CH405762A

CH405762A - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Regulierung der Zahl der Ausbrüche pro Zeiteinheit entsprechend einem einstellbaren Sollwert, bei der, insbesondere elektronischen, Garnreinigung der Textilindustrie

Info

Publication number: CH405762A
Application number: CH1198063A
Authority: CH
Inventors: Locher Hans
Original assignee: Zellweger Uster Ag
Priority date: 1963-09-27
Filing date: 1963-09-27
Publication date: 1966-01-15
Also published as: GB1062588A; DE1560634C3; DE1560634A1; AT250222B; DE1560634B2; BE651317A; NL6406867A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Regulierung der Zahl der Ausbrüche pro Zeiteinheit entsprechend einem einstellbaren Sollwert, bei der, insbesondere elektronischen, Garnreinigung der Textilindustrie
Einen wesentlichen Arbeitsprozess in der Garnverarbeitung der Textilindustrie bildet die Reinigung der Garne, bei welcher möglichst alle fehlerhaften Dickstellen, die bei der Weiterverarbeitung oder im Fertigprodukt stören würden, entfernt werden sollen.

Dies geschieht vorzugsweise mit elektronisch arbeitenden Garnreinigern, welche nach Feststellung eines Fehlers das Garn in dessen Nähe durchschneiden.

Von jeher bestand bei allen in Gebrauch stehenden Reinigern das Problem, deren Empfindlichkeit und somit den Reinigungsgrad des Garns optimal einzustellen und diese Einstellung über beliebig lange Zeit zu halten. Die optimale Einstellung der Empfindlichkeit kann beliebig zwischen einer relativ unempfindlichen und einer relativ empfindlichen Einstellung liegen. Bei einer relativ unempfindlichen Einstellung werden nur sehr grobe und stark fehlerhafte Dickstellen erfasst, deren Häufigkeit gering ist und beispielsweise 1-3 Fehler pro 100 000 m Garn beträgt. Bei einer relativ empfindlichen Einstellung dagegen werden sehr schwach ausgeprägte Dickstellen bereits entfernt, deren Häufigkeit jedoch höher ist und beispielsweise 10-100 Fehler pro 100000 m Garn beträgt.

Das Problem besteht nun darin, den bestmöglichen Kompromiss in der Empfindlichkeitseinstellung zu finden, wobei nach Möglichkeit zu berücksichtigen sind :
A. Es sollen möglichst viele der störenden fehlerhaften Dickstellen entfernt werden.

B. Es dürfen anderseits keine Dickstellen ent fernt werden, deren Ersatz durch einen Knoten sich nicht lohnt.

C. Die Zahl der pro Zeiteinheit ausgeführten Abschneidungen darf die vorhandene manuelle oder maschinelle Leistungsfähigkeit für die Knotung abgeschnittener Garne nicht wesentlich übersteigen, da sonst die Produktion des Umspulprozesses infolge stillstehender Spulspindeln stark absinkt.

Eine grundsätzliche Schwierigkeit bestand bisher darin, dass der erforderliche Reinigungsgrad bereits vor Beginn des Reinigungsprozesses gewählt werden musste, während das Ergebnis, d. h. die Zahl der tatsächlich entfernten Dickstellen, erst im Verlaufe des Prozesses zeitlich statistisch verteilt zutage tritt.

Dies erforderte bisher immer zeitraubende experimentelle Vorversuche und beträchtliche Erfahrung.

Die grösste Schwierigkeit aber lag bisher bei elektronischen Garnreinigern darin, dass Störeinflüsse, wie Temperaturschwankungen, Feuchtigkeitsschwankungen sowie schliesslich auch die Alterung der elektronischen Reiniger selbst die Empfindlichkeit der Anlage stets in unberechenbarer Weise ver ändern.

Die Anzahl der Ausbrüche hängt nämlich schon in sehr starkem Masse von geringfügigen Schwankungen der einmal eingestellten Empfindlichkeit der Reinigungsanlage ab. Wird beispielsweise die Empfindlichkeit um 10 % erhöht, so steigt die Anzahl der Ausbrüche um etwa 50-100 % an. Dies bedeutet, dass die Empfindlichkeit ausserordentlich stabil bleiben muss, und zwar in einem Masse, welches praktisch nicht erreicht werden kann. Aus diesem Grunde ist es fast ausgeschlossen, den gewünschten Reinigungsgrad über beliebig lange Zeit und unter der Einwirkung von Störeinflüssen und Alterung ohne dauernde tSberprüfung, Eichung oder Korrektur der Empfindlichkeit zu gewährleisten.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur automatischen Regulierung der Zahl der Ausbrüche pro Zahleinheit entsprechend einem einstellba ren Sollwert, bei der insbesondere elektronischen Garnreinigung der Textilindustrie, an einer Anzahl von Garnreinigern, bei welchen die durch deren Messorgane hindurchlaufenden, zu reinigenden Garne beim Auftreten zu entfernender Garnfehler durch elektrische Impulse an Schneidorgane abgeschnitten werden, wobei die Empfindlichkeit aller Garnreiniger durch ein gemeinsames Steuersignal beeinflusst wird, und ist dadurch ausgezeichnet, dass der Sollwert der Zahl der Ausbrüche pro Zeiteinheit durch einen zeitkonstanten Impulsgeber gebildet wird, wobei die Zahl der Impulse pro Zeiteinheit im Mittel der Zahl der gewünschten Ausbrüche pro Zeiteinheit entspricht und wodurch die Empfindlichkeit der Reiniger mit jedem Impuls erhöht wird,

und dass die Zahl der genannten elektrischen Impulse der Schneidorgane, die den Istwert der Zahl der Ausbrüche pro Zeiteinheit darstellen, die Empfindlichkeit der Reiniger mit jedem Impuls reduzieren, das Ganze derart, dass zwischen der zeitlich konstanten Zunahme der Empfindlichkeit und der zeitlich statistisch verteilt einwirkenden Abnahme der Empfindlichkeit innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls dann ein Gleichgewichtszustand erreicht wird, wenn der Istwert der Zahl der Ausbrüche im Mittel gleich deren Sollwert ist.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und umfasst eine einstellbare Steuersignalquelle und einen zeitkonstanten Impulsgeber, welche beide allen angeschlossenen Reinigern gemeinsam sind, Schaltmittel zur Feststellung der Gesamtzahl aller Abschneidimpulse sowie Kombinationsmittel, welche die Impulse des zeitkonstanten Impulsgebers und die Impulse, welche aus den genannten Schaltmitteln hervorgehen, in entgegengesetztem Sinne addieren, ferner ein tSbertra- gungsorgan zwischen den genannten Kombinationsmitteln und der regelbaren Steuersignalquelle.

Anhand der Figuren werden das erfindungsgemässe Verfahren sowie die erfindungsgemässe Vorrichtung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Dabei zeigt :
Fig. 1 schematisch eine Reguliervorrichtung mit elektrischen Impulswandlern,
Fig. 2 schematisch eine Regeleinrichtung mit mechanischen Impulswandlern.

In Fig. 1 stellen 1, 1', 1"einige aus einer Mehrzahl von elektronischen Garnreinigern dar, die je ein Messorgan 2,2', 2"enthalten, durch welches die zu reinigenden Garne 3,3', 3"hindurchgeführt werden. Die Garnreiniger werden von einem zentralen Speisegerät 5 beispielsweise über eine Sammelschiene 4 mit den erforderlichen Speisespannungen versehen. Ausserdem ist im Speisegerät 5 eine Steuer signalquelle 6, bestehend aus Batterie 26, mit einem Pol an Erdleitung 27 und dem Abgriff 14 eines Potentiometers 13 untergebracht, welche der zentralen Einstellung der Empfindlichkeit für alle Garnreiniger dient, indem der Abgriff 14 über Leitung 61 mit Sammelschiene 19 verbunden ist.

Dieses Steuersignal bestimmt den durch die Reiniger 1 bewirkten Reinigungsgrad des Garnes 3. Kleine Empfindlichkeit bedeutet dabei einen sehr geringen Reinigungs- grad, wobei nur die allergrössten Dickstellen im Garn entfernt werden. Eine hohe Empfindlichkeit anderseits kann zu einem Reinigungsgrad führen, bei welchem die Zahl der Fadenbrüche derart anwächst, dass die an die Stelle der ausgeschiedenen Fehler tretenden Knoten bereits ihrerseits eine Qualitäts- einbusse darstellen. Selbstverständlich ist es wünsch- bar, diese Empfindlichkeit zwischen den erwähnten Grenzen beliebig einzustellen, wobei ein für alle Reiniger über lange Zeit gleichbleibender und optimaler Reinigungsgrad erwartet wird.

Diese Einstellmöglichkeit ist durch einen zeitkonstanten Impuls- geber 7 mit einstellbarer Zahl der Impulse pro Zeiteinheit angedeutet. Beispielsweise stellt ein astabiler Multivibrator einen solchen zeitkonstanten Impulsgeber dar.

Diese Impulse werden einem Wandler 28, bestehend aus Kombinationsmitteln 8 und Schrittmotor 9, zugeführt und veranlassen den genannten Schrittmotor 9 in einer bestimmten Richtung, beispielsweise im Uhrzeigersinn, pro Impuls einen Drehschritt auszuführen. Diese Drehschritte werden gegebenenfalls in einem Untersetzungsgetriebe mit den Stirnrädern 10,11 in kleinere Schritte reduziert und auf die Drehachse 12 des Potentiometers 13 über- tragen. Dessen Abgriff 14 wird hierdurch in dem Sinne bewegt, dass die abgegriffene Spannung in den über Sammelschiene 19 angeschlossenen Reinigern 1 deren Verstärkungsgrad K derart beeinflusst, dass ihre Empfindlichkeit erhöht wird.

Sobald im Garn 3 eine Dickstelle erscheint, die im Reiniger 1 eine vorgegebene Kontrollgrenze über- schreitet, wird ein als Schalter wirkender Transistor 15 stromführend, wobei in der Folge der Schneidmechanismus 16 betätigt wird.

Jeder Schneidimpuls seinerseits äussert sich am Widerstand 17 in Form einer Spannung. Da sämt- liche Reiniger die Energie für die Schneidimpulse aus einer Sammelschiene 30 beziehen, an der auch der Widerstand 17 liegt, tritt bei jedem Schneidimpuls irgendeines der angeschlossenen Reiniger 1 eine Spannung auf. Diese Spannung wird verwendet, um über die Schaltmittel 18 ebenfalls auf die Kombinationsmittel 8 einzuwirken, und zwar in dem Sinne, dass der Schrittmotor 9 pro Impuls einen Schritt im Gegenuhrzeigersinn vollführt, und damit den Abgriff 14 des Potentiometers 13 zu verstellen sucht, dass die Empfindlichkeit erniedrigt wird.

In dem Wandler 28 werden die Impulse des zeitkonstanten Impulsgebers 7, die dem Sollwert der Zahl der Ausbrüche pro Zeiteinheit entsprechen, und die zeitlich statistisch verteilten Schneidimpulse, die dem Istwert der Zahl der Ausbrüche pro Zeiteinheit entsprechen, laufend in Drehschritte umgeformt, derart, dass die dem Sollwert entsprechenden Impulse Winkeländerungen des Abgriffs 14 in der einen Drehrichtung, die dem Istwert entsprechenden Impulse dagegen Winkeländerungen des Abgriffs 14 in der anderen Drehrichtung bewirken.

Dieser geschlossene Wirkungskreis hat zur Folge, dass der eingestellte Sollwert der Ausbrüche pro Zeiteinheit dauernd und im Mittel absolut genau eingehalten wird. Dieses Verfahren gewahrleistet somit, dass die Wirkung aller Störeinflüsse auf die Zahl der Ausbrüche pro Zeiteinheit vollständig eliminiert wird. Zudem entfallen auch Vorversuche über die mutmassliche Zahl von Ausbrüchen, da sich deren Istwert gemäss dem vorbestimmten Sollwert einstellt.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten eines weiteren Ausführungsbeispiels. Dabei ist mit 1 einer der Garnreiniger angedeutet, der ein Messorgan 2 aufweist, durch welches der Faden 3 durchläuft. Die Speisung des Reinigers 1 erfolgt aus dem Speisegerät 5 über Sammelschiene 4. Im Speisegerät 5 ist ein Potentiometer 13 gezeigt, welches das Steuersignal verändert. Dieses Steuersignal ist über eine Sammelschiene 19 an den Reiniger 1 geführt. Der Abgriff des Potentiometers 13 wird durch die Drehachse 12 verstellt. Das Stirnrad 11 wird von einem Ritzel 10 getrieben, das seine Drehung aus der Bewegung des Käfigs 22 eines Differentialgetriebes erhält. Dieses Differentialgetriebe bildet den Wandler 28 der Fig. 1.

Auf das Differentialgetriebe wirkt einerseits das Schrittschaltwerk 20 über ein Getriebe 21, indem das Sonnenrad 23 über ein Klinkenwerk 31,32 in zeitgleichen Intervallen weitergedreht wird. Diese zeitgleichen Intervalle werden wie folgt erzeugt : ein Motor 33, dessen Drehzahl vermittels eines Drehzahlreglers 25 einstellbar ist, treibt einen Nocken 34 an. Dieser schliesst jeweils einen Kontakt 35. Bei jedem Schliessen des Kontaktes 35 wird die Spule eines Solenoids 37 durch eine Stromquelle 36 magnetisiert, wodurch die Zunge 32 angezogen und Klinkenrad 31 um eine Teilung weitergeschaltet wird.

Das andere Sonnenrad 24 wird von einem ähn- lichen Schrittschaltwerk 40 über Räder 43,44 angetrieben. Die Zunge 42 wird vom Solenoid 47 angezogen, sobald im Reiniger 1 ein Schneidimpuls auftritt, welcher einerseits eine an sich bekannte Schneidvorrichtung 16 betätigt und anderseits über Sammelschiene 9 den Widerstand 17 durchfliesst.

Die dabei an diesem Widerstand 17 auftretende Spannung wird in Schaltmitteln 18 in einen Strom umgeformt, der das Solenoid 47 zu magnetisieren und damit Zunge 42 anzuziehen vermag. Die Differenzdrehzahl der beiden Sonnenräder 23,24 wird in gleicher Weise wie die Drehschritte des Schrittmotors 9 in Fig. 1 dem Abgriff 14 des Potentiometers 13 über ein Getriebe 10,11 mit vorzugsweise einstellbarem Untersetzungsverhältnis mitgeteilt. Durch die Wahl des Untersetzungsverhältnisses der Zahnräder 10,11 kann der auf der Achse 12 des Potentiometers 13 pro Impuls auftretende Winkel beeinflusst werden.

Wird das Untersetzungsverhältnis gross gewählt, hat dies zur Folge, dass die Korrekturbewegungen des Steuersignals langsam erfolgen, wodurch eine Mittelung der Anzahl der zeitlich statistisch anfallenden Schneidimpulse über ein gobe- res Zeitintervall erfolgt. Ein kleineres Untersetzungs- verhältnis anderseits bewirkt grosse Korrekturbewegungen entsprechend einer Mittelung über ein kleineres Zeitintervall.

Für die Wahl dieses Untersetzungsverhältnisses sind folgende Gesichtspunkte massgebend : Die Anzahl der pro Zeiteinheit auftretenden Schneidimpulse lässt sich wie folgt berechnen :
7/min == 1-R-N-
100000 wobei bedeuten : J/min = Zahl der Schneidimpulse pro Minute V = Spulgeschwindigkeit (m/min) R = Anzahl der pro 100 000 m zu entfernenden
Dickstellen N = Zahl der angeschlossenen Garnreiniger ? = Wirkungsgrad des Spulprozesses, das heisst Totalzeit-Stillstandszeit der gesamten Spulmaschine Totalzei ! t (bei Spulautomaten etwa 0,9-0,99)
Die massgebende Grösse für die Wahl dieses Übersetzungsverhältnisses ist die Zeitkonstante dieses geschlossenen Wirkungskreises,

welche sich nach bekannten Gesetzen der Technik bestimmen lässt. Sie stellt die Zeit dar, welche verstreicht, bis beispielsweise nach einer sprunghaften Veränderung des Sollwertes der Zahl der Ausbrüche pro Zeiteinheit der Istwert den ersteren im Mittel wieder erreicht hat.

Für das einwandfreie Arbeiten der erfindungsgemä- ssen Einrichtung wird nun das Untersetzungsverhält- nis so gewählt, dass eine Zeitkonstante resultiert, die mindestens der Dauer von 20 Impulsen des Sollwertes entspricht.

Diese als Ausführungsbeispiele erläuterten Anordnungen gestatten selbstverständlich eine grosse Anzahl von Abwandlungen, ohne dass dadurch das Wesen der Erfindung berührt wird. So ist beispielsweise denkbar, dass das Schrittschaltwerk 20 ohne Zwischenschaltung eines Klinkenwerks 31,32 dem Sonnenrad 23 eine stetige Drehbewegung erteilt, während die auf das Sonnenrad 24 einwirkenden Drehschritte gleichwohl zeitlich statistisch verteilt anfallen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur automatischen Regulierung der Zahl der Ausbrüche pro Zeiteinheit entsprechend einem einstellbaren Sollwert, bei der, insbesondere elektronischen, Garnreinigung der Textilindustrie, an einer Anzahl von Garnreinigern, bei welchen die durch deren Messorgane hindurchlaufenden, zu reinigenden Garne beim Auftreten zu entfernender Garnfehler durch elektrische Impulse an Schneidorgane abgeschnitten werden, wobei die Empfindlich keit aller Garnreiniger durch ein gemeinsames Steuersignal beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert der Zahl der Ausbrüche pro Zeiteinheit durch einen zeitkonstanten Impulsgeber (7) gebildet wird, wobei die Zahl der Impulse pro Zeiteinheit im Mittel der Zahl der gewünschten Ausbrüche pro Zeiteinheit entspricht und wodurch die Empfindlichkeit der Reiniger (1)

mit jedem Impuls erhöht wird, und dass die Zahl der genannten elektrischen Impulse der Schneidorgane (16), die den Istwert der Zahl der Ausbrüche pro Zeiteinheit darstellen, die Empfindlichkeit der Reiniger (1) mit jedem Impuls reduzieren, das Ganze derart, dass zwischen der zeitlich konstanten Zunahme der Empfindlichkeit und der zeitlich statistisch verteilt einwirkenden Abnahme der Empfindlichkeit innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls dann ein Gleichgewichtszustand erreicht wird, wenn der Istwert der Zahl der Ausbrüche im Mittel gleich ist deren Sollwert.

II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch eine einstellbare Steuersignalquelle (6) und einen zeitkonstanten Impulsgeber (7), welche beide allen angeschlossenen Reinigern (1) gemeinsam sind, Schaltmittel (17) zur Feststellung der Gesamtzahl aller Schneidimpulse, sowie Kombinationsmittel (8), welche die Impulse des zeitkonstanten Impulsgebers und die Impulse, welche aus den genannten Schaltmitteln hervorgehen, in entgegengesetztem Sinne addieren, ferner ein Übertragungsorgan (10, 11) zwischen den genannten Kombinationsmitteln und der regelbaren Steuersignalquelle (6).

UNTERANSPRUCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Sollwertes der Ausbrüche pro Zeiteinheit durch Anderung der vom zeitkonstanten Impulsgeber (7) gesteuerten Taktzeit vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkung des zeitkonstanten Impulsgebers (7) auf die Kombinationsmittel (8,9) und damit auf das Steuersignal schrittweise geschieht, indem pro Schritt eine bestimmte Verstellung vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkung des zeitkonstanten Impuisgebers (7) auf die Kombinationsmittel (8) und damit auf die Steuerspannung kontinuierlich erfolgt, indem dauernd pro Zeiteinheit dieselbe Verstellung stattfindet.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die vom zeitkonstanten Impulsgeber (7) abgegebenen Impulse als Sollwert der Zahl der Ausbrüche pro Zeiteinheit und die aus den Schaltmitteln (18) hervorgehenden Impulse als Istwert der Zahl der Ausbrüche pro Zeiteinheit je auf ein eigenes Schrittschaltwerk (20,24) wirken, sowie durch ein Differentialgetriebe (22,23,24), welches die von diesen genannten Schrittschaltwer- ken ausgeführten Schaltschritte addiert, sowie durch ein Untersetzungsgetriebe (10,11) als fJbertragungs- organ.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Un tersetzungsgetriebe (10,11) ein einstellbares Untersetzungsverhältnis aufweist.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch einen Schrittmotor (9) mit zugehö- rigen Schaltmitteln, welcher Schrittmotor beim Eintreffen eines Impulses an einem der Klemmenpaare der Schaltmittel im Uhrzeigersinn, beim Eintreffen eines Impulses am anderen Klemmenpaar der Schaltmittel im Gegenuhrzeigersinn anläuft und einen Schritt ausführt.

7. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Achse des Schrittmotors und die Achse (12) der Steuersignalquelle ein Untersetzungsgetriebe (10,11) mit einstellbarem Untersetzungsverhältnis eingeschaltet ist.

8. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch einen astabilen Multivibrator als zeitkonstanter Impulsgeber (7), dessen Impulsfrequenz einstellbar ist.