CH359908A - Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung von spontanen Querschnittsänderungen in einem langgestreckten Textilgebilde, z.B. in Garnen, Vorgarnen und Bändern - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung von spontanen Querschnittsänderungen in einem langgestreckten Textilgebilde, z.B. in Garnen, Vorgarnen und Bändern
Gegenstand des Hauptpatentes bildet ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Feststellung von spontanen Querschnittsänderungen in einem langgestreckten   Textllgebilde,    z. B. in Garnen, Vorgarnen und Bändern mittels Messkondensatoren und elektrischer Brückenschaltung.

   Gemäss dem Verfahren des Hauptpatentes wird das zu kontrollierende Textilgebilde durch eine Messkondensatorkombination mit mindestens zwei benachbarten Messfeldern, deren zugehörige Teilkondensatoren in zwei verschiedene Zweige einer elektrischen Brücke geschaltet sind, hindurchgezogen, das Ganze derart, dass spontane Querschnittsänderungen gleichzeitig nur eines der beiden Kondensatorfelder beeinflussen können, so dass das Gleichgewicht der elektrischen Brücke durch spontane Querschnittsänderungen gestört wird, während anderseits   langwellige    Querschnittsänderungen in beiden Messfeldern gleichzeitig eine gleich grosse Beeinflussung zur Folge haben, so dass durch   langwellige    Querschnittsänderungen keine Störung des Brückengleichgewichtes erfolgt.



   Das Hauptpatent beschreibt auch Verfahrensbeispiele und entsprechende Vorrichtungen, gemäss welchen die in den Kondensatoren auftretenden Kapazitätsänderungen dazu benützt werden, die Ausmerzung der Garnfehler auszulösen, sobald sie eine bestimmte Grösse überschreiten.



   Das Verfahren des Hauptpatents verfolgt den Zweck, zwischen kurzen, spontanen Querschnittsänderungen, welche fast ausschliesslich Garnfehler darstellen, und den durch den Spinnprozess bedingten - nicht   fehlerhaften - langweilig    verlaufenden Querschnittsänderungen zu unterscheiden, indem die kurzen spontanen Querschnittsänderungen gleichzeitig nur eines der beiden Kondensatorfelder beeinflussen und dadurch grosse Kapazitätsunterschiede in den Messfeldern verursachen, während die langwellig verlaufenden Querschnittsänderungen zu gleicher Zeit in beiden Kondensatorfeldern ungefähr gleiche Kapazitätsänderungen hervorrufen, deren Differenz nur sehr klein ist.



   Die konstruktive Ausbildung der Messkondensatoren muss in jedem Falle darauf Rücksicht nehmen, welches Rohmaterial geprüft werden soll, weil die mittlere Stapellänge desselben sowohl die Länge der spontanen - fehlerhaften - Querschnittsänderungen, als auch die Länge   der - nicht    fehlerhaften -   langwelligen    Querschnittsschwankungen ausschlaggebend beeinflusst. Da jedes Gespinst naturgemäss auch   kurzwellige - nicht    fehlerhafte  Querschnittsschwankungen infolge der zufälligen Faserverteilung aufweist, muss dem den Kapazitätsschwankungen entsprechenden elektrischen Signal ein bestimmter Minimalwert zugestanden werden, welcher noch keinen Garnfehler zu bedeuten hat.

   Erst oberhalb dieses Minimalwertes kann jener Schwellwert festgelegt werden, bei dessen   Über-    schreiten ein Abschneiden und Ausmerzen des   feh-    lerhaften Stückes ausgelöst wird.



   Es ist nun in der Praxis durchaus möglich, dass eine spontane   Querschnittsänderung    des Textilmaterials, welche ihrer Grösse und Form nach als fehlerhaft qualifiziert und ausgemerzt werden sollte, zufälligerweise in einer dünnen Materialstelle sitzt, so dass die Gesamtmasse des Textilmaterials im einen der beiden Kondensatoren nicht wesentlich grö sser ist als die Fasermasse im andern Kondensator, welcher zufälligerweise ein eher dickes Garnstück enthalten kann. Die spontane Querschnittsänderung wird in diesem Falle nicht registriert, trotzdem ihre Grösse den Schwellwert überschreiten müsste.



  Im entgegengesetzten Falle kann auf einer dicken,  aber noch durchaus zulässigen Stelle des Textilmaterials eine an sich   unbedeutendenicht    als eigentlicher Fehler zu   bezeichnende - Verdickung    (Nisse) sitzen, die nicht weiter zu beachten wäre.



  Durchläuft diese Stelle den einen der beiden Kondensatoren und befindet sich zufälligerweise eine etwas dünne aber auch fehlerfreie Stelle im anderen Kondensator, so kann die Differenz zwischen den beiden Kapazitätswerten eine unerwünschte Auslösung der Messapparatur und die Ausmerzung eines nicht fehlerbehafteten Garnstückes hervorrufen. Mit anderen Worten, die Feststellung spontaner Querschnittsänderungen mit Hilfe der Messung und des Vergleiches der   Materialquerschnitte    nur zweier   hintereinanderliegender    Materialabschnitte ist nicht immer zuverlässig genug.

   Das heisst es kann in gewissen Fällen vorkommen, dass die durch die Messvorrichtung beispielsweise betätigte Reinigungsvorrichtung bereits ausgelöst wird, wenn eine Verdickung das Messorgan durchläuft, die ihrer wirklichen Grösse nach noch nicht entfernt werden müsste; in anderen Fällen wiederum können Fehlerstellen im Textilmaterial das Messorgan passieren, ohne dass die Reinigungsvorrichtung in Funktion tritt, so dass das gereinigte Textilmaterial noch immer einige Garnfehler enthält, die bei der Weiterverarbeitung stören können.



   Die vorliegende Erfindung bringt diesbezüglich eine wesentliche Verbesserung und betrifft ein Verfahren zur Feststellung von spontanen Querschnitts änderungen in einem langgestreckten Textilgebilde nach dem Patentanspruch I   des    Hauptpatentes, welches sich dadurch auszeichnet, dass beidseits eines zentralen elektrischen Kondensatorfeldes mindestens zwei weitere aussenliegende Kondensatorfelder angeordnet werden, wobei das zu kontrollierende Tex  tilgebilde    (10) nacheinander durch alle Kondensatorfelder geführt wird.



   Die Zusatzerfindung betrifft auch eine Vorrichtung gemäss Patentanspruch II des Hauptpatentes zur Durchführung des Verfahrens, welche sich auszeichnet durch mindestens drei einander benachbarte und vom zu kontrollierenden Textilgebilde beeinflusste Kondensatorfelder, welche aus einer gemeinsamen Kondensatorelektrode (2) einerseits und anderseits von einer Anzahl von Teilelektroden (3, 4, 5) gebildet sind, die gleich der Anzahl der Kondensatorfelder ist.



   Im folgenden werden anhand der Beschreibung und der Figuren das erfindungsgemässe Verfahren, sowie eine entsprechende Vorrichtung beispielsweise erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 schematisch einen Messkondensator mit einer Brückenschaltung,
Fig. 2 eine zum Betrieb des   Messkondensators    geeignete weitere elektrische Brückenschaltung,
Fig. 3 die Dimensionen eines Messkondensators in bezug auf die Stapellänge und den Querschnittsverlauf einer als Verzugswelle bezeichneten Schwankung im zu kontrollierenden Textilmaterial in Funktion der Länge,
Fig. 4 ein konstruktives Detail.



   In Fig. 1 ist eine Messkondensatorkombination gezeigt, welche aus einer gemeinsamen Elektrode 2 und drei von derselben isolierten Elektroden 3, 4 und 5 aufgebaut ist. Die beiden äusseren Elektroden 4 und 5 sind elektrisch miteinander verbunden und bilden mit der Spule   7' den    einen Zweig einer elektrischen Brücke, während die mittlere Elektrode 3 mit dem Spulenteil   7" den    andern Zweig der ge   genannten    elektrischen Brücke ergibt. Die Speisung der Brücke erfolgt aus einer Wechselspannungsquelle 6, während die Ausgangsspannung in bekannter Weise an den Punkten 11 und 12 auftritt. Das zu kontrollierende Textilmaterial 10 durchläuft diese Messkondensatorkombination 1 beispielsweise in Pfeilrichtung von oben nach unten.



   Durch diese Anordnung der elektrischen Schaltung und der Teilkondensatoren wird erreicht, dass beim Durchl'aufen eines im Textilmaterial 10 enthaltenen Garnfehlers 20, welcher im allgemeinen als Verdickung sichtbar ist, zuerst nur der äussere Teilkondensator 5-2 eine Kapazitätsänderung er   fährt; der Teilkondensator 1 2 wird noch nicht    beeinflusst. Folglich wirkt sich als gesamte Kapazitätsänderung nur das Mittel aus den beiden Kapazitäten der Teilkondensatoren 4-2 und 5-2 aus.

   Sobald nun der genannte Garnfehler 20 in den mittleren Teilkondensator 3-2 eintritt, so verlässt er auch den äusseren Teilkondensator   5-2.    Dies ergibt nun eine kräftige Kapazitätsänderung im mittleren Teilkondensator 3-2, während die Kapazität im äusseren Teilkondensator 5-2 wieder durch das auf den betrachteten Garnfehler 20 folgende Garnstück mit normalem Querschnitt bestimmt wird. Bei weiterer Fortbewegung des Textilmaterials 10 gelangt der Garnfehler 20 endlich in den unteren Teilkondensator 4-2, in welchem er wieder eine Kapazitätsänderung analog derjenigen beim Eintritt in den äusseren Teilkondensator 5-2 hervorruft. Diese letztere Kapazitätsänderung wird aber wieder infolge der elektrischen Parallelschaltung    der beiden äusseren Teilkondensatoren 81 2 und    5-2 gemittelt und dadurch verflacht.



   Damit die Brückenschaltung gemäss Fig. 1 in der Lage ist, zwischen Verdickungen des Textilmaterials 10 und Verdünnungen desselben zu unterscheiden, ist es erforderlich, die Brücke so zu verstimmen, dass der Arbeitspunkt der Brücke immer auf ein und derselben Flanke ihrer Kennlinie liegt. Diese Verstimmung wird mit Hilfe des Abgleichtrimmers 9 vorgenommen. Die infolge der genannten Verstimmung auftretende Gleichstromkomponente des elektrischen Signals U wird vermittels des Kondensators 17 abgetrennt.



   Während in Fig. 1 eine konventionelle Brückenschaltung mit induktiven und kapazitiven Zweigen gezeigt ist, ist in Fig. 2 eine rein kapazitiv wirkende Brücke dargestellt. Die in den Kondensatoren 5 bis  2 und 4-2 respektive 3-2 auftretenden Kapazitätsänderungen werden in der Gleichrichterschaltung mit den Gleichrichtern 25, 26, 27 und 28 in Gleichspannungsschwankungen wie folgt umgeformt:
Die an den Glättungskondensatoren   14' und    14" entstehenden Spannungen entsprechen den Kapazitätswerten der Kondensatoren   W2    und   5-2    beziehungsweise 3-2. Diese beiden Gleichspannungen haben gegenüber Masse umgekehrte Polarität. Die in den Längswiderständen   16' und    16" fl'iessenden Gleichströme kompensieren sich im Potential 11.



  Die durch das Textilmaterial hervorgerufenen Kapazitätsänderungen erzeugen im Potential 11 Spannungsschwankungen gegenüber Masse und stehen nach Abtrennung einer eventuell noch vorhandenen Gleichstromkomponente durch Kondensator 17 an den Klemmen 15-12 als Wechselspannung zur Verfügung.



   Die Eigenschaften von Textilmaterialien, wie sie Garne, Vorgarne und Bänder darstellen, sind bekanntlich sehr stark von der mittleren Stapellänge I des Fasermaterials abhängig. Insbesondere ist der Verlauf des Gewichts pro Längeneinheit in der Materialrichtung mit der mittleren Stapellänge eng verknüpft. Die kürzesten und gleichzeitig die intensivsten Querschnittsänderungen, die im Verlaufe des Spinnprozesses entstehen, sind die sogenannten Verzugswellen, deren Wellenlänge   i.      angenähert    der dreifachen Stapellänge I entspricht, während die Querschnittsschwankungen mit anderen Wellenlängen (sowohl kleineren als auch grösseren) in der Regel weniger intensiv sind. Auch fehlerfreies Textilmaterial weist immer solche Verzugswellen auf, welche in der Weiterverarbeitung nicht stören.



   Aber auch die weitaus meisten Arten von Garnfehlern (spontane Querschnittsänderungen) lassen sich in ihren Längenabmessungen auf die mittlere Stapellänge   1    zurückführen.



   Es ist daher zweckmässig, diese mittlere Stapellänge   T- die    sowohl zwischen verschiedenen Materialien bedeutende Unterschiede als auch zwischen gleichgearteten Materialien noch erhebliche Schwankungen aufweisen kann - als Materialkonstante für die Abmessungen der in Frage stehenden Messvorrichtungen zu verwenden.



   Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die genannten unvermeidlichen Verzugswellen nicht fälschlicherweise als auszumerzende spontane Querschnittsänderungen bewertet werden. Dies erfolgt durch zweckmässige Dimensionierung der Kondensatorelektroden.



   Die Abmessungen der Messkondensatorkombination 1 müssen nämlich so gewählt werden, dass nach Möglichkeit gleichzeitig im einen der äusseren Teilkondensatoren, beispielsweise im Teilkondensator 5-2, ein Querschnittsmaximum der Verzugswelle vorhanden ist, wenn sich im andern äusseren Teilkondensator 4-2 ein Querschnittsminimum der Verzugswelle des betrachteten Textilmaterials 10 befindet. Diese Bedingung ist in Fig. 3 schematisch gezeigt. Auf diese Weise wird erreicht, dass als Summe der Kapazitätsänderungen in den beiden    äusseren Teilkondensatoren 5-2 und zu 3 stets eine    vom Mittelwert des Garnquerschnittes nicht sehr verschiedene Kapazität erhalten wird.



   Diese Bedingung ist dann hinreichend erfüllt, wenn der Abstand a der Mitten der äusseren Teilkondensatoren 4-2 bis 5-2 ungefähr gleich ist der halben Wellenlänge   i    oder gleich der 1,5 fachen mittleren Stapellänge   I    (Fig. 3) des Textilmaterials.



  Da jedoch die genannten Wellenlängen keine konstante Länge aufweisen, weder bei verschiedenen Materialien noch innerhalb ein und desselben Textilmaterials, können auch die Abmessungen der Messkondensatorkombination 1 in bestimmten Grenzen ändern, wie dies weiter unten erläutert wird.



   Bei Baumwollfasern beträgt die mittlere Stapellänge etwa 25 mm, mit welchem Wert die meisten verarbeiteten Qualitäten erfasst sind. Wollfasern sind im Mittel länger; ihre mittlere Stapellänge beträgt etwa 45 mm.



   Die genannten intensiven Verzugswellen besitzen bei Textilmaterial aus Baumwolle demnach eine Wellenlänge von 3 mal 25 mm = 75 mm; bei Textilmaterial aus Wolle dagegen eine Wellenlänge von 3 mal 45 mm   =    135 mm. (Siehe Fig. 3).



   Der Abstand a der Mitten der äusseren Kondensatorfelder kann demnach gleich der   1 - bis    2fachen mittleren Stapellänge gewählt werden; dies ergibt bei einer Messkondensatorkombination für Baumwolle einen Abstand a der Elektrodenmitten von 25 bis 50 mm und bei einer solchen für Wolle einen Abstand a von 45 bis 90 mm.



   Das zentrale Kondensatorfeld soll eine Länge b zwischen dem 0,7- bis   1,4 fachen    der mittleren Sta  pellänge    aufweisen. Dies entspricht einer Elektrodenlänge b von 17,5 bis 35 mm bei Baumwolle und 30 bis 60 mm Länge bei Wolle.



   Die Länge c jeder der äusseren   Teilkondensator-    felder selbst wird mit Vorteil etwa gleich der halben Länge b des zentralen Kondensatorfeldes gemacht; also kann deren Länge c zwischen dem 0,35- bis   0,7 fachen    der mittleren Stapellänge angenommen werden. Auf Baumwolle bezogen ergibt dies eine Elektrodenlänge c von 9 bis 18 mm, während für die Verwendung mit Wolle eine Elektrodenlänge c von 16 bis 32 mm resultiert.



   Das beim Durchgang eines Garnfehlers 20 durch die Messkondensatorkombination 1 an den Klemmen 12-15 auftretende elektrische Signal U wird beispielsweise dazu verwendet, eine Trennvorrichtung zu betätigen, die das Textilmaterial in der Nähe des Garnfehlers abschneidet oder zerreisst. Zu diesem Zweck kann ein magnetisch betätigtes Messer auf das Garn einwirken. Andere Trennvorrichtungen arbeiten so, dass ein Gleitstück 21 magnetisch gegen das Textilmaterial 10 bewegt wird (siehe Fig. 4);  

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Abstand (a) der Mitten der aussenliegenden Kondensatorfelder das eine bis zweifache der mittleren Stapellänge des zu kontrollierenden Textilgebildes (10) gewählt wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Länge (b) des zentralen Kondensatorfeldes das 0,7- bis 1,4 fach der mittleren Stapellänge des zu kontrollierenden Textil gebildes (10) gewählt wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Länge (c) der aussenliegenden Kondensatorfelder das 0,35bis 0,7fach der mittleren Stapellänge des zu kontrollierenden Textilgebildes (10) gewählt wird.

   5. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch Teilelektroden (3, 4, 5), von welchen die aussenliegenden Elektroden (4, 5) parallelgeschaltet sind und in den einen Zweig einer elektrischen Brücke, die zentrale Kondensatorelektrode (3) dagegen in den andern Zweig der genannten Brücke gelegt sind.

   6. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 5, gekennzeichnet durch eine Messkondensatorkombination (1) für Baumwolle, deren aussenliegende Kondensatorelektroden (4, 5) einen Mittenabstand (a) von 25 bis 50 mm aufweisen.

   7. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 5, gekennzeichnet durch eine Messkondensatorkombination (1) für Wolle, deren aussenliegende Kondensatorelektroden (4, 5) einen Mittenabstand (a) von 45 bis 90 mm aufweisen.

   8. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 5, gekennzeichnet durch eine Messkondensatorkombination (1) für Baumwolle mit einer zentralen Kondensatorelektrode (3), deren Länge (b) 17,5 bis 35 mm beträgt.

   9. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 5, gekennzeichnet durch eine Messkondensatorkombination (1) für Wolle mit einer zentralen Kondensatorelektrode (3), deren Länge (b) 30 bis 60 mm beträgt.

   10. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 5, gekennzeichnet durch eine Messkondensatorkombination (1) für Baumwolle mit aussenliegenden Kondensatorelektroden (4, 5), deren Länge (c) je 9 bis 18 mm beträgt.

   11. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 5, gekennzeichnet durch eine Messkondensatorkombination (1) für Wolle mit aussenliegenden Kondensatorelektroden (4, 5), deren Länge (c) je 15 bis 30 mm beträgt.

   12. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 5, gekennzeichnet durch eine zentrale Kondensatorelektrode (3), welche zum Zweck des Durchlasses einer Trennvorrichtung (21) in zwei sobald der Garnfehler mit dem genannten Gleitstück in Berührung kommt, wird das Gleitstück durch Selbstschluss weiter gegen das Textilmaterial gedrängt, wodurch eine derart kräftige Klemmwir- kung auf das Textilmaterial ausgeübt wird, dass dasselbe festgehalten und durch die Fadenspannung der noch weiter wirkenden Abzugvorrichtung werrissen wird.

   Um für die mit der Trennvorrichtung kombinierte Messkondensatorkombination 1 keinen erhöhten Platzbedarf zu benötigen, wird die zentrale Kondensatorelektrode 3 mit Vorteil geteilt ausgeführt, damit das eigentliche Trennorgan (Gleitstück 21) durch die so entstandene Öffnung hindurchtreten kann. Die beiden Elektrodenteile 31' und 31" wer- den dann durch eine leitende Verbindung 22 miteinander elektrisch verbunden.

   Dadurch, dass die Länge c der äusseren Teilelektroden 4 und 5 gleich der halben Länge b der zentralen Elektrode 3 gemacht wird, wird die Summe der beiden Teilkapazitäten 91 2 und 5-2 gleich der Kapazität der zentralen Elektrode 3-2.

   Kleine Unterschiede in diesen KapazitrÅatswerten können durch elektrische Mittel, die in der Brükkenschaltung enthalten sind, beispielsweise durch Veränderung der Widerstände 16' und 16" (Fig. 2), abgeglichen werden, so dass die Brücke so lange im Gleichgewicht ist, als in den beiden äusseren Teilkondensatoren einerseits und im zentralen Kondensator anderseits gleiche Mengen des Textilmaterials 10 enthalten sind.

   PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Feststellung von spontanen Querschnitts änderungen in einem langgestreckten Textilgebilde nach dem Patentanspruch I des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits eines zentralen elektrischen Kondensatorfeldes mindestens zwei weitere aussenliegende Kondensatorfelder angeordnet werden, wobei das zu kontrollierende Textilgebilde (10) nacheinander durch alle Kondensatorfelder geführt wird.

   II. Vorrichtung nach dem Patentanspruch II des Hauptpatentes zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch mindestens drei einander benachbarte und vom zu kontrollierenden Textilgebilde beeinflusste Kondensatorfelder, welche aus einer gemeinsamen Kondensatorelektrode (2) einerseits und anderseits von einer Anzahl von Teilelektroden (3, 4, 5) gebildet sind, die gleich der Anzahl der Kondensatorfelder ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die aussenlliegenden Kondensatorfelder elektrisch paralielgeschaltet und in den einen Zweig einer elektrischen Brücke gelegt werden und dass das zentrale Kondensatorfeld in den anderen Zweig dieser Brücke geschaltet wird.

   Teile aufgeteilt ist, welche Teile durch eine Leitung (22) miteinander elektrisch verbunden sind.

   13. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 5, gekennzeichnet durch eine zentrale Kondensatorelektrode (3), welche zum Zweck des Durchlasses einer Trennvorrichtung (21) eine Öffnung aufweist.