DE1785642A1 - Elektrooptische warenueberwachungsvorrichtung fuer rundstrickmaschinen - Google Patents

Description

Appalachian Electronic Instruments, Inc. Rone evert e / USA

Elektrooptische Warenüberwachungsvorrichtung für Rundstrickmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrooptische Warenüberwachungsvorrichtung für Rundstrickmaschinen zur Herstellung von schlauchförmiger Maschenware zur Abschaltung der Maschine bei Feststellung eines Fehlers, bei der ein Reflexionstastkopf mit hinter der Projektionsoptik angeordneter Lichtaussende- und Lichtempfangsanordnung und auf der dem Reflexionstastkopf abgewendeten Seite der abzutastenden Warenbahn ein Reflektor vorgesehen ist, und bei der die Projektionsoptik derart ausgebildet ist, daß auf der schlauchförmigen Maschenware ein Linienbild abgebildet wird.

Bei einer bekannten elektrooptischen Warenüberwachungsvorrichtung zur Überwachung von ebenen Maschenwaren ist als Reflektor ein Spiegel und als Projektionsoptik ein sphärisches Linsensystem vorgesehen, welches den Glühfaden auf der ebenen Warenbahn, d.h. der Maschenware, als Linienbild abbildet, und welches ferner das Linienbild bei Fehlern in der Ware auf die Lichtempfangsvorrichtung abbildet. Bei dieser Anordnung muß die Lichtempfangsvorrichtung verhältnismäßig große Abmessungen haben bzw. die gesamte Vorrichtung muß so abgestimmt sein,

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daß die Abbildung des Linienbildes auf der Lichtempfangsvorrichtung verhältnismäßig klein ist. Der Wirkungsgrad einer derartigen Vorrichtung ist ungünstig und die Betriebssicherheit nicht unter allen Umständen gewährleistet.

Außerdem ist diese bekannte Warenüberwachungsvorrichtung nicht in einfacher Weise für Rundstrickmaschinen zur Herstellung von schlauchförmiger Maschenware geeignet, da bei derartigen Rundstrickmaschinen ein axialer Vorschub mit einer Drehung der schlauchförmigen Maschenware am Auslauf der Nadeln miteinander ψ gekoppelt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine betriebssichere Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen höheren Wirkungsgrad aufweist und bei der die Lichtempfangsvorrichtung gegenüber bekannten Vorrichtungen verkleinert werden kann, so daß die Anwendung bei Rundstrickmaschinen in einfacher Weise möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lichtaussendevorrichtung aus einer in etwa punktförmigen Lichtquelle besteht, daß die Projektionsoptik ein anamorphotisch.es ^ System mit einer Zylinderlinse 76 ist, deren Krümmungsachse in einer durch die Achse des Nadelzylinders der Rundstrickmaschine gelegten Ebene liegt, daß das Linienbild in Richtung der Nadelzylinderachse eine derartige Länge aufweist, daß die Abtastspuren auf der Maschenware sich bei aufeinanderfolgenden Umläufen der schlauchförmigen Maschenware zumindest berühren, und daß als Reflektor ein reflektierendes Material vorgesehen ist, das die einfallenden Lichtstrahlen unabhängig vom Einfallswinkel in Einfallrichtung reflektiert.

Durch diese Ausbildung der erfindungsgemäßen Warenüberwachungsvorrichtunt werden die genannten Nachteile bekannter Vorrich-

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tungen vermieden. Weil als Reflektor ein reflektierendes Material vorgesehen ist, das die einfallenden Lichtstrahlen unabhängig vom Einfallwinkel in Einfallrichtung durch die als anamorphotisches System ausgebildete Projektionsoptik reflektiert, wird erreicht, daß das Linienbild unabhängig von der Größe seiner LängserstreckJtung von der Lichtempfangsvorrichtung als etwa punktförmiger Lichtfleck mit gutem Wirkungsgrad wieder empfangen werden kann. Die Größe der Lichtempfangsvorrichtung ist damit unabhängig von der Größe der Längserstreckung des Linienbildes.

Es sind zwar bereits elektrooptische Überwachungsvorrichtungen bekannt, bei welchen als Projektionsoptik ein anamorphotisches System vorgesehenist. Bei diesen bekannten Vorrichtungen ist jedoch kein Reflektor vorhanden, der die einfallenden Lichtstrahlen unabhängig vom Einfallwinkel in Einfallrichtung reflektiert. Das anamorphotische System dient ausschließlich zur Abbildung des Linienbildes auf der zu überwachenden Fläche und die Lichtempfangsvorrichtung muß wie bei der eingangs genannten Vorrichtung ein linienförmiges Bild aufnehmen.

Bevorzugte weitere Ausbildungen der erfindungsgemäßen V_orri_cn_

tung ergeben sich aus den Unteransprüchen. j

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Warenüberwachungsvorrichtung für eine Rundstrickmaschine,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Warenüberwachungs— Vorrichtung,

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Fig. 3 eine dritte Ausfuhrungsform der Warenüberwachungsvorri'chtung,

Pig. 4 einen Schnitt durch einen Reflektionstastkopf zur Verwendung bei den Au3führungsformen nach den Pigg. 1 bis 3 in einer zur Längsrichtung dec Linienbildes senkrechten Richtung;

Fig. 5 einen Vertikalschnitt längs der Linie 3-3 nach B¹Ig.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Warenüberwachungsvorrichtung für Rundstrickmaschinen dargestellt, die zur Überwachung einer schlauchförmigen Maschenware 7& dient. Der Reflexionstastkopf, der im folgenden unter Bezugnahme auf die Figg. 4 und 5 noch ausführlicher beschrieben wird, weist eine ZylinderlinseJ6 auf, die so ausgerichtet ist, daß das auf der schlauchform!gen Maschenware 7& abgebildete Linienbild sich in Längs- bzw. Abzugrichtung der schlauchförmigen Maschenware erstreckt.

Der Reflexionstastkopf 70 v/eist einen gebohrten Gehäuseblock 33 mit einem in eine Lichtquellenbohrung 38 hineinragenden halbdurchlässigen Spiegel 37* einer Lampe 46 oberhalb der Bohrung 38 und mit einer Photozelle 43 zum Empfang des an dem Spiegel 37 reflektierten Lichtes auf. Die Zylinderlinse 76 sitzt in einer geeigneten an dem Gehäuseblock 33 gehaltenen Linsenhalterung, die an dem von der Lampe 46 abgelegenen Stirn-

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ende der Bohrung anschließt. Die Krümmungsachse der Zylinderlinse liegt parallel zur Achse der schlauchförmigen Maschenware, so daß ein vorzugsweise 25 mm langes Linienbild erzeugt wird, das in Vorschubrichtung der Maschenware gegen die Abzugsrollen hin auseinandergezogen ist. Infolge seiner geringen Größe kann der Nachweiskopf 70 leicht innerhalb oder außerhalb der schlauchförmigen Maschenware 78 angeordnet werden, die in

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einer bekannten Rundstrickmaschine durch den Nadelzylinder in dem Bereich zwischen den Nadeln 79 und den Abzugsrollen gebildet wird. Um die Anordnungsweise des Reflexionstastkopfes 70 in einer typischen Rundstrickmaschine besser verständlich zu machen, sind in Pig. I einige herkömmliche Bestandteile einer derartigen Maschine dargestellt, beispielsweise der Nadenzylinder 77 und die Nadeln 79, die Drehscheibe el für die üblichen AuX'nehmerelemente, die durch Nocken der darübergelegenen Scheibe 8la betätigt werden, und die Welle 82 der Aufnehraerdrehscheibe, die in einem festen Lagerschild der Maschine gelagert ist. Sobald die schlauchförmige Maschenware " 7Ö von den Nadeln gestrickt ist, wird sie unterhalb der Nadeln in eine leicht konische Form verformt und durch die Abzugsrollen 80 geführt, wobei die Maschenware gleichmäßig durch nicht dargestellte an die Abzugsrollen gekoppelte Zahnräder gedreht wird. Durch die Auf nehmer scheibe 82 ragt; ein Tragarm 83 hindurch und hält eine kleine Scheibe aus in sich reflektierendem Material 84, die sich innerhalb der Maschenware auf den von der Lampe 46 durch die Linse 76 abgebildeten Lichtstrahl aisgerichtet befindet. Wenn zwischen der Linse 76 und der in sich reflektierenden Scheibe 84 ein Loch erscheint, so erreicht der in sich reflektierte Strahl eine hohe Intensität, die durch den Spiegel 37 auf die Photozelle 43 abgebildet wird a und die Leitfähigkeit derselben vergrößert. Die Photozelle ist an eine geeignete Gleichspannungsquelle von beispielsweise 250 Volt angeschlossen und über einen Widerstand 85 geerdet. Am ungeerdeten Ende des Widerstandes 85 auftretende Spannungsschwankungen werden in einen Regelverstärker 86 eingekoppelt, um ein Alarmsignal oder ein Abschaltrelais 87 auszulösen.

Bei der Anordnung des Reflexionstastkopfes nach Fig. 1 stellt die Ausrichtung des Linienbildes parallel zur Vorschubachse der Maschenware von den Nadel her sicher, daß der Reflexions-

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tast-kopf in keinem Falle ein Loch oder eine Laufnasche in der Maschenware übergeht. Da sich die Maschenware beim axialen Vorschub gegen die Abzugsrollen So hin um seine Achse dreht, ergibt sich eine schraubenlinienförmige Spur mit; sich überdeckenden Windungen, so daß der Nachweis von Fehlern in der Maschenware in jedem Fall sichergestellt ist.

In₁ den Figs. 2 und 3 sind'abgeänderte Ausführungsformen der Warenüberwachungsvorrichtung dargestellt..

In Fig. 2 ist der Reflexioristastkopf 70 an einem radialen Schenkel' 90 des feststehenden Tragarmes 83* derart befestigt, daß die Zylinderlinse J6 radial nach außen auf die Maschenware und die innere Zylinderfläche des Nadelzylinders 77 hin gerichtet ist. Das in sich zurückreflektierende Material ist in Form eines zylindrischen Bandes SV auf der Innenfläche des Nadelzylinders befestigt.

In Fig.^ 3 ist der "Reflexionstastkopf 70 an einem Winkel 91 befestigt, der an einem unmittelbar unterhalb des Nadelzylinders 77 an eier Rundstrickmaschine befestigten Ansatz 92 gehalten ist, wobei die Zylinderlinse radial nach innen auf die Maschenware gerichtet ist. Das in sich reflektierende Material 64'' ist auf den Umfang eines geeigneten Spreizzylinders bzw. - ringes 93 aufgezogen, der auf der Welle 83 drehbar_gelagert ist und mit der Maschenware 7& umlaufen kann. In beiden Fällen ist die Wirkungsweise des Reflexionstastkopfes 70 und des in sich reflektierenden Materials ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1, wobei jeweils ein in Richtung parallel zur Maschenware gestreckter Linienbildbereich untersucht wird.

In den Figg, 4 und 5 ist- ein Reflexionstastkopf ausführlich dargestellt, der bei den Ausführungsformen der Warenüberwa-

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chunksVorrichtung nach den Figg. 1 bis 3 verwendet werden kann. Dieser Reflexionstastkopf 70 umfaßt ein beispielsweise aus Aluminium gezogenes Außengehäuse 20 in Form eines nach unten offenen Kastens mit vertikal ausgerichteten Seitenwänden 21 und Endwänden 22 sowie einer horizontal verlaufenden Deekwandung 23. Innerhalb des Außengehäuses 20 ist eine Chassisplatte 24 eingesetzt, die eine im wesentlichen den Innenquerschnitt des Außengehäuses 20 ausfüllende horizontal verlaufende Tafel 25, lang aufsteigende Endflansche 2β, die an dem Außengehäuse 20 durch als Anschlußverbindungen für die Unterenden von Befestigungsschenkeln 11 dienende Befestigungselemente 27 gehalten sind, und kurze Seitenflansche 28 umfaßt. In der Mitte der Platte 2h ist eine als optische Blendenöffnung dienende Öffnung 29 vorgesehen, und ein Linsenhalterohr 30 ist konzentrisch zu der Öffnung 29 und nach unten von der Tafel 25 abstehend an derselben befestigt, um eine plan-konvexe Zylinderlinse, deren Krümmungsachse parallel zur Vorschubrichtung der Maschenware 7& ausgerichtet ist, zu halten. Somit wird das von einer im wesentlichen punktförmlgen Lichtquelle herkommende Lichtbündel längs eines divergierenden, in einer.einzigen Ebene senkrecht zur Maschenware und parallel zur Krümmungsachse der Zylinderlinse 7o gelegenen Strahlenganges ausgesandt, so daß man auf der Maschenwarenebene ein langgezogenes, beispielsweise 25 mm langes Linienbild erhält. Es sei darauf hingewiesen, daß auch andere Linsenanordnungen als die in den Zeichnungen dargestellte plan-konvexe Linse verwendet werden können, solange nur die gewünschte Auffächerung des Lichtbündels erzeugt wird, damit man von einer punktförmigen Lichtquelle ein Linienbild erhält.

Oberhalb der Tafel 25 ist innerhalb des Außengehäuses 20 ein Gehäuseblock 33 angeordnet, um alle optischen Elemente des

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Systems rdt Ausnahme der Zylinderlinse 76 fest zu haltern. In dem Gehäuseblock 33 ist von der Stirnfläche y\ aus unter einem Winkel von 45° gegenüber der Stirnfläche 34 und der Bodenfläche 35 ein Einschnitt 36 vorgesehen, um in einer festen Lage einen halbdurchlässigen Spiegel 37 aufzunehmen. Vor Einsetzen des der Strahlaufspaltung dienienden halbdurchlässigen Spiegels 37 wird in den Gehäuseblock 33 von der Endfläche 35 aus eine Bohrung 38 gebohrt, die sich in der Nähe der Stirnfläche 34 erstreckt. Weiterhin wird von der Fläche 40 aus eine engere Bohrung 39 gebohrt, die eine·

ψ Eintrittsblende mit kleinerem Durchmesser zur Schaffung einer punktförmigen Lichtquelle bildet. Die Bohrung 39 hat beispielsweise einen Durchmesser von 0,82 mm. Eine Aufnahmebokrung für eine Photozelle 43 und zwar beispielsweise eine Kadmiumsulfid-Photozelle ist ausgehend von der RUckfläche 42 senkrecht zu der Bohrung 38 und auf der den in der Bohrung 38 liegenden Teil des halbdurchlässigen Spiegels 37 ausgerichtet in den Gehäuseblock 33 gebohrt. Ein senkrecht aus der Fläche 4o des Gehäuseblocks 33 aufragender Ansatz 44 nimmt eine Bohrung 45 parallel zur Bohrung 41 auf, in der eine Lampe 46 sitzt. Der Ansatz 44 endigt zurückversetzt gegenüber der Stirnfläche 34, so daß sich eine zurückspringende Kante ergibt, in die der Glaskolben der Lampe 46 hineinragt und

" der den Glühfaden in ausgerichteter Stellung zu der Achse der Bdirung 39 hält. An der Rückseite 42 des Gehäuseblocks 33 sind Anschlußklemmen befestigt, um daran die Leiter für die Lampe 46 und die Photozelle 43 zu halten, bevor sie mittels eines Kabels 11' aus dem Auatßengehäuse 20 zu einer Verstärkerschaltung herausgeführt werden. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, ist die Photozelle 43 über einen Widerstand 48 von beispielsweise 470 Kiloohm an einer I50 V-Gleichspannungsquelle und einen Verstärker 49 herausgeführt, dessen Ausgang einen Relaisverstärker 50 steuert, in deren Ausgangskreis ein Steuerrelais

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51 zur Erregung einer Alarmeinrichtung, eine?Abschalteinrichtung oder einer anderen Ausgangseinrichtung liegt. Die Schaltung spricht in der Weise an, daß beim Einfall einer geeigneten Lichtintensität auf die Photozelle 43 der Widerstand der Photozelle 43 abnimmt, was zu einem Ansteigen des Stromes durch den Widerstand 48 führt. Dies führt zu einem Signalimpuls, der auf den Eingang des Verstärkers 49 gekoppelt wird, der das Steuerrelais 51 betätigt»

Es ist zu erkennen, daß in einem derartigen optischen System die von der Lampe 46 ausgehenden Lichtstrahlen auf ein Licht- % bündel mit kleinem Durchmesser begrenzt werden, so daß die Bohrung 39 eine im wesentlichen punktförmige Lichtquelle nachbildet. Das Lichtbündel tritt durch den halbdurchlässigen Spiegel 37 hindurch und wird durch die Zylinderlinse 76 in einer Ebene parallel zur Krümmungsachse der Zylinderlinse längs eines divergierenden Strahlenganges gerichtet, wobei auf der Maschenware wie z.B. 78 nach den Pigg. 1 bis 3 in Richtung des BahnvorSchubes ein Linienbild abgebildet wird. Da auf der anderen Seite der Maschenware ein in sich reflektierendes Material 84 bzw. 84' bzw. 84¹' angeordnet ist, werden längs einer beliebigen Einfallsrichtung'einfallende Lichtstrahlen, die durch eine Laufmasche oder ein Loch in der , Maschenware das in sich reflektierende Material erreichen, längs einer zur Eiriallsrichtung parallelen und im wesentlichen übereinstimmenden Strahlenrichtung auf die Zylinderlinse 76 reflektiert. Somit wird der reflektierte Strahl der Einfallsstrahlenrichtung bis zu dem halbdurchlässigen Spiegel 37 zurückfolgen und auf die Photozelle 43 in der Bohrung 41 reflektiert, um die Leitfähigkeit der Photozelle 43 zu steigern und einen Impuls an den Verstärker 49 im Sinne einer Auslösung eines Alarmsignals oder einer Abschaltbewegung einer Abschalteinrichtung auszulösen.

Patentansprüche: 409803/0023

Claims (6)

PATENTANWÄLTE OIPL-ING. CURT WALLACH · möhchin 2, 23. Februar 1973 DIPL-ING. GÜNTHER KOCH 4° "ϋϋΧ^ϋϋΙΓ* . DR. TINO HAIBACH P 17 85 642.7-26«mmmamt. 79^5 I - h/Ke Appalachian Electronic Instruments, Inc. Patentansprüche :

1. Elektrooptische Warenüberwachungsvorrichtung für Rundstrickmaschinen zur Herstellung von echlauchföraaiger Maschenware zur Abschaltung der Maschine bei Feststellung eines Fehlers, bei der ein Reflexionstastkopf mit hinter der Projektionsoptik angeordneter Lichtaussende- und Lichtempfangsanordnung und auf der dem Reflexionstastkopf abgewendeten Seite der abzutastenden Warenbahn ein Reflektor vorgesehen ist, und bei der die Projektionsoptik derart auegebildet ist, daß auf der schlauchförmigen Maschenware ein Linienbild abgebildet *rd, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtaussendevorrichtung aus einer etwa .punktförmigen Lichtquelle besteht, daß die Projektionsoptik ein anamorphotisches System mit einer ZyInderlinse (76) ist, deren Krtiittungsachse in einer durch die Achse des Nadelzylinders (77) der Rundstrickmaschine gelegten Ebene liegt, daß das Linienbild in Richtung der Nadelzylinderachse eine derartige Länge aufweist, daß die Abtastspuren auf der Maschenware (78) sich bei aufeinanderfolgenden UtalMufen der schlauchförmigen Maschenware zumindest berühren und daß al» Reflektor (84) ein reflektierendes Material vorgesehen iat, das die einfallenden Lichtstrahlen unabhängig von Einfallwinkel in Einfallrichtung reflektiert.

2. Elektrooptische Warenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der. Reflexionstastkogf (70) im Inneren des NadelZylinders (77) und inner-

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halb der schlauchform!gen Maschenware (78)'stationär angeordnet ist -und daß der RaElektor (84¹) in Form eines zylindrischen Bandes aus in sich reflektierendem Material auf der Innenfläche des Nadelzylinders (77) befestigt ist.

3. Elektrooptische Warenüberwachungsvorrichtung,nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexionstastkopf (70) unmittelbar unterhalb des NadelZylinders (77) auf der Außenseite der schlauchförmigen Maschenware (78) stationär angeordnet ist.

4. Elektrooptische Warenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 3# dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor in Form eines Ringbandes (84!') aus in sich reflektierendem Material auf die Außenfläche eines im wesentlichen zylinderförmigen Spreizelementes (93) zum Aufspreizen der schlauchförmigen Maschenware (78) aufgezogen ist und daß sich das Ringband (84*') in Höhe der Zylinderlinse (76) . des Reflexionstastkopfes (70) befindet.

5. Elektrooptische Warenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor als kleine Scheibe (84') aus in sich reflektierendem Material ausgebildet ist, die stationär innerhalb der in konischer Form abgezogenen schlauchförmigen Maschenware gegenüber der Zylinderlinse (76) des Reflexionstastkopfes angeordnet ist.

6. Elektrooptische Warenüberwachungsvorrichtung nach einem

der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichn e t , daß der Reflexionstastkopf (70) einen Gehäuseblock (33) umfaßt, in dem eine erste Bohrung (38) koaxial mit der optischen Achse der an die Bohrung (38) anschließenden Zylinderlinse (76) vorgesehen ist, deren eines der Linse (76)

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gegenüberliegendes Ende durch eine zweite als Blende dienende Bohrung (39) kleineren Durchmessers abgeschlossen ist, wobei außerhalb der zweiten Bohrung (39) eine als Lichtquelle dienende Lampe (46) am Block (33) angeordnet ist, in dem weiter zwischen den Enden der ersten Bohrung (38) und senkrecht zu dieser eine dritte Bohrung (41) zur Aufnahme einer Photozelle (43) vorgesehen ist, und in dem ferner eine die erste Bohrung (38) schräg durchdringender, zur Auf*, nähme des Spiegels (37) dienender Einschnitt (36) vorgesehen * ist.

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