and the coupling-out area can therefore be separated from one another.
  • the areas can be arranged next to one another on the fiber strand at a distance in the millimeter range and / or be offset from one another at an angle which essentially likewise prevents the areas from touching or even overlapping. In this way, even very short pieces of fiber can be reliably identified.
  • a minimum distance between the coupling-in area and the coupling-out area prevents reflection signals from the coupling-in area from being recorded, which would influence the measurement result and thus the reliable detection of foreign fibers.
  • a distance in the range of 0.5 mm to 5 mm has proven itself.
  • the light signal is projected perpendicularly onto the fiber strand as a very narrow band.
  • the light signal is preferably generated by a laser.
  • the light band preferably has a width of approximately 2 mm.
  • the decoupled light signal is received by a photocell in accordance with an advantageous development of the invention.
  • the light intensity of the outcoupled light signal is decisive for determining the foreign fibers or the foreign substance.
  • the photocell can be combined with an optical system, advantageously with a macro lens, by means of which the coupling-out area on the fiber strand is defined.
  • the measured light intensity is compared with a threshold value in order to reliably detect a foreign substance and to prevent the foreign substance from reaching the end product.
  • An error signal is only generated when the threshold value is exceeded, which in turn triggers a process intervention, in particular a process interruption with subsequent elimination of the section of the fiber strand containing foreign fibers.
  • the device according to the invention has evaluation electronics with a storage means and a computing means. The evaluation electronics can thus be combined directly with a control device by which the manufacturing process is controlled.
  • Fig. 1 schematically shows a first embodiment of the device according to the invention for performing the method according to the invention.
  • Fig. 2 schematically shows a plan view of a fiber strand to be monitored
  • Fig. 3 schematically shows another embodiment of the device according to the invention for performing the method according to the invention
  • FIG. 1 schematically shows a first exemplary embodiment of the device according to the invention for carrying out the method according to the invention for the optical monitoring of a fiber strand, for example in the form of a fiber ribbon.
  • This fiber strand can alternatively also be a thread.
  • the device has a light source 2, which is designed as a laser and which generates a bundled light signal 3 perpendicular to the running fiber strand 1.
  • the light signal 3 strikes the surface of the fiber strand 1 in a coupling region 4.
  • a coupling-out area 6 is assigned to the coupling-in area 4 at a distance A in the running direction of the fiber strand 1.
  • the outcoupling area 6 represents the zone on the fiber strand 1 to which a detector 9 and an optical system 8 are aligned for monitoring the fiber strand.
  • the detector 9 is designed as a photocell, which is coupled to an evaluation electronics 10.
  • the evaluation electronics 10 contain a storage means 11 and computer means 12.
  • the evaluation electronics 10 is connected to a control device 13.
  • FIG. 2 shows schematically a top view of the fiber strand 1 with a light signal projected onto the surface of the fiber strand 1, which is in the form of a Light band 14 represents the coupling area 4.
  • the coupling-out area 6 set by the optics 8 is identified as a circle.
  • a light signal 3 generated by a light source 2 is projected onto the surface of the fiber strand 1 in a first position.
  • This position is referred to as the coupling region 4, in which the light signal 3 is coupled into the fiber composite of the fiber strand 1.
  • a quantity of light also reaches the foreign fiber 5 from the light signal 3.
  • the light is preferably coupled in at kinks or edges of the foreign fiber and passed on through the foreign fiber. In this way, the light inside the foreign fiber 5 arrives at the coupling-out area 6 arranged at a distance A.
  • the coupling-out area 6 is scanned perpendicularly to the fiber strand 1 by the optics 8 and the detector 9.
  • the optics 8 are preferably formed by a macro lens in order to obtain the smallest possible observation area covering the thickness of the fiber strand.
  • the size of the decoupling area depends on the thickness of the fiber strand. Due to the kinks contained in the foreign fiber 5, light waves are coupled out, which reach the detector 9 from the coupling area 6.
  • the detector 9 is designed as a photocell in order to receive and evaluate the out-coupled light signals.
  • the distance A between the coupling area 4 and the coupling area 6 is approximately 1 mm. That is the distance over which the light must be directed. Depending on the circumstances and the size of the foreign fibers to be detected, the distance can be 0.5 mm to 5 mm or more.
  • the detector 9 is linked to the evaluation electronics 10.
  • a threshold value is stored in the storage means 11 of the evaluation electronics 10.
  • the threshold value represents a permissible light intensity, which serves as a limit for identification of a foreign substance.
  • the measurement signal emitted by the detector and the threshold value are compared with one another in the computer means 12, which can be formed, for example, by a comparator. If the threshold value is exceeded, an error signal is generated, which is forwarded by the evaluation electronics directly to the control device 13. Within the control device 13, the error signal leads to the triggering of a process change, in particular an interruption of the fiber strand with subsequent elimination of the error point. This ensures that the fiber section with the foreign fiber does not get into the end product.
  • the light source and the detector are arranged in one plane with the longitudinal axis of the fiber strand and combined, for example, in one structural unit. This is due to the generally non-uniform and irregular course of the foreign fiber
  • the light source and the detector can be arranged at an angle deviating from 90 ° with respect to the running direction of the fiber strand. Furthermore, the use of a laser as a light source and a photo cell as a detector in the
  • FIG. 1 Exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • other light-emitting optical systems can also be used which have a divergence towards 0 in order to project light signals onto the surface of the fiber strand.
  • Line sensors can also advantageously be used as detectors.
  • FIG. 3 schematically shows a further exemplary embodiment of the device according to the invention for carrying out the method according to the invention.
  • a schematic view is shown transversely to the grain direction.
  • the fiber strand 1 is shown in a cross-sectional view that is the same as the plane of the drawing.
  • a light signal 3 for example, a light emitting diode is provided.
  • an optical system 15 consisting of a lens and a diaphragm.
  • the light signals 3 strike the fiber strand 1 in the coupling region 4.
  • the coupling-out area 6 is assigned an optical system 8, for example in the form of a macro lens, and a detector 9, for example in the form of a photo cell.
  • FIG. 3 The function of the device shown in FIG. 3 is identical to the previous exemplary embodiment, so that reference is made to the preceding description here.
  • the angular offset between the optical axes allows a very compact design.
  • the method and the device according to the invention have the particular advantage that, especially when processing natural fibers, the foreign fiber components released from the packaging material, even if they are transparent or do not differ in color from the natural fibers, can be reliably identified and eliminated.
  • Braids made of foil tapes, preferably made of polypropylene, are used as packaging. Due to the light conductivity of the PP fiber, identification when monitoring the fiber strand is possible with a high degree of security. In principle, any visible light spot within the decoupling area can be identified as a foreign substance.

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Abstract

Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Überwachung eines laufenden Faserstrangs aus Naturfasern beschrieben. Hierbei wird ein Lichtsignal auf den Faserstrang gesendet, welches an einer anderen Stelle der Oberfläche des Faserstranges wieder ausgesendet, durch einen Detektor empfangen und zur Bestimmung eines Fremdstoffes ausgewertet wird. Somit können die Licht leitenden Fremdstoffe von den nicht Licht leitenden Naturfasern unterschieden werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur optischen Überwachung eines laufenden Faserstranges
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Überwachung eines laufenden Faserstranges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8. Unter einem Faserstrang im Sinne vorliegender Erfindung ist sowohl ein
Faserband oder ein Vorgarn, welche später zu einem Faden weiterverarbeitet werden oder auch der Faden selbst zu verstehen.
Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung sind beispielsweise aus der EP 0643294 A1 bekannt.
Bei der Weiterverarbeitung von Fasermaterialien ist es bekannt, dass das vorgelegte Fasermaterial Verunreinigungen in Form von Fremdstoffen und Fremdfasern enthalten kann, die zu unerwünschten Unregelmäßigkeiten in dem daraus hergestellten Faden und damit auch in nachfolgenden Prozessen hergestellten Textilien führen können. Zur Vermeidung, dass derartige Verunreinigungen in den Faden oder die Textilie gelangen, wird der Faserstrang optisch überwacht. Aus der EP 0643294 A1 ist hierzu ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei welcher der Faserstrang mit einem Lichtsignal beaufschlagt wird. Das von dem Faserstrang erzeugte
Reflektionssignal wird mittels eines Detektors zu einer Abbildung geführt. Mittels einer Auswertungselektronik wir die Lichtintensität der Abbildung mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen. Der vorgegebene Schwellwert gibt hierbei den Grenzwert für eine noch zulässige Verunreinigung in dem Faserstrang an. Für den Fall, dass dieser Grenzwert überschritten wird, wird ein Fehlersignal erzeugt, um einen Prozesseingriff auszulösen.
Das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung basieren darauf, dass die Fremdstoffe und Fremdfasern in ihrer Erscheinung derart vorliegen, dass sie ein deutlich unterschiedliches Reflektionsverhalten von Lichtsignalen gegenüber der herzustellenden Faser aufweisen. In den Fällen, in denen beispielsweise gleichfarbige Fremdfasern oder Fremdstoffe in dem Faserstrang eingebunden sind, ist eine Identifizierung mit den bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung nicht möglich.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines Faserstranges aus Naturfasern der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, durch welches bzw. durch welche auch eine Identifizierung von gleichfarbigen oder transparenten Fremdfasern in dem Faserstrang möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 8 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass Naturfasern wie beispielsweise Baumwolle im mikroskopischen Aufbau aus einem Zellverbund bestehen. Solch eine Faser ist wegen der Zellübergänge nur sehr schlecht in der Lage, ein Lichtsignal zu leiten. Demgegenüber besitzen jedoch künstliche Stoffe oder Fasern eine relativ gute Lichtleitfähigkeit. Aus dieser Erkenntnis heraus sieht die Erfindung vor, dass das Lichtsignal zunächst in einem Einkopplungsbereich auf den Faserstrang auftrifft, während das weitergeleitete Lichtsignal aus dem Faserstrang in einem außerhalb des Einkopplungsbereiches liegenden Auskopplungsbereich detektiert wird. Das ausgekoppelte Lichtsignal weist somit auf Fremdfasern hin, die eine Lichtleitfähigkeit aufweisen und somit das eingekoppelte Lichtsignal aus dem Einkopplungsbereich in den Auskopplungsbereich führen können. Der Einkopplungsbereich definiert die Zone, in welchem das Lichtsignal auf den Faserstrang auftrifft. Der Auskopplungsbereich bezeichnet die Zone, in der das weitergeleitete
Lichtsignal sensorisch erfasst wird, wenn es ausgekoppelt wird. Hierfür ist die Lichtquelle auf den Einkopplungsbereich und der Detektor auf den Auskopplungsbereich ausgerichtet.
Die Erfindung ist somit besonders geeignet, insbesondere Fremdfasern aus Kunststoff, wie Polypropylen, zu identifizieren, die in der Praxis üblicherweise als Verpackungsmaterial für die nicht versponnene Naturfaser verwendet werden und so beim Entpacken als Fremdbestandteil in der Weiterverarbeitung der Naturfasern bis in den Spinnvorgang gelangen können.
Da Kunststofffasern eine glatte Oberfläche aufweisen, werden diese nicht in den Naturfaserverband wie eine Naturfaser eingebunden. Wegen der fehlenden Haftreibung tritt eine Vielzahl von Knickstellen entlang der nur teilweise eingebundenen Fremdfaser aus Kunststoff auf, die zur Einkopplung und Auskopplung der Lichtsignale führen. Daher können der Einkopplungsbereich und der Auskopplungsbereich voneinander getrennt werden. Die Bereiche können mit einem Abstand im Millimeterbereich nebeneinander an dem Faserstrang angeordnet und /oder in einem Winkel zueinander versetzt sein, der im Wesentlichen ebenfalls eine Berührung oder gar Überschneidung der Bereiche verhindert. Auf diese Weise sind auch sehr kurze Faserstücke sicher identifizierbar. Durch einen Mindestabstand zwischen dem Einkopplungsbereich und dem Auskopplungsbereich wird vermieden, dass Reflektionssignale aus dem Einkopplungsbereich mit erfasst werden, die das Messergebnis und damit die sichere Erfassung von Fremdfasern beeinflussen würden. Ein Abstand im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm hat sich bewährt. Um eine möglichst hohe Lichtintensität in dem Einkopplungsbereich zu erhalten, wird das Lichtsignal als ein sehr schmales Band senkrecht auf den Faserstrang projiziert. Dabei wird das Lichtsignal vorzugsweise durch einen Laser erzeugt. Das Lichtband besitzt dabei vorzugsweise eine Breite von ca. 2 mm.
Um auf einfache Art und Weise das Vorhandensein eines Fremdstoffes zu bestimmen, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das ausgekoppelte Lichtsignal durch eine Fotozelle empfangen. Hierbei ist die Lichtintensität des ausgekoppelten Lichtsignals maßgeblich zur Bestimmung der Fremdfasern bzw. des Fremdstoffes.
Um dabei einen möglichst eng begrenzten Bereich an dem Faserstrang zu detektieren, lässt sich die Fotozelle mit einer Optik, vorteilhaft mit einer Makrolinse, kombinieren, durch welche der Auskopplungsbereich am Faserstrang definiert ist.
Zur sicheren Erkennung eines Fremdstoffes und um zu vermeiden, dass der Fremdstoff in das Faserendprodukt gelangt, wird die gemessene Lichtintensität mit einem Schwellwert verglichen. Erst bei Überschreitung des Schwellwertes wird ein Fehlersignal erzeugt, das wiederum einen Prozesseingriff, insbesondere eine Prozessunterbrechung mit anschließender Eliminierung des Fremdfasern enthaltenden Abschnittes des Faserstrangs, auslöst. Hierzu weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Auswertungselektronik mit einem Speichermittel und einem Rechnermittel auf. Die Auswertungselektronik lässt sich somit unmittelbar mit einer Steuereinrichtung kombinieren, durch welche der Herstellungsprozess gesteuert ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Hinweis auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Fig. 2 schematisch eine Draufsicht auf einen zu überwachenden Faserstrang
Fig. 3 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
In Fig. 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur optischen Überwachung eines Faserstranges beispielhaft in Form eines Faserbandes dargestellt. Es kann sich bei diesem Faserstrang alternativ auch um einen Faden handeln.
Die Vorrichtung weist eine Lichtquelle 2 auf, die als Laser ausgebildet ist und die ein gebündeltes Lichtsignal 3 senkrecht zu dem laufenden Faserstrang 1 erzeugt. Das Lichtsignal 3 trifft in einem Einkopplungsbereich 4 auf die Oberfläche des Faserstranges 1.
In einem Abstand A in Laufrichtung des Faserstranges 1 ist dem Einkopplungsbereich 4 ein Auskopplungsbereich 6 zugeordnet. Der Auskopplungsbereich 6 stellt die Zone an dem Faserstrang 1 dar, auf welche ein Detektor 9 und eine Optik 8 zur Überwachung des Faserstranges ausgerichtet sind. Der Detektor 9 ist als eine Fotozelle ausgebildet, die mit einer Auswertungselektronik 10 gekoppelt ist. Die Auswertungselektronik 10 enthält ein Speichermittel 11 und Rechnermittel 12. Die Auswertungselektronik 10 ist mit einer Steuereinrichtung 13 verbunden.
Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend neben der Figur 1 auch auf die Figur 2 Bezug genommen. Die Figur 2 zeigt hierbei schematisch eine Draufsicht auf den Faserstrang 1 mit einem auf die die Oberfläche des Faserstranges 1 projizierten Lichtsignal, das in Form eines Lichtbandes 14 den Einkopplungsbereich 4 darstellt. Im Abstand neben dem Einkopplungsbereich 4 ist der durch die Optik 8 eingestellte Auskopplungsbereich 6 als Kreis kenntlich gemacht.
Zur Überwachung des laufenden Faserstranges 1 , bestehend aus Naturfasern, wird in einer ersten Position ein durch eine Lichtquelle 2 erzeugtes Lichtsignal 3 auf die Oberfläche des Faserstranges 1 projiziert. Diese Position wird als Einkopplungsbereich 4 bezeichnet, in welchem das Lichtsignal 3 in den Faserverbund des Faserstranges 1 eingekoppelt wird. Für den Fall, dass der Faserstrang 1 eine Fremdfaser 5 aus Kunststoff enthält, gelangt von dem Lichtsignal 3 eine Lichtmenge auch in die Fremdfaser 5. Das Licht wird vorzugsweise an Knickstellen oder Kanten der Fremdfaser eingekoppelt und durch die Fremdfaser weitergeleitet. So gelangt das Licht innerhalb der Fremdfaser 5 zu dem im Abstand A angeordneten Auskopplungsbereich 6. Senkrecht zu dem Faserstrang 1 wird der Auskopplungsbereich 6 durch die Optik 8 und den Detektor 9 abgetastet. Die Optik 8 wird vorzugsweise durch eine Makrolinse gebildet, um einen möglichst kleinen, den Faserstrang in seiner Dicke überdeckenden Beobachtungsbereich zu erhalten. Die Größe des Auskopplungsbereiches richtet sich dabei nach der Dicke des Faserstranges. Durch die in der Fremdfaser 5 enthaltenen Knickstellen werden Lichtwellen ausgekoppelt, die vom Auskopplungsbereich 6 zu dem Detektor 9 gelangen. Der Detektor 9 ist als Fotozelle ausgebildet, um die ausgekoppelten Lichtsignale zu empfangen und auszuwerten. Der Abstand A zwischen dem Einkopplungsbereich 4 und dem Auskopplungsbereich 6 beträgt ca. 1 mm. Das ist die Distanz über welche das Licht geleitet werden muß. Der Abstand kann je nach Gegebenheit und je nach Größe der zu detektierenden Fremdfasern 0,5 mm bis 5 mm oder mehr betragen.
Zur Auswertung der von der Fotozelle erfassten Lichtsignale ist der Detektor 9 mit der Auswertungselektronik 10 verknüpft. In dem Speichermittel 11 der Auswertungselektronik 10 ist ein Schwellwert hinterlegt. Der Schwellwert stellt dabei eine zulässige Lichtintensität dar, die als Grenzwert zur Identifizierung eines Fremdstoffes dient. Das von dem Detektor abgegebene Messsignal und der Schwellwert werden in dem Rechnermittel 12, das beispielsweise durch einen Komparator gebildet sein kann, miteinander verglichen. Bei Überschreitung des Schwellwertes wird ein Fehlersignal generiert, welches von der Auswertungselektronik unmittelbar an die Steuereinrichtung 13 weitergeleitet wird. Innerhalb der Steuereinrichtung 13 führt das Fehlersignal zur Auslösung einer Prozessänderung insbesondere einer Unterbrechung des Faserstranges mit anschließender Eliminierung der Fehlerstelle. Somit wird sichergestellt, dass der Faserabschnitt mit der Fremdfaser nicht in das Endprodukt gelangt.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Lichtquelle und der Detektor in einer Ebene mit der Längsachse des Faserstrangs angeordnet und beispielsweise in einer Baueinheit kombiniert. Aufgrund des in der Regel ungleichförmigen und unregelmäßigen Verlaufs der Fremdfaser ist das
Einkoppeln und Auskoppeln der Lichtsignale gewährleistet. Zur Verbesserung des Einkoppel- bzw. Auskoppeleffektes können jedoch die Lichtquelle und der Detektor in einem Winkel abweichend von 90° im Bezug auf die Laufrichtung des Faserstranges angeordnet sein. Des Weiteren ist die Verwendung eines Lasers als Lichtquelle und einer Fotozelle als Detektor in dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beispielhaft. Grundsätzlich können auch andere Licht emittierende optische Systeme eingesetzt werden, die eine Divergenz gegen 0 aufweisen, um Lichtsignale auf die Oberfläche des Faserstranges zu projizieren. Als Detektoren lassen sich vorteilhaft auch Zeilensensoren einsetzen.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Hierbei ist eine schematische Ansicht quer zur Faserlaufrichtung gezeigt. Der Faserstrang 1 ist hierbei in einer Querschnittsansicht, die gleich der Zeichnungsebene ist, dargestellt. Zur Erzeugung eines Lichtsignals 3 ist hierbei beispielsweise eine Leuchtdiode vorgesehen. Um möglichst ein Leuchtband mit hoher Intensität an der Oberfläche des Faserstranges 1 zu erzeugen, ist ein optisches System 15, bestehend aus einer Linse und einer Blende, vorhanden. Dabei treffen die Lichtsignale 3 in dem Einkopplungsbereich 4 auf den Faserstrang 1.
Die optische Achse des Auskopplungsbereiches 6 liegt jedoch um einen Winkel versetzt zu der optischen Achse des Einkopplungsbereiches 3. Dem Auskopplungsbereich 6 ist eine Optik 8, beispielsweise in Form einer Makrolinse, und ein Detektor 9, beispielsweise in Form einer Fotozelle, zugeordnet.
Die Funktion der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung ist identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, so dass zu der vorhergehenden Beschreibung an dieser Stelle Bezug genommen wird. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel kann auch zusätzlich ein geringer Abstand zwischen dem Einkopplungsbereich und dem Auskopplungsbereich in Längsrichtung des Faserstrangs vorhanden sein. Der Winkelversatz zwischen den optischen Achsen erlaubt eine sehr kompakte Bauweise.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzen den besonderen Vorteil, dass speziell bei der Verarbeitung von Naturfasern die aus dem Verpackungsmaterial gelösten Fremdfaserbestandteile, auch wenn sie transparent sind oder in ihrer Farbe nicht von den Naturfasern abweichen, sicher identifizierbar und eliminierbar sind. Als Verpackung werden Geflechte aus Folienbändchen vorzugsweise aus Polypropylen verwendet. Durch die Lichtleitfähigkeit der PP-Faser ist die Identifizierung bei der Überwachung des Faserstranges mit hoher Sicherheit möglich. Im Grundsatz lässt sich jeder innerhalb des Auskopplungsbereiches sichtbare Lichtspot als Fremdstoff identifizieren.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur optischen Überwachung eines laufenden Faserstrangs aus Naturfasern, bei welchem zumindest ein Lichtsignal auf den Faserstrang gesendet wird und bei welchem ein von dem Faserstrang ausgesendetes Lichtsignal durch einen Detektor empfangen und zur Bestimmung eines Fremdstoffes aus Kunststoff ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auskopplungsbereich für das Lichtsignal durch den Detektor abgetastet wird, der außerhalb eines Einkopplungsbereiches, in dem das Lichtsignal auf den Faserstrang auftrifft, angeordnet ist, wobei das Lichtsignal von dem Einkopplungsbereich zum Auskopplungsbereich durch die Licht leitenden Eigenschaften des Fremdstoffes aus Kunststoff transmittiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtsignal in dem Einkopplungsbereich mit einem Abstand von wenigen Millimetern zu dem Auskopplungsbereich auf den Faserstrang auftrifft.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtsignal als ein sehr schmales Band quer liegend zum Faserstrang auf der Oberfläche des Faserstrangs projiziert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtsignal durch einen Laser erzeugt wird, welcher ein gebündeltes Lichtsignal im Einkopplungsbereich auf den Faserstrang projiziert.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtsignal durch eine Fotozelle empfangen wird, wobei die
Lichtintensität des Signals zur Bestimmung des Fremdstoffes ausgewertet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswertung die gemessene Lichtintensität mit einem Schwellwert verglichen wird, dass bei Überschreitung des Schwellwertes ein Fehlersignal erzeugt wird und dass das Fehlersignal einen Prozesseingriff auslöst.
7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Auskopplungsbereichs durch eine der Fotozelle zugeordneten Optik bestimmt wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 7 mit einer Lichtquelle (2) , mit einem durch die Lichtquelle (2) beleuchteten laufenden Faserstrang (1) aus Naturfasern, mit einem Detektor (9) zum Empfangen eines vom Faserstrang (1) ausgesendeten Lichtsignals (7) und mit einer mit dem Detektor (9) verbundenen Auswertungselektronik (10) zur Bestimmung eines Fremdstoffes (5) aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) auf einen Einkopplungsbereich (4) ausgerichtet ist, in welchem das Lichtsignal (3) auf den Faserstrang (1) auftrifft, dass der Detektor (9) zum Empfangen des transmittierten Lichtsignals (7) auf einen Auskopplungsbereich (6) ausgerichtet ist, und dass der Einkopplungsbereich (4) und der Auskopplungsbereich (6) voneinander getrennt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand A zwischen dem Einkopplungsbereich (4) des Lichtsignals (3) und dem Auskopplungsbereichs (6) des Lichtsignals (7) vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand im Bereich von 0,5mm bis 5mm liegt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) derart beschaffen ist, dass das Lichtsignal (3) als ein sehr schmales Band (14) quer liegend zur Laufrichtung des Faserstrangs (1) projizierbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle als ein Laser (2) ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (9) durch eine Fotozelle gebildet ist, durch welche die Lichtintensität des Signals (7) erfasst wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Fotozelle (9) eine Optik (8) zugeordnet ist und dass die Optik (8) zumindest eine Makrolinse aufweist, durch welche der Auskopplungsbereich (7) bestimmt ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungselektronik (10) ein Speichermittel (11 ) zur Aufnahme eines Schwellwertes für die Lichtintensität sowie Rechnermittel (12) zur Bestimmung eines Fehlersignals zur Identifizierung eines Fremdstoffes aufweist.
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