Verfahren und Vorrichtung zum Ausscheiden fehlerhafter Knoten aus Garnen
Für das in der Garnverarbeitung der Textilindustrie bekannte Umspulen des Garnes von Spinncopsen zu Kreuzspulen werden in immer steigendem Masse Spulautomaten eingesetzt, welche das Aufstecken der Copse, das Zusammenknoten der Garne und das Einschalten der Kreuzspultrommeln ohne manuelle Hilfe ausführen. Dabei treten aus den verschiedensten Gründen Störungen am Knoter selbst oder am anderen Teil auf, wodurch entweder Knoten entstehen, deren Garnenden nicht richtig abgetrennt worden sind oder die eine abnormale Grösse aufweisen.
Wenn in der Weberei solche Garne mit fehlerhaften Knoten verarbeitet und im Stoff eingewoben werden, wird das Aussehen des Stoffes erheblich beeinträchtigt, und Teile des Stoffes bilden Ausschussware. Es ist daher wünschbar, dass das Garn vor dem Aufspulen auf die Kreuzspule auf die Qualität der Knoten untersucht wird, um solche Fehlerstellen von Anfang an auszuscheiden.
Spulautomaten bekannter Art weisen nun eine für eine Anzahl von Spulstellen bestimmte Knotvorrichtung auf, die sämtliche Spulstellen kontrolliert und überall dort, wo ein Garnunterbruch festgestellt wird, die Garnenden erfasst und verknüpft. Es ist daher naheliegend, wenn jeweils die Knoten unmittelbar nach ihrer Bildung auf dieser Knotvorrichtung geprüft werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Ausscheiden fehlerhafter Knoten aus Garnen, welches sich dadurch auszeichnet, dass nach jedem Durchgang eines Knotens durch eine Garndicken-Messeinrichtung eine Überprüfung darüber durchgeführt wird, ob das auf den Knoten folgende Garnstück wieder einen vorgegebenen Querschnitt aufweist, wobei diese Überprüfung durch den Knoten selbst ausgelöst wird, und dass beim Vorliegen eines nicht dem vorgegebenen Querschnitte entsprechenden Garnes ein Signal ausgelöst wird.
Die Erfindung umfasst auch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens und enthält ein vom Knoten gesteuertes Schaltorgan, welches Schaltorgan Mittel einschaltet, die zur Überprüfung des auf den Knoten folgenden Garnstückes in bezug auf das Vorhandensein eines grösseren Querschnittes, als dem Querschnitt eines einfachen Garnes entspricht, dienen.
Anhand der Beschreibung und der Figuren werden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 ein erstes Prinzipschema
Fig. 2 ein ausführlicheres Prinzipschema.
Im Prinzipschema gemäss Fig. 1 wird das zu überprüfende Garn 10 von einem Cops 11 auf eine Kreuzspule 12 umgespult. Das Garn enthalte einen Knoten 13 mit einem Doppelfaden 14. Es wird vor der Bildung des Knotens 13 in eine Garndicken-Messeinrichtung 1 eingelegt und hierauf - sobald der Knoten gebildet ist auf die Kreuzspule 12 weiter aufgespult. Beim Einlegen des Garnes in die Garndicken-Messeinrichtung gibt diese ein der plötzlichen Querschnittsänderung entsprechendes Signal ab, welches einen Pegelschalter 2 anspricht und diesen veranlasst, ein Tor 3 zu sperren, bzw. in einen Zustand mit verminderter Empfindlichkeit umzuschalten.
Tritt nun der Knoten selbst, welcher normalerweise einen zwei- bis dreifachen Querschnitt des Einfachgarnes aufweist, in die Garndicken-Messeinrichtung ein, so wird ein weiteres, einer Querschnittszunahme entsprechendes Signal an den Pegelschalter 2 geliefert, das dieser aber nicht mehr verwertet, da das Tor 3 bereits gesperrt ist. Beim Austritt des Knotens 13 aus der Garndicken-Messeinrichtung jedoch erzeugt diese ein Signal, das einer Querschnittsabnahme entspricht, welches in der Lage ist, den Pegelschalter 2 wieder in seinen ursprünglichen Zustand zu legen und damit das Tor 3 zu öffnen bzw. in einen Zustand erhöhter Empfindlichkeit zu bringen.
Damit ist die Vorrichtung in der Lage, das auf den Knoten folgende Garnstück mit dieser erhöhten Empfindlichkeit zu überprüfen, d. h. festzustellen ob die dabei anfallenden Signale dem Querschnitt eines einfachen Garnes oder einem solchen von mehr als dem einfachen Garn entsprechen. Dieses Kriterium wird in einem weiteren Pegelschalter 4 gebildet.
Je nach dem Ergebnis dieser Überprüfung tritt eine weitere Stufe in Aktion, nämlich ein elektrisch-mechani scher Wandler 5, der die eintreffenden Signale zum Ausscheiden der fehlerhaften Knoten beispielsweise in eine Messerbewegung umformt, die das fehlerhafte Garn erneut zerschneidet, worauf der Knotvorgang wiederholt und dadurch der fehlerhafte Knoten entfernt wird.
Solange auf den Knoten 13 kein Doppelfaden 14 folgt, vermögen die aus der Ungleichmässigkeit des Querschnittes des Garnes entstehenden Signale nicht den Pegelschalter 4 und den Wandler 5 anzuregen; das Garn passiert also die Garndicken-Messeinrichtung ungehindert.
Sobald auf den Knoten 13 ein Doppelfaden 14 folgt, weisen die dann am Pegelschalter 4 anstehenden Signale derartige Amplituden auf, dass sie im Wandler 5 einen Schneidimpuls auszulösen vermögen.
Da durch das Einlegen des Garnes 10 in die Garndicken-Messeinrichtung 1 das Tor 3 gesperrt und erst beim Austritt des Knotens 13 wieder geöffnet wird, ist die Anlage während dieser Zeit stillgelegt. Es ist nun vorteilhaft, wenn dieses Zeitintervall dazu ausgenützt wird, zusätzlich die Eigenschaften des Knotens selbst zu überprüfen, da die hierzu erforderlichen Mittel vorhanden und zudem nicht in Tätigkeit sind. Dies kann dadurch erreicht werden, dass durch das Einlegesignal das Tor 3 nicht völlig gesperrt wird, sondern dass es die Signale auf einen Wert erniedrigt, derbeispielsweise dem3bis 5-fachen Garnquerschnitt entspricht. Weist nun ein Knoten 13 infolge fehlerhafter Bildung einen Querschnitt auf, der ein Signal erzeugt, das diesen erniedrigten Pegelwert übersteigt, wird ebenfalls ein Schneidimpuls ausgelöst.
Es wurde bereits erwähnt, dass beim Austritt des Knotens aus der Garndicken-Messeinrichtung 1 ein Signal entsteht, das das geschlossene Tor 3 öffnet. Bleibt aber ein Knoten 13 aus irgend einem Grunde aus, so fehlt auch die Querschnittsabnahme nach dem Knoten, so dass kein hinreichend grosses Signal zur Rückstellung des Pegelschalters 2 bzw. der Öffnung des Tors 3 zur Verfügung steht. In diesem Falle sorgt eine nach einem vorgegebenen Zeitintervall erfolgende selbsttätige Rückstellung des Pegelschalters 2 dafür, dass die normale Ausgangsbedingung für den nächsten tSberwa- chungsvorgang dennoch wiederhergestellt wird.
Eine Weiterbildung dieser Einrichtung gemäss Fig. 1 ist in Fig. 2 dargestellt. In analoger Weise wird das Garn 10, das gegebenenfalls einen Knoten 13 mit Doppelfaden 14 enthalten kann, von einem Cops 11 auf eine Kreuzspule 12 umgespult. Dabei durchläuft es eine Garndicken-Messeinrichtung 1, die ein dem Garnquerschnitt mindestens angenähert proportionales elektrischen Signal U, liefert. Dieses Signal wird in einem Verstärker 15 derart verstärkt, dass an dessen Ausgängen 151, 152, 171, 172 Signale U2, Us, U4, U5 mit verschiedenen Pegeln, die gegebenenfalls einstellbar sein können, auftreten.
Die Signale U2, U3 dienen der Umschaltung und Selbsthaltung beispielsweise eines Relais 150 mit mindestens zwei Umschaltkontakten 151, 152, 153, bzw.
171, 172, 173. Der Spannungspegel UO, der in der Ruhestellung des Relais 150 auf einen Pegelschalter 2 einwirkt, ist so eingestellt, dass ein durch das Einlegen eines Garnes 10 in die Messeinrichtung 1 verursachtes Signal UG über ein Kurzzeit-Sperrglied 16 einen Umschalter 19 in einen solchen Betriebszustand versetzt, dass das Relais 150 aufzieht und seine Umschaltkontakte nach oben legt. Dabei gelangt an den Pegelschalter 2 ein Signal U3, das gegenüber dem ursprünglichen Signal U2 so gewählt ist, dass nur Knoten, die in die Messeinrichtung 1 eintreten oder dieselbe verlassen, ein hinreichend grosses Signal U5 erzeugen, das den Pegelschalter 2 zum zurückkippen anstösst.
Da derselbe bereits beim Einlegen des Garnes den Umschalter 19 bzw. das Relais 150 umgelegt hat, folgt auf das Eintreten des Knotens 13 in die Messeinrichtung 1 keine Wirkung.
Beim Austreten des Knotens 13 jedoch weist das Signal Ul bzw. U5 einen anderen Wert auf, der den Pegelschalter 2 zurückschalten und damit das Relais 150 abfallen zu lassen vermag. Kurz nach dem Aufziehen des Relais fehlt ein markantes Signal U3, wenn der Knoten 13 noch nicht in das Messorgan eingetreten ist und es fände ein Rückschalten des Pegelwertes 2 sowie ein Relais-Abfall statt. Zu diesem Zwecke ist zwischen den Pegelschalter 2 und den Umschalter 9 das Kurzzeitsperrglied 16 eingeschaltet, das bewirkt, dass das Relais 150 bei ausbleibendem Signal U3 vor einem vorgegebenen Zeitintervall nicht abfällt.
Der andere Umschalter 171, 172, 173, des Relais 150 erfüllt folgende Funktion: In Ruhestellung (Ausgang 172 eines Tiefpasses 17 am Eingang eines weiteren Pegelschalters 4 liegend) erhält letzterer ein Signal U7, das aus dem Signal U5 durch Integration (bzw. Mittelwertbildung) gewonnen worden ist. Der Pegel des Signal Uns ist so eingestellt, dass ein Doppelfaden 14 sicher ein hinreichend grosses Signal U7 abgibt, um den Pegelschalter 4 zum Umkippen zu veranlassen. Die Integration im Tiefpass 17 ist erforderlich, um zu vermeiden, dass alle Verdickungen im Garn 10, die nicht eine vorgegebene Durchlaufzeit durch das Messorgan 1 aufweisen, den Pegelschalter 4 anstossen.
Auf den Pegelschalter 4 folgt ein Langzeit-Sperrglied 18, mit der Aufgabe, dem vom Pegelschalter 4 gelieferten Signal U8 eine solche Dauer zu erteilen, dass der Wandler 5 einen hinreichend langen Impuls zum sicheren Betätigen des Messers enthält.
In Arbeitsstellung des Relais 150 liegt der Eingang 173 des Pegelschalters 4 an einem Kontakt 171, der direkt an einem Ausgang des Verstärkers 15 mit einem Signal U4 liegt. Dieses Signal U4 ist so eingestellt, dass nur sehr grosse Signale U5 einen Signalpegel U4 liefern, d. h. im Zeitintervall zwischen dem Einlegen des Garns 10 in die Messeinrichtung 1 und dem Austritt eines Knotens 13 aus demselben vermögen nur sehr grosse, von abnormal grossen Knoten hervorgerufene Signale Ul den Pegelschalter 4 zum Umkippen zu bringen. Es ist damit die bereits bei der Erläuterung der Fig. 1 erwähnte zusätzliche Überprüfung der Knoten selbst realisiert, die das für den Durchlauf des Knotens durch die Messeinrichtung erforderliche Zeitintervall beansprucht.
Wird der Querschnitt des einfachen Garnes als elektrische Grösse Ul dargestellt und dessen Mittelwert mit 1000/o bezeichnet, so können beispielsweise den Signalen U2-U5 folgende Werte zugeordnet werden: U2 > 50 /o
U3 > 250 /o U4 > 250 O/o (mit Vorteil beliebig höher einstellbar)
U5 > 125 O/o d. h.:
U2 reicht für die Betätigung des Pegelschalters 2 aus, wenn Ul den halben Mittelwert des Querschnittes überschreitet; U5 reicht für die Betätigung des Pegelschalters 2 aus, wenn Ul den 2l/2-fachen mittleren Querschnitt überschreitet;
U4 reicht für die Betätigung des Pegelschalters 4 aus, wenn Ul mindestens den 2l/2-fachen, bzw. den noch höher eingestellten mittleren Querschnitt überschreitet; U5 reicht für die Betätigung des Pegelschalters 4 aus, wenn Ul den 1,25-fachen mittleren Querschnitt über ein vorgegebenes Zeitintervall überschreitet.
Zur Ausbildung der in den Prinzipschemas der Fig. 1 und 2 durch Rechtecke symbolisierten Schaltungsteile können aus der Impulstechnik bekannte Impulsschaltungen eingesetzt werden. Die Garndicken Messeinrichtung 1 zur Umwandlung des Garnquerschnittes in ein mindestens angenähert proportionales Signal Ul kann ein von einem Hochfrequenzgenerator gespeister Messkondensator sein, dessen Kapazität durch das Garn beeinflusst wird, und somit entweder die Frequenz oder die Amplitude der erzeugten HF-Schwingungen beeinflusst. Es können aber auch andere Mittel zur Umwandlung des Garnquerschnittes, wie optische, magnetische, radioaktive, mechanisch-elektrische, akustische Vorrichtungen eingesetzt werden. Das damit erhaltene Signal Ul kann zudem sowohl als Gleich- oder als Wechselstromsignal weitergeleitet werden.
Als Pegelschalter 2 und 4 sind an sich bekannte Schaltungsanordnungen vorgesehen, die die Eigenschaft haben, bei Überschreitung eines - gegebenenfalls ein stellbaren - Spannungspegels am Eingang aus einem Schaltzustand in einen anderen zu kippen und so lange in diesem zu verharren, als die Eingangsspannung über dem Spannungspegel steht. Solche Schaltungen werden durch Schmitt-Trigger, Multivibratoren, Relaisschaltungen, gesteuerten Gleichrichtern u. a. m. realisiert.
Als Tor 3 kann eine bistabile KippschaItung eingesetzt werden, die gestattet, ein oder mehrere Signalwege um-, aus- oder einzuschalten. Ähnliches Verhalten lässt sich auch mit Kombinationen von Relais und Halbleitern, oder mit Spezialrelais erzielen.
Als Wandler 5 sind Schaltungen erforderlich, die in der Lage sind, beim Eintreffen eines Auslösesignals ein mechanisches Organ, beispielsweise ein Trennmesser, eine Schere o. dgl. zur Trennung des Garnes zu betätigen. Als zweckmässige Elemente können Schalttransistoren, Vierschichtdioden, Thyratrons, Unijunction Transistoren oder aber Relais verwendet werden, die eine hinreichende Leistung an die mechanischen Teile abgeben.
Die sich über mehrere Stufen erstreckende Wirkung eines das Garndickenmessgerät 1 passierenden Knotens 13 lassen die Möglichkeit eventueller Störungen und damit von Fehlschaltungen anwachsen. Um sich über das einwandfreie Arbeiten der Anlage zu vergewissern, ist es vorteilhaft, wenn bereits im Garndickenmessgerät 1 die Möglichkeit vorgesehen wird, willkürlich Impulsfolgen nachzubilden, die denjenigen entsprechen, die von einem Knoten 13 verursacht werden. Dadurch werden die weiteren Impulsverarbeitungsstufen genau gleich angesprochen wie durch einen eigentlichen Knoten, und die Reaktion der Endstufe (elektrisch-mechanischer Wandler 5) muss dieselbe sein, wenn die Funktionsbereitschaft der Prüfeinrichtung einwandfrei ist.