CH437077A - Elektro-optische Anordnung zum Erkennen von Querschnittsänderungen von durchlaufenden Fäden - Google Patents

Description

  
 



  Elektro-optische Anordnung zum Erkennen von Querschnittsänderungen von durchlaufenden Fäden
Bei elektro-optischen Fadenreinigern wird üblicherweise der zu kontrollierende Faden zwischen einem Lichtsender und einem Lichtempfänger so geführt, dass bei Veränderungen des   Fadeuquerschnittes    das vom Lichtempfänger aufgenommene Licht verändert wird.



  An diese elektro-optische Einrichtung muss man drei grundlegende Forderungen stellen, um die für den Betrieb des Fadenreinigers gestellten Bedingungen erfüllen zu können:
1. Bei Bewegung des Fadens senkrecht zu seiner Achse und Laufrichtung darf sich die vom Lichtempfänger aufgenommene Lichtmenge nicht verändern. Diese Bedingung muss in dem Bereich, in dem sich der Faden bewegen kann mit genügender Genauigkeit erfüllt sein.



  Sie ist   notwendig,    damit keine Signalschwankungen auftreten, wenn der Faden schwingt oder flattert. Solche Fadenbewegungen können durch die Rauhigkeit des Fadens an Fadenführungen bei höheren Fadengeschwindigkeiten hervorgerufen werden oder durch nachfolgende Aufwickelvorrichtungen. Signale, die dadurch entstehen, werden vom Fadenreiniger fälschlicherweise als Durchmesserveränderungen des Fadens, d. h. als Fadenfehler gedeutet.



   2. Ein wirklicher Fadenfehler, der senkrecht zur Fadenachse keinen runden, sondern einen länglichen Querschnitt aufweist, muss möglichst immer die gleiche Lichtänderung am Lichtempfänger hervorrufen, unabhängig davon in welcher Winkellage er das Messfeld zwischen Lichtsender und Lichtempfindlichkeit durchläuft.



   3. Die Messzone in Richtung der Fadenachse muss kurz sein gegenüber den üblicherweise auftretenden Fehlerlängen, wenn ausser der Fehlerdicke auch noch die Fehlerlänge vom Fadenreiniger erkannt werden muss. Die Forderung, die Fehlerlänge mit zu   beNck-    sichtigen, wird an gute Fadenreiniger gestellt.



   Es sind verschiedene elektro-optische Anordnungen für Fadenreiniger bekannt, von denen jedoch keine die genannten drei Forderungen genügend gut erfüllt. Ein Strahlenbündel mit parallelen oder in etwa parallelen
Strahlen kann Forderung 2 nicht erfüllen. Zwei oder mehrere gekreuzte Strahlenbündel mit parallelen Strah len (US-Patent 3 053 986) können die Forderung 1 nur erfüllen, wenn es sich um relativ breite Lichtbündel handelt, was technisch mit grösserem Aufwand verbun den ist. Ausserdem hat diese Technik den Nachteil, dass bei lokalen Schmutzablagerungen Schattenbahnen im
Lichtbündel entstehen, ide bei Pendeln oder Flattern des
Fadens zu Fehler vortäuschenden Signalen führen.



   Günstiger in bezug auf die Erfüllung der Forderung
1 und 2 ist eine ebenfalls bekannte Anordnung mit dif fusen Strahlern verschiedener Gestalt. Sie können leicht so grossflächig geschaltet werden, dass sie die Forderung
1 erfüllen. Ausserdem gibt es sehr viele Strahlenrichtun gen, so dass auch Forderung 2 je nach Gestalt der diffu sen Strahlerfläche mehr oder weniger gut erfüllt werden kann. Für die Erfüllung der Forderung 3 eignet sich da gegen ein diffuser Strahler nicht, da das Prinzip der Zer streuung der Lichtstrahlen nach allen Richtungen der
Forderung der Lichtkonzentration auf eine schmale
Messzone widerspricht.

   Bei Ausblendung einer schma len Messzone könnte der diffuse Strahler genügend grosse Lichtintensität nur mit einem sehr schlechten
Wirkungsgrad, d. h. einem technisch nicht brauchbaren
Aufwand an Lampenleistung abgeben, was um so schwerwiegender ist, weil ein diffuser Strahler sowieso schon mit sehr schlechtem Wirkungsgrad arbeitet, da er die Sichtstrahlen nach allen Seiten, also auch ausserhalb des eigentlichen Messfeldes diffundiert.



   Allen Forderungen an die elektro-optische Einrich tung eines Fadenreinigers wird erfindungsgemäss da durch entsprochen, dass die Lichtquelle möglichst linienförmig ausgebildet ist, der Lichtempfänger eben falls möglichst schmal und lang ausgebildet ist, wobei -Lichtsender und Lichtempfänger mit ihren Längs aus dehnungen in einer Ebene senkrecht zur Faden achse liegen.



   In der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Aus führungsformen schematisch dargestellt.



   Ein einfaches Auführungsbeispiel einer erfindungs  gemässen Anordnung zeigt Fig. 1 schematisch von oben und von der Seite. Dabei bedeutet 1 den Lichtempfänger, 2 den Faden und 3 die linienförmige Lichtquelle, hier als Soffittenlampe dargestellt. Selbstverständlich erfüllt jede andere Lampe mit gestrecktem Leuchtfaden den selben Zweck.



   Die Anordnung nach Fig. 1 hat den Nachteil, dass die Lichtstrahlen zwischen Lichtsender und Lichtempfänger je nach ihrer Richtung sehr verschiedene Weglängen haben und deshalb flache Fehler je nach Winkellagen etwas verschiedene Signale erzeugen. Günstiger arbeitet eine Anordnung wie sie schematisch in Fig. 2 von oben dargestellt ist. Hier ist im Gegensatz zur Fig. 1 der schmale Lichtempfänger 1 in zwei in einem Winkel zueinander gestellte schmale Lichtempfänger aufgeteilt, und ebenso wird die linienförmige Lichtquelle 3 aus zwei in einem Winkel zueinander angeordneten linienförmigen Lichtquellen gebildet. Die Position des Fadens 2 liegt in der Mitte dieser Anordnung. Diese Anordnung zeigt sich in bezug auf die Lage flacher Fehler besonders günstig.

   Sie kann weiter ausgebaut werden, indem Lichtsender und Lichtempfänger aus mehr als zwei Teilen bestehen, wobei sie zweckmässigerweise stets in geknickten Linienzügen angeordnet werden, die einem Kreisbogen in etwa ähneln. Auch eine Vereinfachung der Anordnung in Fig. 2, indem nur entweder der Lichtsender oder nur der Lichtempfänger aus mehreren im Winkel zueinander stehenden Teilen aufgebaut wird, hat sich technisch als brauchbar erwiesen.



   Die Idealanordnung wäre die, einen kreisförmigen, schmalen Lichtempfänger und eine kreisförmige Lichtquelle zu verwenden. Dies ist technisch nicht ohne weiteres möglich. Es hat sich jedoch gezeigt, dass ausserordentlich gute Ergebnisse erzielt werden können, wenn als linienförmige Lichtquelle nebeneinanderliegende Lichtleiter verwendet werden. Lichtleiter haben für den geschilderten Anwendungszweck die ideale Eigenschaft, dass das Licht aus ihnen nicht in parallelen Strahlen, auch nicht diffus, sondern in einem trichterförmigen Winkel austreten. Dadurch treten nur geringe Lichtverluste auf, ohne dass die Nachteile paralleler Strahlenbündel vorliegen. Die Anordnung von Lichtleitern besitzt weiterhin den Vorteil, dass jede beliebige Form der linienförmigen Lichtquelle, wie sie dem Lichtsender gerade am besten angepasst erscheint, hergestellt werden kann.



   Das Prinzip einer solchen Anordnung zeigt Fig. 3.



  Im Gegensatz zu Fig. 1 ist hier zwischen Lichtempfänger 1 und Faden 2 auf der einen Seite und Lichtsender 3 auf der anderen Seite ein flaches Lichtleiterbündel 4 angeordnet, das beispielsweise aus Plexiglasstäben mit rundem oder rechteckigem Querschnitt bestehen möge. Die Begrenzungslinien der Lichtleiter sowohl gegen den Lichtsender als auch gegen den Lichtempfänger können bei dieser Anordnung beliebig gewählt werden, so dass je nach der Form des Lichtsenders und Lichtempfängers die oben genannten Bedingungen 1 und 2 optimal erfüllt werden. Ein ähnliche Anordnung zeigt Fig. 4. Im Gegensatz zu Fig. 3 ist hier keine linienförmige Lichtquelle, sondern eine punktförmige Lichtquelle 5 vorgesehen.



  Die Führung des Lichtes in einzelne Lichtleitern sorgt dafür, dass der Lichtsender dem Lichtempfänger wiederum nahezu linienförmig erscheint. Der in der Fig. 4 aus zwei Teilen gezeichnete Lichtempfänger 1 kann ebenso gut aus einem oder aus mehr als zwei Teilen bestehen.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Elektro-optische Anordnung zum Erkennen von Querschnittsänderungen von durchlaufenden Fäden, bestehend aus einem Lichtsender und einem Lichtempfänger, zwischen denen der Faden hindurchläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle möglichst linienförmig ausgebildet ist, der Lichtempfänger ebenfalls möglichst schmal und lang ausgebildet ist, wobei Lichtsender und Lichtempfänger mit ihren Längs aus dehnungen in einer Ebene senkrecht zur Fadenachse liegen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als nahezu linienförmige Lichtquelle eine Soffittenlampe vorgesehen ist.

   2. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere nahezu linienförmige Lichtquellen und/oder mehrere schmale Lichtempfänger vorgesehen sind, die in Winkeln zueinander angeordnet sind.

   3. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Lichtquelle und Faden ein flaches Lichtleiterbündel mit zweckmässig angeordneten Begrenzungslinien angeordnet ist.

   4. Anordnung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere punktförmige Lichtquellen vorgesehen sind, wobei die nahezu linienförmige Lichtquelle durch die nebeneinander angeordneten Austrittsöffnungen der Lichtleiter entsteht.