Faden-Ausscheidevorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Faden-Ausscheidevorrichtung mit einer Schaltungsanordnung bestehend aus mindestens einer Lichtquelle, einem Fühler mit einem Photoelement, einer Spannungsdiskriminatorschaltung, einer Abschneidvorrichtung und einer Steuerschal- tung für die Abschneidvorrichtung. Eine solche Ausscheidevorrichtung dient zum Ausscheiden von Fäden, welche einen vorbestimmten Standard nicht erreichen und besteht zur Hauptsache aus einer Integrierschaltung zum Integrieren der Wellenform des durch das Photo element erzeugten Signales.
In den heute weitverbreiteten photoelektrischen Faden-Ausscheidevorrichtungen wird ein zu prüfender Faden durch ein optisches System hindurchgeführt, wobei sich die Menge des aufgenommenen Lichtes in Abhängigkeit der Abweichungen vom gewünschten Fadendurchmesser ändert. Diese Änderung des empfangenen Lichtes wird in eine elektrische Widerstandsänderung umgewandelt und somit in ein durch das Photo element abgegebenes elektrisches Signal, wobei der Faden automatisch durch eine Abschneidvorrichtung durchgetrennt wird, wenn die Grösse des bewirkten elektrischen Signals einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Diese bestens bekannten Faden-Ausscheidevorrichtungen weisen aber einige Nachteile auf. Zum Beispiel arbeitet bei einer bestimmten Ausführung einer herkömmlichen Vorrichtung die Steuerschaltung der Abschneidvorrichtung nur dann, wenn der Durchmesser des Fadens so gross wird, dass der Unterschied zwischen dem Durchmesser eines dickeren Abschnittes und dem Durchmesser eines der Verdickung vorangehenden Abschnittes einen vorbestimmten Wert erreicht. Diese herkömmliche Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass der genannte vorbestimmte Wert zum Auslösen der Abschneidvorrichtung begrenzt ist, um ein Abschneiden des bei Beginn des Prüfvorganges in den Fühler eingeführten Fadens zu verhindern.
Dies bedeutet, dass wenn dieser vorbestimmte Wert auf 40% des Normal-Durchmessers eingestellt ist und der Unterschied des empfangenen Lichtes zwischen dem stehenden und dem Durchlaufzustand des Fadens (d.h. der Unterschied des Lichtes beim Einfädeln) von 0 bis 100 % (Normalabschnitt) oder annähernd (Abnormal-Abschnitt) entspricht, die Signaländerung 100 % oder annähernd soviel beträgt und somit den vorbestimmten Wert von 40% übersteigt. Somit wird die Abschneidvorrichtung ausgelöst und der Faden durchgeschnitten. Deshalb muss, um ein Durchtrennen des Fadens bei dessen Einführung in den Fühler, der vorbestimmte Wert der Vorrichtung auf über 100 % eingestellt sein.
Zu diesem Zweck ist der einstellbare Pegel dieser herkömmlichen Vorrichtung auf über 100 % (d.h. über dem Normal-Durchmesser) beschränkt, wodurch sie nicht auf unter 100 % eingestellt wird (unterhalb des Standard-Durchmessers). Dadurch stellt diese Vorrichtung einen Fadendurchmesser-Unterschied von unter 100% nicht fest u. schneidet in diesem Falle natürlich den Faden auch nicht durch. Deshalb ist die Empfindlichkeit dieser herkömmlichen Vorrichtung zum Anzeigen abnormale Durchmesser aufweisender Abschnitte klein, weshalb diese Vorrichtung nicht viel zur Qualitätssteuerung bei der Spinnfaden-Verarbeitung beitragen kann.
Es besteht auch eine andere herkömmliche Vorrichtung, bei welcher die Abschneidvorrichtung betätigt wird, wenn der Durchmesser des Fadens so dünn wird, dass der Unterschied zwischen dem Durchmesser eines dünneren Abschnittes und dem eines vorangehenden normalen Abschnittes einen vorbestimmten Wert erreicht, (in anderen Worten, die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist zu der soeben beschriebenen genau umgekehrt) um das Problem des Durchschneidens von soeben eingeführten Faden zu umgehen, welches das Problem der vorangehend beschriebenen Vorrichtung ist. Im Falle aber, dass der Faden den vorbestimmten Wert übersteigt, wird er nicht durchgetrennt bis er zum normalen Durchmesser zurückkehrt. In der Zwischenzeit wird der den Normaldurchmesser übersteigende Faden aufgespult.
Somit muss also nach dem Durchschneiden der Bearbeiter den Faden abwickeln und durch visuelle Überprüfung feststellen, welcher Faden die eingestellte Norm übersteigt und muss diesen dann manuell herausschneiden.
Bei dieser herkömmlichen Vorrichtung wird also bei einem Abschnitt mit abnehmendem Durchmesser der Faden durchgetrennt und bei einem Abschnitt mit einem grösseren als normalen Durchmesser der Faden erst am Ende dieses Abschnittes, nämlich bei der Rückkehr zum normalen Fadendurchmesser durchgetrennt wenn die Wellenform des Signals einen abnehmenden Durchmesser anzeigt (infolge des zunehmenden Lichtes am Fühler) da die Wellenform durch die Schaltung genau übertragen wird, wenn der erhöhte Durchmesser des abnormalen Abschnites zum normalen Fadendurchmesser zurückkehrt, weshalb der Faden mittels des genannten Signals erst am Ende des Abschnittes mit abnormalem, erhöhtem Durchmesser durchgetrennt wird. Diese Vorrichtung kann auf einen tiefliegenden Pegel eingestellt werden, weshalb ihre Empfindlichkeit hoch ist.
Wenn nun aber der abnormal grosse Durchmesser sich bis zum Ende des Fadens fortsetzt (d.h. wenn keine Abnahme des Durchmessers stattfindet) kann der abnormale Durchmesser des Fadens nicht festgestellt werden. Auch wenn der Durchmesser allmählich über eine Länge von mehreren Metern zunimmt, was sehr oft der Fall ist bei ungleichem Walzsplitter (Sliver), ergibt sich kein vollständig umgewandelter Ausgang und die Änderung kann nicht angezeigt werden, da diese Schaltung so ausgebildet ist, dass sie auf abnormale Abschnitte mit einer Wellenform von höchstens etwa 20 cm Länge anspricht.
Der Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Faden-Ausscheidevorrichtung, welche diese Nachteile weitgehend vermeidet.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Faden-Ausscheidevorrichtung zu schaffen, die eine neuartige Schaltanordnung mit einer Integrierschaltung und einer genauen Steuerschaltung besitzt. Da gesponnene Fäden zur Hauptsache aus einer Mehrzahl einzelner Fasern gebildet sind, welche eine Länge von einigen cm bis 20 cm aufweisen und so gleichmässig wie möglich angeordnet sein müssen und anschliessend verdreht werden, sind kleine Änderungen im Durchmesser zwangsmässig über diese ganze Länge vorhanden und ein Ausgangssignal des Fühlers mit einer kleinen Photoelernent-Signalspannung, die den kleinen Durchmesser-Änderungen entspricht ist somit während des ganzen Fadendurchlaufes vorhanden.
Das Signal ist in seiner Grösse, verglichen mit dem eines abnormalen Abschnittes, der ausgeschieden werden soll sehr klein, aber während des gesamten Fadendurchlaufes vorhanden und gross genug, dass die nach Verstärkung und Gleichrichtung erhaltene Gleichspannung nun noch als Anzeigesignal für den durchlaufenden Faden verwendet werden kann. Vorausgesetzt, dass die Ausgangsanzeige des Fühlers unterdrückt wird, wenn dieses Gleichstrom-Signal nicht vorhanden ist und normal arbeitet wenn es erscheint, kann, da dieses Gleichstrom-Signal vor dem Einführen des Fadens in den Fühler nicht vorhanden ist, die dem Durchmesseranstieg (infolge Lichtabfall) entsprechende Ausgangsanzeige während der Zeit des Einfädelns unterdrückt werden und die Abschneidevorrichtung wird nicht betätigt.
Die Ausgangsanzeige bei steigendem Durchmesser verwendet beim Durchlauf ein Signal das mit Änderungen zwischen erhöhtem und normalem Durchmesser übereinstimmt, und wenn weiterhin vorausgesetzt wird, die Abschneidvorrichtung durch ein anderes Signal, beispielsweise ein durch abnehmenden Durchmesser erzeugtes zu betätigen, kann diese Aufgabe erfüllt werden.
Weitere Zwecke und Vorteile werden anhand des im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung ersichtlich. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform zum Ausscheiden abnormaler Fadenabschnitte:
Fig. 2 eine Wellenform-Ansicht der Ausgangsanzeige und des integrierten Ausganges für verschiedene, zu entfernende, abnormale Fadenabschnitte.
In der Zeichnung stellt die Bezugsziffer 1 einen photoelektrischen Fühler dar, 2 ist ein erster Verstärker zum Verstärken des Ausganges vom Fühler 1. 3 ist eine Integrierschaltung zum Integrieren der verstärkten Ausgangs Wellenform, welche vom ersten Verstärker erhalten wird, wobei die verstärkte Ausgangs-Wellenform in Abhängigkeit zur Änderung der Lichtintensität des empfangenen Lichtes geändert wird. 4 ist eine Diskriminatorschaltung zur Erzeugung eines Steuersignales zum Steuern einer Steuerschaltung 5 für die Abschneidvorrichtung, wobei die Diskriminatorschaltung 4 anspricht, wenn die Grösse der mit der Abnahme der Lichtmenge übereinstimmenden integrierten Ausgangswelle in der Schaltung 3 die gegenwärtige Grösse übersteigt.
Der Betriebspegel der Diskriminatorschaltung 4 wird durch den Ausgang einer Steuerschaltung 6 gesteuert, welche aus einem zusätzlichen Verstärker und einer Gleichrichterschaltung besteht. Der genannte Betriebspegel liegt sehr hoch wenn kein Ausgang von der Steuerschaltung 6 vorliegt und geht in einen normalen Betriebszustand zurück, wenn ein mit dem Anstieg der Lichtmenge übereinstimmender Ausgang vorhanden ist. 7 ist ein zweiter Verstärker. 8 ist eine zweite Diskriminatorschaltung, welche durch das dem Anstieg der Lichtmenge übereinstimmende Signal betätigt wird.
Die Abschneid-Steuerschaltung 5 ist dazu ausgebildet, durch den Ausgang der zweiten Diskriminatorschaltung 8 weiter betrieben zu werden. 9 ist eine Spannungs-Korrekturschaltung zur Erzeugung einer Signalspannung (Gleichspannung) als Korrektur-Spannung, welche der normalen Grösse (Normaldurchmesser) des Fadens entspricht.
Die Korrekturspannung wird in der genannten Spannungskorrektur-Schaltung 9 durch die Änderung der Lichtstärke im Zeitpunkt des Einführens des Fadens erzeugt sowie durch das Signal auf der der Abnahme der Lichtmenge entsprechenden Seite von innerhalb des der Abweichung des Durchmessers während einem Normaldurchmesser-Abschnitt entsprechenden Anzeigesignals, und addiert die Differenz zum angezeigten Signal.
Im folgenden wird der Betrieb der Vorrichtung beschrieben. Wenn kein Faden am Fühler 1 vorbeiläuft ergibt sich kein Ausgangssignal in der Steuerschaltung 6, wodurch der Betriebspegel der Diskriminatorschaltung 4 hoch liegt.
Demnach wird im Zeitpunkt des Fadeneinführens in den Fühler 1 das dadurch erzeugte Signal im ersten Verstärker 2 verstärkt und in der Integrierschaltung 3 integriert. Die Diskriminatorschaltung 4 spricht aber nicht an. Obwohl nun die verminderte Menge Licht welche auf den Fühler 1 von der Lichtquelle auftrifft anhält, ergibt sich kein Anstieg der Lichtmenge. Demnach ergibt die Steuerschaltung 6 immer noch keinen Ausgang, denn der Betriebspegel der Diskriminator-Schaltung 4 befindet sich auf einem gleichmässig hohen Stand, dementsprechend ist der integrierte Ausgang der Integrierschaltung nicht hoch genug um die Diskriminatorschaltung 4 zu betäti gen, weshalb der eingefädelte Faden im Fühler 1 nicht durchgetrennt wird.
Während der Faden durchläuft, hat sogar der normale Faden üblicherweise kleine Durchmesseränderungen, welche sich in kurzen Abschnitten wiederholen. Das Geräuschsignal-Potential des Fühlers 1 für einen kleinen Durchmesseranstieg wird im ersten Verstärker 2 verstärkt, nochmal im Zusatzverstärker der Steuerschaltung 6 verstärkt und gelangt dann in die Gleichrichterschaltung. Der vom obgenannten Geräuschsignal-Potential resultierende, gleichgerichtete Ausgang senkt den Betriebspegel der Diskriminatorschaltung 4, so dass diese in ihren normalen Betriebszustand gebracht wird. Die Gleichrichterschaltung ist so ausgebildet, dass sie die in Abhängigkeit des Lichtmengenanstieges auftretenden Änderungen gleichrichtet und zwar durch Selektivieren innerhalb des verstärkten Geräuschsignals.
Wenn die den Zustand reduzierende Lichtmenge anhält, wie im Zeitpunkt des Einfädelns, besteht kein gleichgerichteter Ausgang.
Im Falle dass der Faden durchzulaufen beginnt und die Diskriminatorschaltung 4 sich in ihrem normalen Betriebszustand befindet, wird, wenn der Abschnitt des Fadens mit zu grossem Durchmesser vorbeiläuft, die Signalwelle des obgenannten, zu grossem Durchmesserabschnittes des Fadens im ersten Verstärker 2 verstärkt und dann in der Integrierschaltung 3 integriert. Wenn die Grösse dieser integrierten Welle den Betriebspegel der Diskriminatorschaltung 4 übersteigt, welcher sich ja in seinem normalen Betriebszustand befindet, erzeugt letzterer ein die Abschneidschaltung 5 betätigendes Signal, wobei dann der, einen zu grossen Durchmesser aufweisende Abschnitt des Fadens, durchgetrennt wird.
Anhand eines sogenannten Nep , einer Fliege , einer Fluse, eines ungleichmässigen Titers oder Slivers kann am besten ein Beispiel für einen Fehler gegeben werden, welcher aus dem Faden entfernt werden soll.
Der Nep und die Fliege zusammen haben von -mehr - bis zum zehnfachen Durchmesser des Fadens und eine Länge von mehreren Millimetern. Die Fluse hat einen vom 2 bis zum 5-fachen Durchmesser des Fadens und eine Länge von mehreren cm. Der ungleichmässige Titer hat im Fehler-Abschnitt einen zunehmenden Durchmesser im Verhältnis von 10 % bis-Zig , zum normalen Abschnitt und eine Länge von etwa 10 bis 20 cm. Der ungleichmässige Sliver hat etwa eine doppelte Zunahme zur normalen Dicke in einer Länge von einem bis mehrere Meter in einen anderen Abschnitt abnehmender Dicke, der sich etwa im selben Verhältnis verhält, um zur normalen Dicke zurückzukehren. Ein Begleitfaden hat einen oder zwei zusätzliche Gänge im Faden, über eine Länge von mehr als zehn Metern.
Fig. 2 zeigt begriffsmässig Ausgangsanzeigen (dünne Linie) für diese, die Grösse ändernde und integrale Ausgangswellenformen (dicke Linie) für den anzeigenden Ausgang. Fig. (a) entspricht hauptsächlich der Wellenform eines Nep oder einer Fliege usw., Fig. (b) entspricht einer Fluse, Fig. (c) einem ungleichmässigen Titer und Fig. (d) einem Verbundgarn, das einen oder mehrere zusätzliche Fäden hat. In jedem der Fälle (a)- (d), da das Korrekturpotential, das dem Standarddurchmesser entspricht immer durch die Spannungs-Korrekturschaltung 9 dazuaddiert wird, wird das der Änderung zur normalen Grösse entsprechende Signal in den Eingang des ersten Verstärkers 2 addiert und die Änderung des Durchmessers die im Normalfaden vorhanden ist, wird durch die Integrierschaltung 3 integriert.
Da die Abschneidvorrichtung in dem Falle, da die reguläre Änderung des Durchmessers den angestellten Pegel der Diskriminatorschaltung 4 erreicht, in den Fadenabschnitt, welcher das Produkt der Änderungsgrösse des Durchmessers (der regulären Grösse) und die Länge dieses Abschnittes eingreift, d. h. das Änderungsgebiet einen eingestellten Pegel erreicht hat, wird der Faden an dieser Stelle durchgetrennt. Dies bedeutet, dass der defekte Abschnitt in einer Länge durchgetrennt wird, welche nahezu umgekehrt proportional zur Abweichung der betreffenden Grösse ist. Deshalb wird in dem defekten Abschnitt der ausgeschieden werden soll, der defekte Abschnitt in Richtung des zunehmenden Durchmessers grundsätzlich ausgeschieden.
Die Signalwelle, die bei Vorbeilaufen des Fadenabschnittes mit kleinem übermässigem Durchmesser am Fühler 1 erzeugt wird, hat verglichen mit der, durch einen Faden mit grösserem übermässigem Durchmesser, umgekehrte Phase, somit nimmt der integrierte Ausgang ab, aber die Diskriminatorschaltung 4 wird nicht betätigt.
Nach Verstärken des Signals im ersten Verstärker 2 und nach weiterem Verstärken des Signals im zweiten Verstärker 7, wenn die Grösse des verstärkten Signals unter halb den eingestellten Pegel der zweiten Diskriminatorschaltung 8 gelangt, betätigt das verstärkte Signal die Abschneidschaltung 5. Zwangsläufig wird der Abschnitt mit dem kleinen übermässigen Durchmesser des Fadens sofort durchgetrennt, wenn die verringerte Grösse die gewünschte Grösse erreicht; Somit wird der defekte Fadenabschnitt wie vorangehend beschrieben, aus dem geprüften Faden ausgeschieden.
Wenn der Faden in den Fühler 1 eingesetzt wird, wird das zum Durchmesser des Fadens proportionale Signal im Addierverstärker der Steuerschaltung 6 erzeugt.
Somit ist dieses Signal viel grösser als das normalerweise während des Fadendurchlaufes erzeugte. Es ist einfach für das Signal, die den Betrieb der Spannungskorrektur- schaltung 9 aufrechterhaltende Grösse während 1 oder 2 Sekunden zu erlangen, bis zum Durchlaufbeginn des Fadens, dann wird die Korrekturspannung der Spannungskorrektur-Schaltung 9 aufrecht erhalten.
Sogar wenn ein Fadenabschnitt mit abnormalem Durchmesser eingefädelt wird, wird während dem Einsetzen des Prüffadens die Abschneidschaltung 5 nicht ausgelöst, unabhängig von der Feststellung der Fadendicke, wie vorangehend beschrieben.
Entsprechend dem Durchlaufbeginn liegt der Betriebspegel der Diskriminatorschaltung 4 tief und die Abweichgrösse vom Standard-Durchmesser wird in der Integrierschaltung 3 integriert. Der Betrieb der Integrierschaltung 3 beginnt sofort beim Einfädeln des Fadens, und in der Zeit in der der Durchlauf beginnt, erreicht der Integral-Ausgang die Abweichgrösse des Durchmessers. In Verbindung aber mit dem Anlauf, wenn der Fadendurchmesser auf den Normaldurchmesser zurückgeht bis die Diskriminatorschaltung 4 ihren normalen Zustand zurückerhält, ist der Integrierausgang verringert, wodurch die Abschneidvorrichtung 5 nicht betätigt wird.
Im Falle, dass der Abschnitt mit abnormalem Durchmesser, der bei Anlauf des Fadens vorhanden ist, fortsetzt, wird der Integrierausgang aufrechterhalten und der Faden abgeschnitten, sobald die Diskriminatorschaltung 4 in ihren Normalzustand zurückkehrt.
Falls es vorgesehen ist, die eine Phase - entweder den Ausgang des zweiten Verstärkers oder der Integrierschaltung - umzukehren, um irgend eine Zusammenschaltung zu ermöglichen und das Potential des Ausgangssignals nur eine Polarität (t oder aufweisen zu lassen, gelangen wie oben beide Ausgänge nicht in Wi dersinn miteinander. Es kann eine einzelne gemeinsame Diskriminatorschaltung verwendet werden. Es ist selbstverständlich für die gemeinsame Verwendung möglich, dass die Spannungskorrekturschaltung 9 und die Steuerschaltung 6 gemeinsam mit dem Verstärker verwendet werden können.
In diesem Zusammenhang ist es selbstverständlich, Änderungen der Abschnitte betreffend den Durchmesser scharf und gross als Fluse und Nep anzuzeigen. Aber, da vorausgesetzt werden kann, dass der Betriebspegel der Diskriminatorschaltung beim Übernehmen der Integrierschaltung und Durchlaufen des Fadens tief liegt, zeigt diese Vorrichtung beide, den Abschnitt mit abnormalem Durchmesser, der sich mit einer Änderung von weniger als 100 % erhöht und den anderen der allmählich ansteigt an, was bisher unmöglich war. Im weiteren zeigt diese Vorrichtung einen Abschnitt mit abnormalem Durchmesser an, der bezüglich des Normaldurchmessers klein ist, und zwar mittels der Schaltung zum Auswählen übermässig kleiner Durchmesser (zweite Ausscheidevorrichtung mit Verstärker 7 und zweiter Diskriminatorschaltung 8).
Diese Vorrichtung gibt genaue Angaben über Änderungen des Durchmessers auf Grund des Normaldurchmessers, unter Verwendung der Spannungskorrekturschaltung 9. Weiterhin ergibt diese Vorrichtung die ausgezeichnete Wirkung, dass sie jedes verstärkte Schaltsignal im tieferen Signalpegel-Bereich verwenden kann.
Die in der obigen Vorrichtung verwendete Spannungs Korrekturschaltung kann weggelassen werden. In diesem Fall, wenn Konstruktionen so gebaut werden, dass der Ausgang von Verstärker 2 und der Ausgang vom Verstärker 3 zur Zeit des Einführens des Fadens weitgehend auf Null liegen, wird die Abschneidvorrichtung nicht betätigt, wenn ein Standard-Faden eingeführt wird.
Wenn aber Verbund-Faden eingeführt wird, ist der integrierte Ausgang weitgehend Null, sogar nachdem der Faden angelaufen ist, so dass er nicht durchgetrennt werden kann. Der abnormale Abschnitt, dessen Durchmesser im Verlaufe wenige Meter abnimmt, wie beispielsweise ungleichmässiger Sliver kann ausgeschieden werden, weil der Ausgang des ersten Verstärkers 2 einen weitgehend normalen Wert annimmt und die mit dem abnormalen Abschnitt übereinstimmende Signalwelle in der Integrierschaltung 3 integriert wird. Nur ein jug des Fehlers des Durchmessers von zu prüfendem Faden wird auf der Basis eines durchschnittlichen Durchmessers bestimmt (von einem zu einem anderen Zeitpunkt der vor einer bestimmten Periode vom einen aus eintrifft).
Wenn aber gewöhnlicher Faden eingeführt wird, wird er nicht durchgeschnitten. Weiterhin kann bei ansteigendem Durchmesser, auch wenn der Anstieg weniger als 100so beträgt, inklusive progressiver Veränderung des Durchmessers innerhalb weniger Meter, die Änderung angezeigt werden, wodurch praktisch der gewünschte Ef- fekt bewirkt wird.