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WO2008151454A1 - Vorrichtung und verfahren zur prüfung von garn - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur prüfung von garn Download PDF

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Publication number
WO2008151454A1
WO2008151454A1 PCT/CH2008/000240 CH2008000240W WO2008151454A1 WO 2008151454 A1 WO2008151454 A1 WO 2008151454A1 CH 2008000240 W CH2008000240 W CH 2008000240W WO 2008151454 A1 WO2008151454 A1 WO 2008151454A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
yarn
detection means
property
sensor
intrinsic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/CH2008/000240
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Philipp Ott
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Uster Technologies AG
Original Assignee
Uster Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uster Technologies AG filed Critical Uster Technologies AG
Publication of WO2008151454A1 publication Critical patent/WO2008151454A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/36—Textiles
    • G01N33/365—Filiform textiles, e.g. yarns

Definitions

  • the present invention is in the field of yarn testing. It relates to an apparatus and a method for testing running yarn, according to the preambles of the independent claims.
  • the invention can be used, for example, in yarn cleaners on spinning or winding machines.
  • Yarn cleaners are used on textile machines such as spinning or winding machines for quality control of running yarn.
  • a yarn cleaner includes a yarn sensor for detecting certain intrinsic properties of the yarn and an evaluation unit for judging whether or not the detected properties satisfy certain quality criteria.
  • One possible construction of a yarn cleaner is disclosed in EP-0'945'533 A1.
  • the yarn cleaner may also include a cutter for removing poor quality yarn sections.
  • the intrinsic yarn properties detected are typically mass per unit length, thickness, material composition, presence of solid contaminants, color and / or hairiness.
  • various sensor principles are known; The use of a particular sensor principle also depends on which property should be detected optimally.
  • the most commonly used sensor principles are the capacitive and the optical.
  • the capacitive yarn cleaner the yarn passes through a measuring capacitor.
  • the measuring capacitor measures the dielectric properties of the yarn, from which, for example, the yarn mass in the measuring capacitor or the yarn material composition can be determined.
  • Garnrlick is specified in EP-0'924'513 Al.
  • the yarn is illuminated by a light source, and light interacting with the yarn is detected by a light detector. From this, for example, the yarn thickness or the presence of foreign substances can be determined.
  • WO 93/13407 A1 gives an example of an optical yarn cleaner.
  • the first intrinsic yarn parameter may, for. B. be measured with an optical Fremdstoffsensor reflectivity of the yarn surface.
  • the mass or the diameter of a yarn section come into question, which can be determined capacitively or optically.
  • a specific object of the invention is to overcome the above drawbacks of known devices for measuring the yarn tension.
  • Another specific object of the invention is to expand the range of applications of yarn cleaners.
  • the invention is based on the idea to provide a device which simultaneously detects and evaluates both an intrinsic and an extrinsic property of a running yarn.
  • This font uses the following definitions:
  • An intrinsic yarn property is one such yarn property given by the structure or structure of the yarn itself.
  • Examples of intrinsic yarn properties are mass per unit length, thickness,
  • extrinsic yarn property is one such yarn property that depends on external influences during a measurement on the yarn.
  • extrinsic yarn properties are the outer yarn tension dependent mechanical yarn tension or the ambient temperature dependent yarn temperature.
  • the device according to the invention for testing running yarn thus contains first detection means for detecting an intrinsic property of the yarn and second
  • Detection means for detecting an extrinsic property of the yarn wherein the first and second detection means are adapted to simultaneously detect the respective properties of the yarn.
  • the invention also relates to yarn cleaning equipment having a yarn cleaner denier and another sensor which is a yarn tension sensor.
  • an intrinsic property of the yarn and an extrinsic property of the yarn are simultaneously detected.
  • the invention also includes a process for yarn cleaning, wherein at least one intrinsic property of the yarn is detected and assessed for meeting certain quality criteria. Simultaneously with the detection of the intrinsic property, the yarn tension is detected.
  • the simultaneous detections of intrinsic and extrinsic yarn properties provide more information about the yarn and its environment.
  • the data obtained from the two detections can be linked together, for example in order to correct the detected intrinsic yarn properties due to the extrinsic yarn properties and / or to convert them to standard conditions.
  • the data can also be used independently of each other for their own purposes. So z. B. the intrinsic yarn properties for yarn cleaning and the extrinsic data to control the thread tension on a winder are used; in the latter case, for. B. the action of a yarn brake and / or a drive motor can be controlled.
  • the first and second detection means can be integrated in the inventive device on one and the same carrier and / or in the same housing, resulting in a space savings.
  • the yarn cleaning device according to the invention is less expensive than previous systems, because the electronic, electrical and mechanical components are only available in duplicate rather than as before.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a device according to the invention.
  • Figure 2 shows a perspective view of a yarn cleaner, which may contain the inventive device.
  • Figure 3 shows a perspective view of important elements of the inventive device in a yarn cleaner.
  • FIG. 4 shows a first embodiment of a yarn tension sensor (a) suitable for the device according to the invention in a side view and (b) in a view along the line b-b in FIG. 4 (a).
  • FIG. 5 shows a side view of a second embodiment of a yarn tension sensor suitable for the device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a device 1 according to the invention.
  • the device 1 is used to check running yarn 9, which moves along its longitudinal axis and whose direction of movement is indicated by an arrow 90.
  • the device 1 may, for. B. be a yarn cleaner on a spinning or winding machine.
  • the device 1 includes first detection means 2 for detecting an intrinsic property of the yarn 9.
  • the first detection means 2 may e.g. B. may be formed as a yarn cleaner sensor, which typically detects the mass per unit length or the diameter of the yarn 9.
  • the first detection means 2 can be based on a capacitive, optical and / or other measuring principle.
  • Various yarn sensors and especially yarn cleaning sensor are known from the prior art and need not be described in detail here.
  • the device 1 includes second detection means 3 for detecting an extrinsic property of the yarn 9.
  • the second detection means 3 may be e.g. B. as Thread tension sensor may be formed. They can be based on a capacitive, inductive, piezoelectric, optical and / or other measuring principle. Examples of yarn tension sensors are discussed below with reference to Figs. 3-5.
  • the first and second detection means 2, 3 are arranged and arranged to simultaneously detect the respective properties of the yarn 9. Preferably, they detect the respective properties of the yarn 9 substantially on the same yarn section, hu embodiment of Figure 1, the first and second detection means 2, 3 are shown offset in the running direction 90 of the yarn 9. However, such a displacement can be kept very small and / or compensated during the evaluation. Alternatively, the first and second detection means 2, 3 may be mounted in the same location so that they measure exactly the same yarn section.
  • Evaluation means 4 are provided for the evaluation of measurement signals which supply the first and second detection means 2, 3. The evaluation of the measurement signal of the first
  • Detection means 2 may, for. B. include the assessment of whether the detected intrinsic game characteristics meet certain quality criteria by z. B. is checked whether a measured yarn parameter exceeds or falls below a cleaning limit.
  • the evaluation of the measurement signal of the second detection means 3 can, for. B. include the calculation of a thread tension.
  • the evaluation means 4 can be designed as analog and / or digital electrical circuit; they can include a microprocessor. In the exemplary embodiment of FIG. 1, the evaluation means 4 for both detection means 2, 3 are combined to form a single evaluation unit; but they could also be designed as separate units.
  • the evaluation means 4 can individually evaluate the measurement signals supplied by the first and second detection means 2, 3, or they can combine the two measurement signals in a suitable manner.
  • One or more results of the evaluation are output on one or more output lines 41, 42.
  • two output lines 41, 42 are present.
  • a cleaner signal to a (not shown) cutting device are issued.
  • the cleaner signal indicates, depending on the detected intrinsic yarn property, whether a cleaner cut should be made or not.
  • a second output line 42 can z. B. values of the thread tension are output, which in turn can be used to control the thread tension.
  • the first and second detection means 2, 3 and the evaluation means 4 are preferably mounted on a common carrier, for example a common printed circuit board, and / or housed in a common housing 11.
  • FIG. 2 shows a yarn cleaner 1 as an application example for the device according to the invention.
  • the yarn cleaner 1 has a measuring slot 12 for receiving yarn (not shown). In the measuring slot 12 are
  • the yarn cleaner 1 has a housing 11, in which, in addition to the first and second detection means, evaluation means (see FIG.
  • FIG. 3 schematically shows the arrangement of essential components in the measuring slot 12 of the yarn cleaner 1 of FIG. 2.
  • the yarn 9 passes through the measuring slot 12 in the longitudinal direction 90.
  • a first yarn guide element 51 which ensures compliance with a well-defined yarn position.
  • the first yarn guide element 51 typically has a U- or V-shaped guide groove for the yarn 9.
  • the yarn 9 abuts with a wrap angle on the first yarn guide element 51.
  • the yarn 9 passes through a measuring gap formed as a measuring capacitor first detection means 2.
  • the measuring capacitor 2 is used for the capacitive detection of dielectric properties of the yarn 9, from which z. B. the yarn mass per unit length can be determined.
  • Corresponding electrical circuits and evaluation means are known per se, but not shown in FIG. 3 for the sake of clarity.
  • second detection means 3 are mounted, which are formed as a thread tension sensor.
  • An element 52 of the yarn tension sensor 3 which is in contact with the yarn 3 is at the same time a second yarn guide element and is accordingly of the same or similar construction as the first yarn guide element 51.
  • the yarn 9 lies at a wrap angle, so that it has a wrap angle vertically downward force on the second yarn guide member 52 exerts.
  • This force is a measure of the yarn tension and is inductively measured by the bending of a sensor arm 31, which is explained in detail with reference to FIG.
  • a limiting element 7 in the form of a pin can limit the deflection of the sensor arm 31 at least in the vertical direction, downwards. As a result, damage to the sensor arm 31 in case of overload can be avoided. There may be further limiting means (not shown) for limiting the deflection of the sensor arm 31 in the vertical direction, in or against the direction of movement 90 of the yarn 9.
  • the second yarn guide member 52 does not necessarily have to be U-shaped or V-shaped. Alternatively, it may have the shape of a cylinder or half-cylinder which is straight in the direction perpendicular to the direction of movement 90 of the yarn 9 and convex in the direction of movement 90. In another alternative embodiment, it may have a saddle shape, wherein it is curved concave perpendicular to the direction of movement 90 of the yarn 9 and convex in the direction of movement 90.
  • the first Garnchtungselement 51 analogous to the second Garnschreibungselement 52 can be used as a thread tension sensor.
  • An embodiment of the device according to the invention with two detection means for detecting the thread tension can have the advantage of redundancy and thus greater reliability.
  • the inductive measuring principle of the yarn tension sensor 3 of Figure 3 will be explained in more detail with reference to Figure 4.
  • the yarn 9 exerts a vertically downward force F on the second yarn guide element 52.
  • This force F bends more or less a sensor arm 31 formed as a thin, flexible beam.
  • a transmitting coil 32 is applied, for example.
  • Printed which is supplied via corresponding electrical lines 33 with a constant current.
  • the current-carrying transmitting coil 32 generates a constant magnetic field.
  • Below the transmitting coil 32 is on a substrate 34, a magnetic field sensor 35, z. B. a Hall sensor, attached to measure the magnetic field. Measured by the magnetic field sensor 35
  • Magnetic field strength depends on the distance between transmitter coil 32 and magnetic field sensor 35 and is thus a measure of the yarn tension.
  • FIG. 5 Another capacitive Fadanschreibssensor is shown in Figure 5.
  • the arrangement includes a two-plate capacitor 36 with two planar electrodes 37.1, 37.2.
  • a first electrode 37.1 is mounted below the second yarn guide element 52 on a thin, flexible sensor bar 38, which is mounted on both sides in FIG.
  • a second electrode 37.2 is mounted on a substrate 39 below the first electrode 37.1.
  • the yarn tension changes the distance between the two electrodes 37.1, 37.2.
  • the change in distance can be detected with an electrical circuit 6, as indicated in FIG.
  • other possibilities for measuring a change in distance eg optical
  • a force F eg piezoelectric
  • the electrical circuit 6 includes an AC voltage generator 61 for applying an AC electrical voltage to the first electrode 37.1.
  • the frequency of the AC voltage must be chosen so that no mutual influence with a possibly adjacent measuring capacitor 2 for the yarn mass (see Figure 3) is possible.
  • the measuring capacitor 36 forms a capacitive voltage divider whose output voltage can be determined by means of demodulation in a multiplier 63.
  • the output of the multiplier 63 which is a measure of the yarn tension, is output on an electrical line 64.
  • An identical or similar circuit can be used in the embodiment of Figures 3 and 4.
  • the exemplary electrical circuit 6 of FIG. 5 measures absolutely because the second capacitor 62 has a constant capacitance. It is also possible to design a differential measuring circuit by making the capacitances of measuring capacitor 36 and second capacitor 62 both dependent on the deflection of sensor arm 31 or sensor bar 38, in the opposite sense, e.g. B. a capacitor 36 under the sensor arm 31 and a capacitor 62 above the sensor arm. Such circuits are familiar to the expert and need not be explained in detail.
  • the embodiments of Figures 4 and 5 can be made immune to possible electromagnetic interference by the textile machine by suitable modulation techniques.
  • the measured signal is not linear, i. H. not proportional to the yarn tension, and is therefore preferably in the corresponding evaluation means 4 (see Figure 1) with a characteristic of the second detection means 2 corrected, for example, multiplied, be.
  • the output signal of the second detection means 2 can be output on an output line 42. It can, for. B. in order to achieve a constant winding speed as an analog signal for controlling a yarn brake and / or a drive roller motor of a winder are provided.

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Abstract

Die Vorrichtung (1) zur Prüfung von laufendem Garn (9) weist erste Detektionsmittel (2) zur Detektion einer intrinsischen Eigenschaft, bspw. der Masse, und zweite Detektionsmittel (3) zur gleichzeitigen Detektion einer extrinsischen Eigenschaft, bspw. der mechanischen Spannung, des Garns (9). Die gleichzeitigen Detektionen einer intrinsischen und einer extrinsischen Garneigenschaft liefern mehr Informationen über das Garn (9) und seine Umgebung. Die detektierten Daten können miteinander verknüpft oder unabhängig voneinander verwendet werden. Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung ist ein Garnreiniger, der gleichzeitig die Garnspannung misst.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR PRÜFUNGVON GARN
FACHGEBIET
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Prüfung von Garn. Sie betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Prüfung von laufendem Garn, gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche. Die Erfindung kann bspw. in Garnreinigern auf Spinn- oder Spulmaschinen eingesetzt werden.
STAND DER TECHNIK
Es ist eine Vielzahl verschiedenartiger Vorrichtungen zur Prüfung von Garn bekannt. Sie lassen sich nach ihrer Anwendung in die beiden Klassen Laborprüfung (offline) und Prüfung während des Produktionsprozesses (online) einteilen. Für die Anwendung der vorliegenden Erfindung sind, ohne Einschränkung der Allgemeinheit, die letzteren besonders interessant. Unter den Online-Prüfgeräten wiederum interessieren hier besonders die so genannten Garnreiniger.
Garnreiniger werden an Textilmaschinen wie Spinn- oder Spulmaschinen zur Qualitätskontrolle am laufenden Garn eingesetzt. Ein Garnreiniger beinhaltet einen Garnsensor zur Detektion bestimmter intrinsischer Eigenschaften des Garns und eine Auswerteeinheit zur Beurteilung, ob die detektierten Eigenschaften bestimmten Qualitätskriterien genügen oder nicht. Ein möglicher Aufbau eines Garnreinigers ist in der EP-0'945'533 Al offenbart. Fakultativ kann der Garnreiniger auch eine Schneidvorrichtung zur Entfernung qualitativ ungenügender Garnabschnitte enthalten.
Die detektierten intrinsischen Garneigenschaften sind typischerweise Masse pro Längeneinheit, Dicke, Materialzusammensetzung, Vorhandensein von festen Fremdstoffen, Farbe und/oder Haarigkeit. Zur Detektion der intrinsischen Garneigenschaften sind verschiedene Sensorprinzipien bekannt; die Verwendung eines bestimmten Sensorprinzips hängt unter anderem auch davon ab, welche Eigenschaft optimal detektiert werden soll. Die am häufigsten verwendeten Sensorprinzipien sind das kapazitive und das optische. Beim kapazitiven Garnreiniger durchläuft das Garn einen Messkondensator. Der Messkondensator misst dielektrische Eigenschaften des Garns, woraus sich bspw. die Garnmasse im Messkondensator oder die Garnmaterialzusammensetzung bestimmen lässt. Ein Beispiel für einen kapazitiven
Garnreiniger ist in der EP-0'924'513 Al angegeben. Beim optischen Garnreiniger wird das Garn von einer Lichtquelle beleuchtet, und mit dem Garn wechselwirkendes Licht wird von einem Lichtdetektor detektiert. Daraus lässt sich bspw. die Garndicke oder das Vorhandensein von Fremdstoffen bestimmen. Die WO-93/13407 Al gibt ein Beispiel für einen optischen Garnreiniger an.
Gemäss der WO-01/92875 Al werden zwecks besserer Erkennung von Fremdstoffen im Garn zwei intrinsische Garnparameter erfasst, die daraus erzeugten Signale bewertet, und aus den bewerteten Signalen wird eine bestimmte Art von Fremdstoffen ermittelt. Der erste intrinsische Garnparameter kann z. B. die mit einem optischen Fremdstoffsensor gemessene Reflektivität der Garnoberfläche sein. Als zweiter intrinsischer Garnparameter kommen die Masse oder der Durchmesser eines Garnabschnittes in Frage, welche kapazitiv oder optisch bestimmt werden können.
Um bei Textilmaschinen wie Spinn- oder Spulmaschinen einen einwandfreien Aufbau einer Garnspule, bspw. einer Kreuzspule, zu gewährleisten, muss die Fadenzugkraft möglichst konstant gehalten werden. Zu diesem Zweck wird die Fadenzugkraft gemessen und geregelt. Eine Vorrichtung zum Messen der Fadenzugkraft ist in der EP-0'826'952 A2 offenbart. Sie verfügt über zwei stationäre Garnführungselemente und ein bewegliches, vom laufenden Garn beaufschlagtes Messglied mit einer konvexen Garnleitkontur. Das Messglied beinhaltet einen elektromagnetischen Fadenzugkraftsensor. Die in der EP-0'826'952 A2 offenbarte Vorrichtung nimmt relativ viel Platz auf der Textilmaschine ein und benötigt ein eigenes Gehäuse sowie eine eigene Auswerteelektronik. DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Vorrichtung und ein neuartiges Verfahren zur Prüfung von Garn zu schaffen, die bisher unbekannte ■ Möglichkeiten bei der Garnverarbeitung eröffnen. Eine spezielle Aufgabe der Erfindung ist es, die obigen Nachteile bekannter Vorrichtungen zum Messen der Fadenzugkraft zu beseitigen. Eine weitere spezielle Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Anwendungsspektrum von Garnreinigern zu erweitern.
Diese und andere Aufgaben werden durch die erfindungsgemässe Vorrichtung und das erfindungsgemässe Verfahren, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen definiert sind, gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die Erfindung beruht auf der Idee, eine Vorrichtung zu schaffen, welche gleichzeitig sowohl eine intrinsische als auch eine extrinsische Eigenschaft eines laufenden Garns detektiert und auswertet. In dieser Schrift werden die folgenden Definitionen verwendet:
• Eine intrinsische Garneigenschaft ist eine solche Garneigenschaft, die durch den Aufbau oder die Struktur des Garns selbst gegeben ist. Beispiele für intrinsische Garneigenschaften sind Masse pro Längeneinheit, Dicke,
Materialzusammensetzung, Vorhandensein von festen Fremdstoffen, Farbe und Haarigkeit.
• Eine extrinsische Garneigenschaft ist eine solche Garneigenschaft, die von äusseren Einflüssen während einer Messung am Garn abhängt. Beispiele für extrinsische Garneigenschaften sind die von einer äusseren Fadenzugkraft abhängige mechanische Garnspannung oder die von der Umgebungstemperatur abhängige Garntemperatur.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Prüfung von laufendem Garn beinhaltet also erste Detektionsmittel zur Detektion einer intrinsischen Eigenschaft des Garns sowie zweite
Detektionsmittel zur Detektion einer extrinsischen Eigenschaft des Garns, wobei die ersten und zweiten Detektionsmittel geeignet sind, die jeweiligen Eigenschaften des Garns gleichzeitig zu detektieren. Die Erfindung bezieht sich auch auf Garnreinigungseinrichtung mit einem Garnreinigersenor und einem weiteren Sensor, der ein Fadenspannungssensor ist.
Im erfindungsgemässen Verfahren zur Prüfung von laufendem Garn werden gleichzeitig eine intrinsische Eigenschaft des Garns und eine extrinsische Eigenschaft des Garns detektiert.
Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zur Garnreinigung, wobei mindestens eine intrinsische Eigenschaft des Garns detektiert und auf das Erfüllen bestimmter Qualitätskriterien hin beurteilt wird. Gleichzeitig mit der Detektion der intrinsischen Eigenschaft wird die Garnspannung detektiert.
Die gleichzeitigen Detektionen einer intrinsischen und einer extrinsischen Garneigenschaft liefern mehr Informationen über das Garn und seine Umgebung. Die aus den beiden Detektionen gewonnenen Daten können miteinander verknüpft werden, bspw. um die detektierten intrinsischen Garneigenschaften aufgrund der extrinsischen Garneigenschaften zu korrigieren und oder auf Standardbedingungen umzurechnen. Die Daten können aber auch unabhängig voneinander für eigene Zwecke verwendet werden. So können z. B. die intrinsischen Garneigenschaften zur Garnreinigung und die extrinsischen Daten zur Regelung der Fadenzugkraft an einer Spulmaschine herangezogen werden; im letzteren Fall kann z. B. die Wirkung einer Fadenbremse und/oder eines Antriebsmotors geregelt werden. Die ersten und zweiten Detektionsmittel können in der erfindungsgemässen Vorrichtung auf einen und denselben Träger und/oder in ein und dasselbe Gehäuse integriert werden, wodurch sich eine Platzersparnis ergibt. Die erfindungsgemässe Garnreinigungseinrichtung ist kostengünstiger als bisherige Systeme, weil die elektronischen, elektrischen und mechanischen Komponenten nur einfach statt wie bisher doppelt vorhanden sind.
Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf das Ausführungsbeispiel eines Garnreinigers, der gleichzeitig die Garnspannung misst. Dieses Ausführungsbeispiel veranschaulicht einige Vorteile der Erfindung, ist aber nicht einschränkend zu verstehen. AUFZÄHLUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen detailliert erläutert. Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Vorrichtung. Figur 2 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Garnreiniger, der die erfindungsgemässe Vorrichtung enthalten kann. Figur 3 zeigt in perspektivischer Darstellung wichtige Elemente der erfindungsgemässen Vorrichtung in einem Garnreiniger. Figur 4 zeigt eine erste Ausführungsform eines für die erfindungsgemässe Vorrichtung geeigneten Garnspannungssensors (a) in einer Seitenansicht und (b) in einer Ansicht entlang der Linie b-b in Fig. 4(a). Figur 5 zeigt in einer Seitenansicht eine zweite Ausführungsform eines für die erfindungsgemässe Vorrichtung geeigneten Garnspannungssensors.
AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 dient zur Prüfung von laufendem Garn 9, das sich entlang seiner Längsachse bewegt und dessen Bewegungsrichtung mit einem Pfeil 90 angedeutet ist. Die Vorrichtung 1 kann z. B. ein Garnreiniger an einer Spinn- oder Spulmaschine sein.
Die Vorrichtung 1 beinhaltet erste Detektionsmittel 2 zur Detektion einer intrinsischen Eigenschaft des Garns 9. Die ersten Detektionsmittel 2 können z. B. als Garnreinigersensor ausgebildet sein, der laufend typischerweise die Masse pro Längeneinheit oder den Durchmesser des Garns 9 detektiert. Die ersten Detektionsmittel 2 können auf einem kapazitiven, optischen und/oder anderen Messprinzip beruhen. Verschiedene Garnsensoren und speziell Garnreinigersensoren sind aus dem Stand der Technik bekannt und brauchen hier nicht näher beschrieben zu werden.
Ferner beinhaltet die Vorrichtung 1 zweite Detektionsmittel 3 zur Detektion einer extrinsischen Eigenschaft des Garns 9. Die zweiten Detektionsmittel 3 können z. B. als Fadenspannungssensor ausgebildet sein. Sie können auf einem kapazitiven, induktiven, piezoelektrischen, optischen und/oder anderen Messprinzip beruhen. Beispiele für Fadenspannungssensoren werden unten anhand der Figuren 3-5 diskutiert.
Die ersten und zweiten Detektionsmittel 2, 3 sind so angeordnet und beschaffen, dass sie die jeweiligen Eigenschaften des Garns 9 gleichzeitig detektieren. Vorzugsweise detektieren sie die jeweiligen Eigenschaften des Garns 9 im Wesentlichen am selben Garnabschnitt, hu Ausführungsbeispiel von Figur 1 sind die ersten und zweiten Detektionsmittel 2, 3 zwar in Laufrichtung 90 des Garns 9 versetzt eingezeichnet. Eine solche Versetzung kann aber sehr klein gehalten und/oder bei der Auswertung kompensiert werden. Alternativ können die ersten und zweiten Detektionsmittel 2, 3 am gleichen Ort angebracht sein, so dass sie exakt denselben Garnabschnitt ausmessen.
Zur Auswertung von Messsignalen, welche die ersten und zweiten Detektionsmittel 2, 3 liefern, sind Auswertemittel 4 vorhanden. Die Auswertung des Messsignals der ersten
Detektionsmittel 2 kann z. B. die Beurteilung beinhalten, ob die detektierten intrinsischen Gameigenschaften bestimmten Qualitätskriterien genügen, indem z. B. geprüft wird, ob ein gemessener Garnparameter eine Reinigungsgrenze über- oder unterschreitet. Die Auswertung des Messsignals der zweiten Detektionsmittel 3 kann z. B. die Berechnung einer Fadenspannung beinhalten. Die Auswertemittel 4 können als analoge und/oder digitale elektrische Schaltung ausgebildet sein; sie können einen Mikroprozessor beinhalten. Im Ausführungsbeispiel von Figur 1 sind die Auswertemittel 4 für beide Detektionsmittel 2, 3 zu einer einzigen Auswerteeinheit zusammengefasst; sie könnten aber auch als separate Einheiten ausgebildet sein. Die Auswertemittel 4 können die von den ersten und zweiten Detektionmitteln 2, 3 gelieferten Messsignale einzeln auswerten, oder sie können die beiden Messsignale in geeigneter Weise miteinander verknüpfen.
Ein oder mehrere Resultate der Auswertung werden auf einer oder mehreren Ausgangsleitungen 41, 42 ausgegeben. Im Ausführungsbeispiel von Figur 1 sind zwei Ausgangsleitungen 41, 42 vorhanden. Auf einer ersten Ausgangsleitung 41 kann z. B. ein Reinigersignal an eine (nicht eingezeichnete) Schneidvorrichtung ausgegeben werden. Das Reinigersignal gibt je nach der detektierten intrinsischen Garneigenschaft an, ob ein Reinigerschnitt durchgeführt werden soll oder nicht. Auf einer zweiten Ausgangsleitung 42 können z. B. Werte der Fadenspannung ausgegeben werden, die ihrerseits zur Regelung der Fadenspannung verwendet werden können.
Die ersten und zweiten Detektionsmittel 2, 3 sowie die Auswertemittel 4 sind vorzugsweise auf einem gemeinsamen Träger, bspw. einer gemeinsamen Leiterplatte, befestigt und/oder in einem gemeinsamen Gehäuse 11 untergebracht.
In Figur 2 ist als Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemässe Vorrichtung ein Garnreiniger 1 dargestellt. Der Garnreiniger 1 weist einen Messschlitz 12 zur Aufnahme von (nicht eingezeichnetem) Garn auf. Im Messschlitz 12 befinden sich
Fadenfϊihrungselemente sowie die ersten und zweiten Detektionsmittel; auf ihre mögliche Anordnung wird anlässlich von Figur 3 näher eingegangen. Der Garnreiniger 1 hat ein Gehäuse 11 , in dem sich nebst den ersten und zweiten Detektionsmitteln auch Auswertemittel (vgl. Figur 1) befinden.
Figur 3 zeigt schematisch die Anordnung wesentlicher Komponenten im Messschlitz 12 des Garnreinigers 1 von Figur 2. Das Garn 9 durchläuft den Messschlitz 12 in Längsrichtung 90. Im Eintrittsbereich des Messschlitzes 12 befindet sich ein erstes Garnführungselement 51, das die Einhaltung einer wohl definierten Garnposition gewährleistet. Zu diesem Zweck weist das erste Garnführungselement 51 typischerweise eine U- oder V-förmige Führungsnut für das Garn 9 auf. Das Garn 9 liegt mit einem Umschlingungswinkel am ersten Garnführungselement 51 an.
Im Messschlitz 12 durchläuft das Garn 9 einen Messspalt von als Messkondensator ausgebildeten ersten Detektionsmitteln 2. Der Messkondensator 2 kann z. B. ein
Zweiplattenkondensator mit zwei ebenen Elektroden 21, 22, die typischerweise Längs- und Querausdehnungen von einigen Millimetern aufweisen, sein. Der Messkondensator 2 dient zur kapazitiven Detektion von dielektrischen Eigenschaften des Garns 9, aus denen z. B. die Garnmasse pro Längeneinheit ermittelt werden kann. Entsprechende elektrische Schaltungen und Auswertemittel sind an sich bekannt, aber in Figur 3 der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet. Ferner sind im Messschlitz 12, bspw. hinter dem Messkondensator 2 im Austrittsbereich des Messschlitzes, zweite Detektionsmittel 3 angebracht, die als Fadenspannungssensor ausgebildet sind. Ein mit dem Garn 3 in Kontakt stehendes Element 52 des Fadenspannungssensors 3 ist gleichzeitig ein zweites Garnführungselement und ist dementsprechend gleich oder ähnlich aufgebaut wie das erste Garnfuhrungselement 51. Auch an diesem zweiten Garnfuhrungselement 52 liegt das Garn 9 mit einem Umschlingungswinkel an, so dass es eine vertikal nach unten gerichtete Kraft auf das zweite Garnführungselement 52 ausübt. Diese Kraft ist ein Mass für die Fadenzugkraft und wird über die Biegung eines Sensorarms 31 induktiv gemessen, was anhand von Figur 4 detailliert erklärt wird.
Ein Begrenzungselement 7 in Form eines Stiftes kann die Auslenkung des Sensorarms 31 zumindest in vertikaler Richtung, nach unten, begrenzen. Dadurch kann eine Beschädigung des Sensorarms 31 bei Überlast vermieden werden. Es können weitere (nicht eingezeichnete) Begrenzungsmittel für eine Begrenzung der Auslenkung des Sensorarms 31 in vertikaler Richtung, in oder entgegen der Bewegungsrichtung 90 des Garns 9, vorgesehen sein.
Das zweite Garnführungselement 52 braucht nicht notwendigerweise U- oder V-förmig zu sein. Alternativ kann es die Form eines Zylinders oder Halbzylinders haben, der senkrecht zur Bewegungsrichtung 90 des Garns 9 gerade und in Bewegungsrichtung 90 konvex gebogen ist. In einer anderen alternativen Ausfuhrung kann es eine Sattelform aufweisen, wobei es senkrecht zur Bewegungsrichtung 90 des Garns 9 konkav und in Bewegungsrichtung 90 konvex gebogen ist.
Selbstverständlich kann auch das erste Garnfuhrungselement 51 analog zum zweiten Garnfuhrungselement 52 als Fadenspannungssensor verwendet werden. Eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung mit zwei Detektionsmitteln zur Detektion der Fadenspannung kann den Vorteil der Redundanz und damit einer grosseren Zuverlässigkeit haben.
Da der im Messschlitz 12 eines Garnreinigers 1 vorhandene Platz sehr knapp ist, müssen für die ersten und zweiten Detektionsmittel 2, 3 Platz sparende Technologien verwendet werden. Nachfolgend werden anhand der Figuren 4 und 5 zwei Platz sparende, kostengünstige Ausführungsformen der zweiten Detektionsmittel 3 diskutiert. Beide Ausführungsformen beruhen darauf, dass eine der Garnspannung proportionale Kraft auf einen biegsamen Balken wirkt und ihn verbiegt. Die so verursachte geometrische Verschiebung wird elektrisch gemessen.
Das induktive Messprinzip des Fadenspannungssensors 3 von Figur 3 wird anhand von Figur 4 genauer erläutert. Das Garn 9 übt auf das zweite Garnführungselement 52 eine vertikal nach unten gerichtete Kraft F aus. Diese Kraft F biegt einen als dünnen, biegsamen Balken ausgebildeten Sensorarm 31 mehr oder weniger nach unten. Am freien Ende des Sensorarms 31, z. B. auf der Unterseite des zweiten Garnführungselementes 52, ist eine Sendespule 32 aufgebracht, bspw. aufgedruckt, die über entsprechende elektrische Leitungen 33 mit einem konstanten Strom versorgt wird. Die stromdurchflossene Sendespule 32 erzeugt ein konstantes magnetisches Feld. Unterhalb der Sendespule 32 ist auf einem Substrat 34 ein Magnetfeldsensor 35, z. B. ein Hall-Sensor, zur Messung des magnetischen Feldes angebracht. Die vom Magnetfeldsensor 35 gemessene
Magnetfeldstärke hängt vom Abstand zwischen Senderspule 32 und Magnetfeldsensor 35 ab und ist somit ein Mass für die Fadenzugkraft.
Ein anderer, kapazitiver Fadanspannungssensor ist in Figur 5 dargestellt. Die Anordnung beinhaltet einen Zweiplattenkondensator 36 mit zwei ebenen Elektroden 37.1, 37.2. Eine erste Elektrode 37.1 ist unterhalb des zweiten Garnführungselementes 52 auf einem dünnen, biegsamen Sensorbalken 38 angebracht, der in Figur 5 beidseitig gelagert ist. Eine zweite Elektrode 37.2 ist auf einem Substrat 39 unterhalb der ersten Elektrode 37.1 angebracht. Die Fadenzugkraft verändert den Abstand der beiden Elektroden 37.1, 37.2. Die Abstandsänderung kann mit einer elektrischen Schaltung 6, wie sie in Figur 5 angedeutet ist, detektiert werden. Selbstverständlich sind auch andere Möglichkeiten zur Messung einer Abstandsänderung (z. B. optisch) bzw. einer Kraft F (z. B. piezoelektrisch) bekannt.
Die elektrische Schaltung 6 beinhaltet einen Wechselspannungsgenerator 61 zum Anlegen einer elektrischen Wechselspannung an die erste Elektrode 37.1. Die Frequenz der Wechselspannung muss so gewählt werden, dass keine gegenseitige Beeinflussung mit einem möglicherweise benachbarten Messkondensator 2 für die Garnmasse (siehe Figur 3) möglich ist. Zusammen mit einem zweiten Kondensator 62 bildet der Messkondensator 36 einen kapazitiven Spannungsteiler, dessen Ausgangsspannung mittels Demodulation in einem Multiplizierer 63 ermittelt werden kann. Das Ausgangssignal des Multiplizierers 63, das ein Mass für die Fadenzugkraft ist, wird auf einer elektrischen Leitung 64 ausgegeben. Die elektrische Leitung 64 kann das Ausgangssignal Auswertemitteln 4, wie sie etwa in Figur 1 dargestellt sind, zufuhren. Eine gleich oder ähnlich aufgebaute Schaltung kann in der Ausführungsform der Figuren 3 und 4 eingesetzt werden.
Die beispielhafte elektrische Schaltung 6 von Figur 5 misst absolut, weil der zweite Kondensator 62 eine konstante Kapazität. Es ist auch möglich, eine differenziell messende Schaltung zu entwerfen, indem die Kapazitäten des Messkondensators 36 und des zweiten Kondensators 62 beide von der Auslenkung des Sensorarms 31 oder des Sensorbalkens 38 abhängig gemacht werden, und zwar in entgegengesetztem Sinn, z. B. ein Kondensator 36 unter dem Sensorarm 31 und ein Kondensator 62 über dem Sensorarm. Derartige Schaltungen sind dem Fachmann geläufig und brauchen nicht näher ausgeführt zu werden.
Die Ausführungsformen der Figuren 4 und 5 können durch geeignete Modulationsverfahren gegen mögliche elektromagnetische Störungen durch die Textilmaschine immun gemacht werden. Bei beiden Ausführungsformen ist das gemessene Signal nicht linear, d. h. nicht zur Garnspannung proportional, und wird daher vorzugsweise in den entsprechenden Auswertemitteln 4 (siehe Figur 1) mit einer Kennlinie der zweiten Detektionsmittel 2 korrigiert, bspw. multipliziert, werden. Anschliessend kann das Ausgangssignal der zweiten Detektionsmittel 2 auf einer Ausgangsleitung 42 ausgegeben werden. Es kann z. B. zwecks Erreichung einer konstanten Spulgeschwindigkeit als Analogsignal zur Regelung einer Fadenbremse und/ oder eines Antriebswalzenmotors einer Spulmaschine zur Verfügung gestellt werden.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben diskutierten Ausführungsformen beschränkt. Bei Kenntnis der Erfindung wird der Fachmann weitere Varianten herleiten können, die auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehören. BEZUGSZEICHENLISTE
1 Vorrichtung, Garnreiniger
11 Gehäuse
12 Messschlitz
2 erste Detektionsmittel
21, 22 Elektroden
3 zweite Detektionsmittel
31 Sensorarm
32 Sendespule
33 Stromversorgungsleitungen
34 Substrat
35 Magnetfeldsensor
36 Messkondensator
37.1, 37.2 Elektroden
38 Sensorbalken
39 Substrat
4 Auswertemittel
41, 42 Ausgangsleitungen
51, 52 Garnfϊihrungselemente
6 elektrische Schaltung
61 Wechselspannungsgenerator
62 Kondensator
63 Multiplizierer
64 elektrische Leitung
7 Begrenzungsmittel
9 Garn
90 Beweeunesrichtunε bzw. La

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung (1) zur Prüfung von laufendem Garn (9), mit Detektionsmitteln (2, 3) zur Detektion mindestens einer Eigenschaft des Garns (9), gekennzeichnet durch erste Detektionsmittel (2) zur Detektion einer intrinsischen Eigenschaft des Garns (9) sowie zweite Detektionsmittel (3) zur Detektion einer extrinsischen Eigenschaft des Garns (9), wobei die ersten und zweiten Detektionsmittel (2, 3) geeignet sind, die jeweiligen
Eigenschaften des Garns (9) gleichzeitig zu detektieren.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Detektionsmittel (2, 3) geeignet sind, die jeweiligen Eigenschaften des Garns (9) im Wesentlichen am selben Garnabschnitt zu detektieren.
3. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) Auswertemittel (4) zur Auswertung von Messsignalen beinhaltet, die von den ersten (2) bzw. den zweiten Detektionsmitteln (3) stammen.
4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei die Auswertemittel für die Messsignale von den ersten Detektionsmitteln (2) und für die Messsignale von den zweiten Detektionsmitteln (3) in einer einzigen Auswerteeinheit (4) zusammengefasst sind.
5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Auswertemittel (4) geeignet sind, Messsignale von den ersten Detektionsmitteln (2) und Messsignale von den zweiten Detektionsmitteln (3) einzeln auszuwerten.
6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Auswertemittel (4) geeignet sind, Messsignale von den ersten Detektionsmitteln (2) und Messsignale von den zweiten
Detektionsmitteln (3) miteinander zu verknüpfen.
7. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die ersten und die zweiten Detektionsmittel (2, 3) auf einem gemeinsamen Träger befestigt und/oder in einem gemeinsamen Gehäuse (11) untergebracht sind.
8. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die ersten Detektionsmittel (2) geeignet sind, eine intrinsische Eigenschaft des Garns (9) aus der folgenden Gruppe zu detektieren: Masse pro Längeneinheit, Dicke, Materialzusammensetzung, Vorhandensein von festen Fremdstoffen, Farbe und Haarigkeit, und die zweiten Detektionsmittel (3) geeignet sind, eine extrinsische Eigenschaft des
Garns (3) aus der folgenden Gruppe zu detektieren: mechanische Garnspannung und Garntemperatur.
9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, wobei die ersten Detektionsmittel (2) einen Garnreinigersensor und die zweiten Detektionsmittel (3) einen
Fadenspannungssensor beinhalten.
10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, wobei der Garnreinigersensor (2) ein kapazitiver und/oder ein optischer Sensor ist.
11. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Fadenspannungssensor (3) ein kapazitiver, ein induktiver, ein piezoelektrischer und/oder ein optischer Sensor ist.
12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9-11, wobei ein mit dem Garn (9) in Kontakt stehendes Element (52) des Fadenspannungssensors (3) ein
Garnfuhrungselement ist.
13. Garnreinigungseinrichtung ( 1 ) mit einem Garnreinigersenor (2), gekennzeichnet durch einen weiteren Sensor (3), der ein Fadenspannungssensor ist.
14. Verfahren zur Prüfung von laufendem Garn (9), wobei mindestens eine Eigenschaft des Garns (9) detektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig eine intrinsische Eigenschaft des Garns (9) und eine extrinsische Eigenschaft des Garns (9) detektiert werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die intrinsische und die extrinsische Eigenschaft des Garns (9) im Wesentlichen am selben Garnabschnitt detektiert werden.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei die intrinsische Eigenschaft des Garns (9) aus der folgenden Gruppe ausgewählt wird: Masse pro Längeneinheit, Dicke, Materialzusammensetzung, Vorhandensein von festen Fremdstoffen, Farbe und Haarigkeit, und die extrinsische Eigenschaft des Garns (9) aus der folgenden Gruppe ausgewählt wird: mechanische Garnspannung und Garntemperatur.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die intrinsische Eigenschaft zur Reinigung des Garns (9) und die extrinsische Eigenschaft zur Bestimmung der Garnspannung verwendet wird.
18. Verfahren zur Garnreinigung, wobei mindestens eine intrinsische Eigenschaft des Garns (9) detektiert und auf das Erfüllen bestimmter Qualitätskriterien hin beurteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit der Detektion der intrinsischen Eigenschaft die Garnspannung detektiert wird.
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