Elektro-optischer Fadenreiniger
Beim Spinnen von Textilfasern ist es unvermeidbar, dass stellenweise Querschnittsänderungen im Garn auftreten oder dass durch eingesponnene Fremdkörper (z. B. Baumwollschalen) der Querschnitt ver ändert wird. Die Querschnitte der von der Norm abweichenden Garnstellen können rund sein oder jede beliebige andere Form haben. Weicht der Querschnitt um einen gewissen Betrag vom Sollwert ab, so muss diese Stelle aus dem Garn entfernt werden, da sie andernfalls für das Garn einen erheblichen Qualitätsmangel darstellen würde.
Querschnittsabweichungen können, wenn es Verdickungen sind, durch die hinreichend bekannten mechanischen Fadenreiniger entfernt werden. Der mechanische Fadenreiniger besteht aus einer Metallplatte mit Schlitz, wobei der Schlitz dem Sollwert des Garndurchmessers angepasst ist. Läuft der Faden beim Umspulen durch den Metallschlitz, so wird eine Verdickung hier eingeklemmt und abgerissen.
Die Praxis hat aber gezeigt, dass der mechanische Fadenreiniger die Querschnittsfehler im Garn nur unvollkommen entfernt. Der Hauptgrund liegt darin, dass Querschnittsfehler nicht nur als runde Verdickungen auftreten, sondern häufig als flache oder gequetschte Stellen erscheinen, in welchen Fällen der Garndurchmesser in einer Richtung überhaupt nicht vom Sollwert abweicht oder diesen sogar unterschrei- tet. Es ist leicht einzusehen, dass derartige Fehler den Schlitz des Fadenreinigers meistens ungehindert passieren können.
Diese und andere Mängel des mechanischen Fa denreinigerss haben in den letzten Jahren zur Entwicklung von photoelektrischen Fadenreinigern geführt. Bei einem solchen wird der Faden im Prinzip zwischen einem lichtelektrischen Empfänger (Photozelle oder Photoelement) und einem Lichtsender, beispielsweise einer Glühlampe mit Sammellinse, hin durchgeführt. In dem von der Sammellinse ausgehenden, parallelen Lichtstrahlenbündel wird ein Teil des Lichtes von dem durchlaufenden Faden abgedeckt, so dass der Querschnitt des Fadens als Schatten auf den Lichtempfänger projiziert wird. Querschnitts änderungen des Fadens verändern somit die vom Lichtempfänger aufgenommene Lichtmenge und werden von diesem als Spannungs oder Stromänderungen wiedergegeben. Solche Signaländerungen können nach entsprechender Verstärkung z.
B. zur Auslösung einer elektromagnetischen Schneideinrichtung benutzt werden.
Mit dieser einfachen photoelektrischen Einrichtung werden flache oder gequetschte Querschnittsfehler aber auch nur dann richtig erfasst, wenn sie quer zur Strahlenrichtung stehen; liegt der gleiche Fehler hingegen parallel zu den Lichtstrahlen, so wird weder der Schatten des Fadens verändert noch ein Signal abgegeben. Für die Erkennung und Diskriminierung, d. h. Ausscheidung der Querschnittsfehler nach bestimmten zulässigen Grössen, ist es jedoch unbedingt erforderlich, dass ein bestimmter Garnfehler in jeder beliebigen Lage zum Lichtstrahl ein wenigstens annähernd gleich grosses elektrisches Signal bewirkt.
Diese Forderung hat zum Bau von photoelektrischen Einrichtungen mit zwei oder mehreren sich kreuzenden Lichtstrahlen geführt, wobei der Faden deren Kreuzungszone durchläuft und demnach einen mehrfachen Schatten auf den oder die Lichtempfänger wirft (siehe z. B. belgische Patentschrift Nr. 597 995 oder DDR-Patentschrift Nr. 8834).
Wird bei zwei sich rechtwinklig achneidenden Strahlenbündeln in deren Kreuzungszone eine flache Querschnittsverdickung um 900 um die Faden-Längsachse verdreht, so ergeben sich zwar für-ldiese beiden Stellungen gleiche Lichtabdeckung und Signalgrösse. Wird der gleiche Querschnittsfehler jedoch nur um 450 verdreht, so wird in den beiden Lichtstrahlen je die Lichtmenge entsprechend sein 450 = 0,7 ge ändert, so dass der Lichtempfänger in beiden Lichtstrahlen insgesamt eine Licht änderung von 2 sin 450 = 1,4 wahrnimmt, d. h. das Signal ist etwa 40% grösser als im erstgenannten Fall. Diese Anisotropie der Anordnung schliesst aber eine exakte Messung und Diskriminierung nach Fehlergrössen aus.
Sie hat nämlich zur Folge, dass gleiche Fehler je nach Winkellage verschieden gross wahrgenommen werden und somit in verschiedene Reinigungsstufen entfallen, weshalb ein vorgewählter Reinigungsgrad nicht die gewünschte Garnqualität liefert. Abweichungen von + 10% vom vorgewählten Reinigungsgrad entsprechen in der Praxis bereits einer anderen Reinigungsstufe und damit einer anderen Qualitätsklasse.
Eine weitere Verbesserung lässt sich zwar erreichen, wenn drei Lichtstrahlen unter je 600 den Faden abtasten, aber auch dann verbleibt noch eine störende Anisotropie. Drei oder noch mehr sich kreuzende Lichtstrahlen sind zwar theoretisch möglich, aber in der praktischen Ausführung werden der optische Aufwand und die Abmessungen des Gerätes viel zu gross.
Den mit gerichteten Lichtstrahlen arbeitenden photoelektrischen Fadenreinigern haften aber noch anderweitige Mängel an: Damit Lageänderungen des Fadens quer zur Laufrichtung in der Kreuzungszone der Strahlenbündel keine Ungleichmässigkeit des Signals verursachen, müssen homogene, parallele Lichtstrahlenbündel angewendet werden. Für die Erzielung paralleler Lichtstrahlen ist aber, ausser der Sammeloptik, eine punktförmige Lichtquelle die wichtigste Voraussetzung. Diese gibt es in der Praxis aber kaum oder ist nur sehr aufwendig herzustellen.
Die üblicherweise in Fadenreinigern verwendeten Kleinglühlampen sind jedenfalls, bedingt durch den konstruktiven Aufbau des Glühfadens, von einer punktförmigen Lichtquelle weit entfernt. Dies bedeutet, dass das geforderte parallele Strahlenbündel nur in grober Annäherung erreicht werden kann, wodurch es zu weiteren Ungenauigkeiten bei der Abtastung der Garnfehler kommt.
Beim Durchlauf des Fadens ist mit erheblichem Staubanfall zu rechnen, der hauptsächlich aus kleinen Faserteilehen, Flusen, Baumwollschalen und anderem besteht. Dieser Staub lagert sich teilweise auf Photozellen, Optiken usw. ab, was zu einer Verminderung der Lichtmenge führt. Um keinen Empfindlichkeitsverlust zu erleiden, werden verschiedentlich elektronische Kompensations oder Regelschaltungen angewendet. Derartige Anordnungen arbeiten aber nur so lange genau, als sich der Staub über Optik oder Photozelle annähernd homogen ablagert. Befindet sich hingegen auf einer Stelle Ider optischen Elemente ein einzelner grösserer Schmutzteil, so wird dieser durch die gerichteten Strahlen als Schatten abgebildet, d. h. im Strahlengang erscheint ein Loch oder eine dunkle Stelle.
Läuft eine Fadenverdickung durch diese Stelle des Lichtstrahles, so wird ein vollkommen falscher Wert gemessen und der Fahler nicht ausgeschieden.
Werden zwei sich rechtwinklig kreuzende Strahlenbündel verwendet, die durch Umlenkung an einem um 450 geneigten Spiegel erzeugt werden, so gelangt das am Faden in der Kreuzungszone reflektierte Licht teilweise mit auf die Photozelle; dadurch ergeben sich Unterschiede im Messresultat, je nachdem es sich um ein dunkles oder helles Garn bzw. Fehlerstelle handelt.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, die geschilderten Mängel der mechanischen und bekannter photoelektrischer Fadenreiniger zu beseitigen. Sie betrifft einen elektrooptischen Fadenreiniger, bei dem der Faden zwischen einem Lichtsender und einem Lichtempfänger hindurchgeführt wird. Das erfindungsgemässe Kennzeichen dieses Fadenreinigers liegt darin, dass als Lichtsender ein dem Faden benachbarter, flächenhafter diffuser Strahler verwendet ist, der den Faden über einen stumpfen Winkel beleuchtet.
Nachstehend werden verschiedene beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnung erläutert.
Fig. 1 und 2 stellen zwei unterschiedliche prinzipielle Anordnungen schematisch dar.
Fig. 3 zeigt ein auf dem Prinzip nach Fig. 2 beruhendes Ausführungsbeispiel, und
Fig. 4 und 5 zeigen eine konstruktive Ausgestaltung in Seiten- bzw. Stirnansicht.
Bei den Fadenreiniger-Anordnungen nach Fig. 1 und 2 wird von der Lichtquelle 1 über eine Sammellinse 2 ein Körper 3a bzw. 3b beleuchtet. Bei dem letzteren handelt es sich um prismatische Körper aus diffus durchscheinendem Material, beispielsweise aus milchig getrübtem Plexiglas. Der Körper 3a hat die Form eines halbkreisförmig gebogenen Streifens von überall gleicher Dicke, währenddem der Körper 3b den Querschnitt eines Kreissegmentes aufweist. Gegenüber den genannten Körpern ist als flächenhaft ausgebildeter Lichtempfänger eine Photozelle oder ein Photoelement 5 angeordnet.
Zwischen dem diffus streuenden Körper 3a bzw. 3b und dem relativ nahe benachbarten Lichtempfänger 5 wird der zu prüfende Faden 6 hindurchgeführt; bei der Anordnung nach Fig. 1 verläuft er in der Achse der durch den Körper 3a gebildeten Zylinderfläche.
Die dem Faden 6 zugekehrte Fläche 4a bzw. 4b des Körpers 3a bzw. 3b ist als sekundäre Lichtquelle aufzufassen, die den Faden unter einem möglichst stumpfen Winkel, a also annähernd über den halben Umfang beleuchtet. Die Photozelle 5 ist dabei so zu dimensionieren, dass sie vom Faden aus gesehen wiederum unter etwa dem gleichen Winkel erscheint. Dies wird durch relativ geringe Abstände zwischen dem Faden einerseits und dem Körper 3 bzw. der Photozelle 5 erreicht.
Nachdem das Licht von der Glühlampe 1 den
Opalglaskörper 3a bzw. 3b durchlaufen hat, tritt es an der Fläche 4a bzw. 4b gegen den Faden hin; völlig diffus gestreut aus, d. h. es ist keine bevorzugte Strahlenrichtung vorhanden, und es entsteht deshalb keinerlei definierte Abbildung oder Schatten des Fadens 6 auf dem flächenhaften Lichtempfänger 5.
Querschnittsänderungen des Fadens 6 haben deshalb über die ganze Fläche des Lichtempfängers verteilte Helligkeitsänderungen zur Folge, weshalb sich örtliche Empfindlichkeitsunterschiede oder Lageänderungen des durchlaufenden Fadens in keiner Weise auswirken. Da der Faden unter einem Winkel von annähernd 1800 gleichmässig diffus angestrahlt wird, ist auch die Form und die Richtungslage der Querschnitts abweichungen völlig gleichgültig, und der Anordnung haftet keine Anisotropie an, wie sie bei Fadenreinigern mit gerichteten Lichtstrahlen unvermeidlich ist.
Voraussetzung für die Eliminierung der -Aniso- tropie ist, dass der Faden 6 über den gesamten Winkel a mit mindestens annähernd der gleichen Lichtintensität angeleuchtet wirdi. Beiden Anordnungen nach Fig. 1 und 2 wird dies auf unterschiedliche Weise erreicht. Da der annähernd homogen ange strahlte Körper 3a überall gleiche Dicke aufweist, ist die Intensität der diffus austretenden Strahlung an jeder Stelle der Austrittsfläche 4a gleich. Da ferner diese Fläche 4a überall den gleichen Abstand vom Faden 6 hat, ist die erwähnte Bedingung mit sehr guter Annäherung erfüllt.
Bei dem nach Fig. 2 geformten Körper 3b ist hingegen die Dicke gegen die beiden Ränder hin geringer und dementsprechend die Austrittsintensität an den Rändern der Fläche 4b grösser. Anderseits ist aber auch der Abstand dieser Randpartien vom Faden 6 beträchtlich grösser als. die Distanz der weniger intensiv strahlenden Mittelpartie der Fläche 4b.
Diese beiden Erscheinungen wirken einander im ausgleichenden Sinne entgegen, so dass an jeder angeleuchteten Stelle des Fadens 6 über den ganzen Winkel a wiederum annähernd gleiche Helligkeit herrscht. Durch geeignete Formgebung im Querschnitt des Körpers 3b und unter Berücksichtigung der Lichtdurchlässigkeit des verwendeten Opalinaterials können verbleibende Inhomogenitäten ausgeglichen werden.
Die Fig. 3 zeigt eine besonders vorteilhafte und raumsparende Anordnung der optischen Elemente des Fadenreinigers. Ein geschnitten gezeichneter Körper 11 aus klar durchsichtigem Material, beispielsweise Plexiglas , weist eine Ausnehmung 12 auf, welche den Kolben einer Glühlampe 10 aufnimmt.
An der einen Stirnseite des vorzugsweise prismatischen Körpers 11 ist ein Körper 14 aus lichtdurchlässigem, aber diffus streuendem Material eingesetzt, dessen Lichtaustrittsfläche 15 wiederum dem Faden 6 bzw. dem flächenhaften Lichtempfänger 5 zugekehrt ist. An den übrigen Seitenflächen ist der Körper 11 mit einer diffus reflektierenden Schicht 13, vorzugsweise mit einem deckenden, weissen Farbanstrich überzogen. Diese Massnahme bewirkt, dass trotz der räumlichen Nähe der Glühlampe 10 der Körper 14 weitgehend homogen angeleuchtet wird.
Der Querschnitt des Körpers 14 ist nach dem Prinzip gemass Fig. 2 gestaltet, doch könnte selbstverständlich auch ein nach Art des Körpers 3a in Fig. 1 geformter Teil eingesetzt werden. Bei einer gezeigten Anordnung wird praktisch der gesamte Lichtstrom der Lampe 10 ausgenützt.
Die Fig. 4 und 5 zeigen etwa in natürlicher Grösse eine konstruktive Ausgestaltung des vollständigen Fadenreinigers. Ein vorzugsweise als Spritzgussteil ausgebildetes, metallisches Gehäuse 20, welches mit einem seitlichen Deckel 21 verschlossen ist, ist mit einer Fadenführungsöse 23 versehen, in welche der Faden durch einen Gehäuseschlitz 22 eingeführt wird. Die gesamte optische Einrichtung ist in unmittelbarer Umgebung der Fadenführung 23 untergebracht. An einem Winkel 24, welcher, wie strich punktiert angedeutet, ausgeschwenkt werden kann, sind die Teile 26 und 27 befestigt, welche den Teilen 11 und 14 in Fig. 3 entsprechen. Auf der anderen Seite der Fadenführung 23 ist die Photozelle untergebracht (nicht eingezeichnet). Die Glühlampe 28 sitzt in einer im Gehäue 20 befestigten Fassung.
Bei ausgeschwenktem Winkel 24 lassen sich die optischen Teile bequem reinigen und nötigenfalls die Glühlampe 28 auswechseln. Zur Kontrolle der Glühlampe ist im Winkel 24 ein Stift 28 aus durchsichtigem Material, beispielsweise rot eingefärbtem Plexiglas , eingesetzt, welcher bis zu dem den Lampenkolben aufnehmenden Hohlraum ragt. Wie bei 30 angedeutet, ist im Gehäuse ferner ein verschiebbares, von einem Elektromagneten zu betätigendes Messer eingesetzt, welches auf die Durchlaufstelle des Fadens gerichtet ist und, falls eine auszuscheidende Fehlerstelle registriert wird, den Faden durchtrennt. Dank dem ausserordentlich geringen Platzbedarf der optischen Einrichtung ist es möglich, auch den gesamten Verstärker für das vom Lichtempfänger abgegebene Signal sowie den Elektromagneten für die Messerbetätigung im Gehäuse 20 unterzubringen.
Wie die vorstehende Beschreibung erkennen lässt, sind durch die erfindungsgemässe Anwendung des diffusen Lichtstrahlers für die Fadenabtastung die eingangs angeführten Mängel bekannter lichtelektrischer Fadenreiniger, welche mit gerichteten Lichtstrahlen arbeiten, behoben. Die diffuse, homogene Beleuchtung erzeugt keinerlei definierte Abbildung des Fadens und der Fehlerkonturen auf dem Lichtempfänger, sondern es entsteht bei Querschnittsände- rungen des Fadens eine gleichmässig über die gesamte Oberfläche des flächenhaften Lichtempfängers verteilte Änderung der Lichtintensität. Das vom flächenhaften diffusen Lichtstrahler ausgehende Licht hat keine bevorzugte Strahlenrichtung, sondern der Faden wird über den gesamten Winkel von annähernd 1800 aus allen Richtungen gleichmässig angeleuchtet.
Ein grosser Vorteil ist auch, dass der Aufwand an optischen Teilen gering ist; insbesondere sind keine genau gearbeiteten, teuren Teile wie Linsen, Spiegel und dergleichen erforderlich.
Ausser den dargestellten, bevorzugten Ausfüh rungsformen des diffusen Lichtsenders sind ; selbstver- ständlich auch andere diffuse, flächenhafte Strahler anwendbar. So könnte z. B. als Lichtaustrittsfläche ein sogenannter verlaufender Graukeil verwendet werden, d. h. eine teilweise durchscheinende Platte, deren Schwärzung in der Mitte (bei kleinstem Abstand zum Faden) am stärksten ist und gegen zwei parallele Ränder hin abnimmt, damit eine ausgeglichene Lichtintensität über den Winkel a erzielt wird.
Electro-optical thread cleaner
When spinning textile fibers, it is unavoidable that cross-section changes occur in places in the yarn or that the cross-section is changed by foreign bodies spun in (e.g. cotton shells). The cross-sections of the yarn points deviating from the standard can be round or have any other shape. If the cross-section deviates from the nominal value by a certain amount, this point must be removed from the yarn, as otherwise it would represent a considerable quality defect for the yarn.
Deviations in cross-section, if they are thickened areas, can be removed by the well-known mechanical thread cleaners. The mechanical thread cleaner consists of a metal plate with a slot, the slot being adapted to the nominal value of the yarn diameter. If the thread runs through the metal slot during rewinding, a thickening is pinched here and torn off.
However, practice has shown that the mechanical thread cleaner only incompletely removes the cross-section defects in the thread. The main reason is that cross-sectional defects not only appear as round thickenings, but often appear as flat or squashed areas, in which cases the yarn diameter does not deviate from the nominal value at all in one direction or even falls below it. It is easy to see that such errors can mostly pass unhindered through the slot of the thread cleaner.
These and other shortcomings in mechanical thread cleaners have led to the development of photoelectric thread cleaners in recent years. In such a case, the thread is in principle passed between a photoelectric receiver (photocell or photo element) and a light transmitter, for example an incandescent lamp with a converging lens. In the parallel bundle of light rays emanating from the converging lens, part of the light is covered by the thread passing through, so that the cross section of the thread is projected onto the light receiver as a shadow. Changes in the cross-section of the thread thus change the amount of light received by the light receiver and are reproduced by the latter as changes in voltage or current. Such signal changes can, after appropriate amplification, for.
B. used to trigger an electromagnetic cutting device.
With this simple photoelectric device, flat or squashed cross-sectional defects are only correctly detected if they are perpendicular to the direction of the beam; on the other hand, if the same error is parallel to the light rays, neither the shadow of the thread is changed nor a signal is emitted. For detection and discrimination, i.e. H. Eliminating the cross-sectional defects according to certain permissible sizes, it is essential that a certain yarn defect in any position to the light beam causes an electrical signal of at least approximately the same size.
This requirement has led to the construction of photoelectric devices with two or more intersecting light beams, whereby the thread runs through their crossing zone and therefore casts multiple shadows on the light receiver (s) (see e.g. Belgian patent specification No. 597 995 or GDR patent specification No. 8834).
If, in the case of two bundles of rays intersecting at right angles, a flat cross-sectional thickening is rotated by 900 about the longitudinal axis of the thread, the same light coverage and signal size result for these two positions. However, if the same cross-sectional error is only rotated by 450, the amount of light in the two light beams changes accordingly to 450 = 0.7 ge, so that the light receiver perceives a light change of 2 sin 450 = 1.4 in both light beams, d. H. the signal is about 40% larger than in the first case. However, this anisotropy of the arrangement excludes exact measurement and discrimination according to error sizes.
The consequence of this is that the same defects are perceived to be of different sizes depending on the angular position and are therefore not required in different cleaning stages, which is why a preselected degree of cleaning does not provide the desired yarn quality. Deviations of + 10% from the preselected degree of cleaning correspond in practice to a different cleaning level and thus a different quality class.
A further improvement can be achieved if three light beams under 600 each scan the thread, but even then there still remains a disruptive anisotropy. Three or more intersecting light beams are theoretically possible, but in practical implementation the optical complexity and the dimensions of the device are much too large.
The photoelectric thread cleaners, which work with directed light beams, have other deficiencies: In order to ensure that changes in the position of the thread perpendicular to the direction of travel in the intersection of the beams do not cause any irregularities in the signal, homogeneous, parallel beams of light must be used. In order to achieve parallel light rays, however, apart from the collecting optics, a point light source is the most important requirement. In practice, however, these hardly exist or are very difficult to manufacture.
The small incandescent lamps usually used in thread cleaners are in any case far removed from a point light source due to the design of the filament. This means that the required parallel beam can only be reached in a rough approximation, which leads to further inaccuracies in the scanning of the yarn defects.
Considerable dust accumulation is to be expected as the thread passes through, which mainly consists of small fiber parts, lint, cotton bowls and other things. This dust is partly deposited on photocells, optics, etc., which leads to a reduction in the amount of light. In order not to suffer a loss of sensitivity, electronic compensation or control circuits are variously used. Such arrangements only work precisely as long as the dust is deposited almost homogeneously via optics or photocell. If, on the other hand, there is a single, larger part of dirt at a point of the optical elements, this is depicted as a shadow by the directed rays, i.e. H. a hole or a dark spot appears in the beam path.
If a thread thickening runs through this point of the light beam, a completely incorrect value is measured and the error is not eliminated.
If two bundles of rays crossing each other at right angles are used, which are generated by deflection at a mirror inclined by 450, the light reflected on the thread in the crossing zone partly reaches the photocell; this results in differences in the measurement result, depending on whether it is a dark or light yarn or fault.
The present invention aims to eliminate the deficiencies described in the mechanical and known photoelectric thread cleaners. It relates to an electro-optical thread cleaner in which the thread is passed between a light transmitter and a light receiver. The characteristic of this thread cleaner according to the invention is that a flat diffuse radiator adjacent to the thread is used as the light transmitter, which illuminates the thread over an obtuse angle.
Various exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained below with reference to the drawing.
1 and 2 show two different basic arrangements schematically.
Fig. 3 shows an embodiment based on the principle of FIG. 2, and
4 and 5 show a structural design in side and front views.
In the thread cleaner arrangements according to FIGS. 1 and 2, a body 3a or 3b is illuminated by the light source 1 via a converging lens 2. The latter is a prismatic body made of diffusely translucent material, for example made of milky plexiglass. The body 3a has the shape of a semicircular curved strip of the same thickness everywhere, while the body 3b has the cross section of a segment of a circle. A photocell or photo element 5 is arranged opposite the bodies mentioned as a planar light receiver.
The thread 6 to be tested is passed through between the diffusely scattering body 3a or 3b and the relatively closely adjacent light receiver 5; in the arrangement according to FIG. 1, it runs in the axis of the cylinder surface formed by the body 3a.
The surface 4a or 4b of the body 3a or 3b facing the thread 6 is to be understood as a secondary light source which illuminates the thread at an angle that is as obtuse as possible, a that is approximately over half the circumference. The photocell 5 is to be dimensioned in such a way that, as seen from the thread, it again appears at approximately the same angle. This is achieved through relatively small distances between the thread on the one hand and the body 3 or the photocell 5.
After the light from the bulb 1 den
Has passed through opal glass body 3a or 3b, it comes up against the thread on surface 4a or 4b; completely diffusely scattered, d. H. there is no preferred direction of rays, and therefore no defined image or shadow of the thread 6 arises on the planar light receiver 5.
Changes in cross-section of the thread 6 therefore result in changes in brightness distributed over the entire surface of the light receiver, which is why local differences in sensitivity or changes in position of the thread passing through have no effect. Since the thread is uniformly and diffusely illuminated at an angle of approximately 1800, the shape and direction of the cross-sectional deviations are completely indifferent, and the arrangement does not adhere to anisotropy, as is unavoidable in thread cleaners with directed light beams.
A prerequisite for eliminating the anisotropy is that the thread 6 is illuminated with at least approximately the same light intensity over the entire angle α. Both arrangements according to FIGS. 1 and 2 achieve this in different ways. Since the approximately homogeneously irradiated body 3a has the same thickness everywhere, the intensity of the diffusely exiting radiation is the same at every point on the exit surface 4a. Furthermore, since this surface 4a has the same distance from the thread 6 everywhere, the mentioned condition is met with a very good approximation.
In the case of the body 3b shaped according to FIG. 2, on the other hand, the thickness is smaller towards the two edges and, accordingly, the exit intensity at the edges of the surface 4b is greater. On the other hand, however, the distance between these edge parts from the thread 6 is also considerably greater than. the distance of the less intensely radiating middle part of the surface 4b.
These two phenomena counteract one another in a balancing sense, so that approximately the same brightness again prevails at each illuminated point of the thread 6 over the entire angle a. Remaining inhomogeneities can be compensated for by suitable shaping in the cross section of the body 3b and taking into account the light permeability of the opaline material used.
FIG. 3 shows a particularly advantageous and space-saving arrangement of the optical elements of the thread cleaner. A body 11, drawn in section, made of a clear, transparent material, for example plexiglass, has a recess 12 which receives the bulb of an incandescent lamp 10.
On one end face of the preferably prismatic body 11, a body 14 made of translucent but diffusely scattering material is inserted, the light exit surface 15 of which in turn faces the thread 6 or the planar light receiver 5. On the other side surfaces, the body 11 is coated with a diffusely reflective layer 13, preferably with an opaque, white paint. This measure has the effect that despite the spatial proximity of the incandescent lamp 10, the body 14 is illuminated largely homogeneously.
The cross section of the body 14 is designed according to the principle according to FIG. 2, but a part shaped like the body 3a in FIG. 1 could of course also be used. In an arrangement shown, practically the entire luminous flux of the lamp 10 is used.
FIGS. 4 and 5 show, roughly in natural size, a structural design of the complete thread cleaner. A metallic housing 20, preferably designed as an injection-molded part, which is closed with a lateral cover 21, is provided with a thread guide eyelet 23, into which the thread is inserted through a housing slot 22. The entire optical device is accommodated in the immediate vicinity of the thread guide 23. The parts 26 and 27, which correspond to the parts 11 and 14 in FIG. 3, are fastened to an angle 24 which, as indicated by dashed lines, can be pivoted out. The photocell is housed on the other side of the thread guide 23 (not shown). The incandescent lamp 28 is seated in a socket fastened in the housing 20.
With the angle 24 pivoted out, the optical parts can be easily cleaned and, if necessary, the incandescent lamp 28 can be replaced. To control the incandescent lamp, a pin 28 made of transparent material, for example red-colored Plexiglas, is inserted at the angle 24, which pin protrudes as far as the cavity receiving the lamp bulb. As indicated at 30, a displaceable knife to be actuated by an electromagnet is also inserted in the housing, which is directed at the point of passage of the thread and, if a fault point to be eliminated is registered, cuts the thread. Thanks to the extremely small footprint of the optical device, it is possible to accommodate the entire amplifier for the signal emitted by the light receiver and the electromagnet for operating the knife in the housing 20.
As the above description reveals, the use according to the invention of the diffuse light emitter for thread scanning remedies the deficiencies of known photoelectric thread cleaners which work with directed light beams. The diffuse, homogeneous lighting does not create any defined image of the thread or the flaw contours on the light receiver, but instead changes in the light intensity when the cross-section of the thread changes, evenly distributed over the entire surface of the flat light receiver. The light emanating from the planar diffuse light emitter has no preferred direction of radiation, but the thread is illuminated evenly over the entire angle of approximately 1800 from all directions.
Another great advantage is that the effort required for optical parts is low; in particular, no precisely machined, expensive parts such as lenses, mirrors and the like are required.
Except for the illustrated preferred embodiments of the diffuse light transmitter are; Of course, other diffuse, planar emitters can also be used. So could z. B. a so-called running gray wedge can be used as the light exit surface, d. H. a partially translucent plate, the blackening of which is greatest in the middle (at the smallest distance to the thread) and decreases towards two parallel edges, so that a balanced light intensity is achieved over the angle a.