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Photoelektrische Abtasteinrichtung für Reflexions-Lichtsteuerung Gegenstand
der Neuerung ist eine photoelektrische Abtasteinrichtung für Reflexions-Lichtsteuerung,
insbesondere für den Schussfühler eines automatischen Webstuhles.
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Es sind bereits photoelektrische Abtasteinrichtungen bekannt geworden,
bei denen das von einem Lichtsender ausgesendete Licht mit Hilfe eines zugehörigen
optischen Mittels, z. B. einer Linse, gebündelt und auf einen entfernten Reflektor
geworfen wird, von welchem das reflektierte Licht wiederum mit Hilfe eines optischen
Blittels gebündelt und zu einem Lichtempfänder mit einem photoelektrischen Wandler
geworfen wird, der einen Steuervorgang bewirkt, wenn das zu empfangende, reflektierte
Licht eine Intensitätsänderung erfährt.
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Zum gleichen zweck sind auch solche photoelektrisehe Abtasteinrichtungen
bekannt geworden, bei denen die optischen Strahlenbündelungsmittel sowohl des Lichtsenders
als
auch des Lichtempfängers aus einem einzigen gemeinsamen Objektiv bestehen, durch
welches das ausgesendete Lichtbündel und das reflektierte, zu empfangende Lichtbündel
in entgegengesetzter Richtung hindurchgehen.
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Um die beiden Lichtbündel voneinander zu trennen, hat man bisher
hinter dem Objektiv einen teildurchlässigen oder perforierten Spiegel angebracht,
der das eine Lichtbündel, allerdings mit verminderter Intensität, durchliess und
das andere Lichtbündel, ebenfalls bei einer Intensitätsverminderung, umlenkt. Ein
Nachteil dieser Lösung war der verhältnismässig grosse Lichtverlust. ie Neuerung
bezweckt die Beseitigung des geschilderten Nachteiles und betrifft ebenfalls eine
photoelektrische Abtasteinrichtung mit einem Lichtsender, einem Lichtempfänger und
einem diesen gemeinsamen, einzigen Ob-
| jektiv, durch welches das ausgesendete und das reflektierte |
| Lichtbündel in entgegengesetzter Richtung hindurchgehen. Das |
| CD |
| Neue besteht nun im wesentlichen darin, dass die optische |
| Axe des Objektives eine Begrenzungskante mindestens eines |
Umlenkspiegel o. dgl. schneidet, der zwischen dem Objektiv und einer Lichtquelle
des Lichtsender oder einem photoelektrischen Wandler des Lichtempfänders angeordnet
ist und das Objektiv in zwei gleiche Hälften für das ausgesendete Lichtbündel und
das zu empfangende Lichtbündel aufteilt.
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Durch diese Ausbildung erreicht man nicht nur den Vorteil einer guten
Lichtausbeute, sondern auch den weiteren Vorteil, dass das ausgesendete und das
reflektierte, zu empfangende Lichtbündel praktisch miteinander übereinstimmende
Räume beanspruchen, was ermöglicht, die beiden Lichtbündel durch eine verhältnismässig
enge Oeffnung hindurchtreten zu lassen. Das ist insbesondere bei der bevorzugten
Anwendung des Erfindungsgegenstandes für den Schussfühler eines automatischen Webstuhles
von Bedeutung, wo das ausgesendete und das an einer Schusspule reflektierte Licht
durch eine Oeffnung des Vebschützens hindurch gehen muss.
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In der Zeichnung sind rein beispielsweise einige
| Ausführungsformen der Neuerung schematisch, veranschaulicht. |
| . schematisch veranschaulicht. |
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Fig. 1 zeigt eine Reflexions-Lichtsteuerung mit einem ersten Ausführungsbeispiel
der neuen photoelektrischen Abtasteinrichtung im Schnitt parallel zur optischen
Axe des dem Lichtsender und dem Lichtempfänger gemeinsamen Objektives ; Fig. 2 stellt
eine Ansicht des Objektives von der Seite des Reflektors gesehen dar ; Fig. 3 ist
eine Ansicht des Objektives von der entgegengesetzten Seite her gesehene Fig. 4
zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel in zu Fig. 2 analoger Darstellung ; Fig. 5
veranschaulicht in gleicher Weise ein drittes Ausführungsbeispiel.
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Gemäss Fig. 1 ist in einer Oeffnung eines sonst geschlossenen Gehäuses
11 ein optisches Strahlenbündelungsmittel in Form eines Objektives 12 eingesetzt,
dessen optische Axe mit 13 bezeichnet ist. Im Innenraum des Gehäuses 11 befindet
sich eine elektrische Lampe 14, deren als Lichtquelle dienende Glühfadenwendel 15
praktisch punkt-oder strichförmig ausgebildet und derart angeordnet ist, dass die
Lichtquelle die optische Axe 13 berührt. Mittels des Objektives 12 wird der Glühfaden
15 auf einem Reflektor 16 abgebildet, der sich z. B. am Spulenkörper einer Schusspule
befindet. Der Reflektor 16 kann zweckmässig ein aufgeklebter Streifen sein, der
einen Belag von Glas-oder Kristallperlen aufweist.
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Zwischen der Lampe 14 und dem Objektiv 12 ist ein Spiegel 17 unter'einem
Winkel von 1350 zur optischen Axe 13 derart angeordnet, dass eine geradlinige Begrenzungskante
des Spiegels 17 die optische Axe 13 schneidet. Der Spiegel 17, dessen dem Objektiv
13 zugekehrte Fläche reflektierend ist, bewirkt einerseits, dass das vom Flühfaden
15 zum Objektiv 12 geworfene Licht, sich lediglich auf der einen (in Fig. 1 unteren)
Seite der optischen Axe befindet. Andererseits lenkt der Spiegel 17 das vom Reflektor
16 zurückgeworfene Licht, das sich ausschliesslich auf der andern (in Fig. 1 oberen)
Seite der optischen Axe 13 befindet, zu einem photoelektrischen Wandler 18, der
sich ebenfalls im Innern des Gehäuses 11 befindet, aber vollständig ausserhalb der
optischen Axe 13 angeordnet ist. Durch die in Fig. 1 obere Hälfte des Objektives
12 wird das reflektierte Lichtbündel auf der lichtempfindlichen Fläche des Wandlers
18 fokussiert.
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Betrachtet man das Objektiv 12 von der Seite des Reflektors 16 her,
sieht uan nur die unterhalb der optischen Axe 13 liegende Hälfte 12a der Durchlassfläche
des Objektivs beleuchtet, während die obere Hälfte 12b dieser Fläche dunkel erscheint,
wie Fig. 2 veranschaulicht. Beim Betrachten des Objektives 12 von der entgegengesetzten
Seite in Richtung der optischen Axe 13 erscheint jedoch nur die oberhalb der optischen
Axe liegende Hälfte 12b der Durchlassfläche des Objektives durch das reflektierte
Licht beleuchtet, während die untere Hälfte 12a der genannten Fläche dunkel erscheint,
wie Fig. 3 zeigt.
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Zur Erzielung einer bestmöglichen Lichtausbeute ist die der optischen
Axe 13 zugekehrte Stirnfläche des eine gewisse Dicke aufweisenden Spiegels 17 in
Bezug auf die reflektierende Spiegelfläche unter einem Winkel von 450 geneigt.
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Da sowohl für das ausgesendete Lichtbündel als auch das zu empfangende
Lichtbündel ein einziges, gemeinsames Objektiv 12 vorhanden ist, durch welches die
Lichtstrahlen in einander entgegengesetzten Richtungen hindurchtreten, erübrigt
sich eine Veränderung der Richtungen des ausgesendeten und des zu empfangenden Lichtbündels
in Abhängigkeit von der Entfernung des Reflektors 16. Der Reflektor braucht sich
nicht unbedingt an dem in Fig. 1 dargestellten Ort zu befinden, an welchem ein reelles
Bild der Glühfadenwendel 15 entsteht, sondern er kann auch weiter zurückverlagert,
d. h. in etwas
größerer Entfernung vom Objektiv 12 angeordnet sein,
ohne dass die photoelektrische Abtasteinrichtung anders justiert zu werden braucht.
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Eine Rückwärtsverlagerung des Reflektors 16 beeinflusst wohl die
Intensität des auf den Wandler 18 zurückfallenden Lichtes, nicht aber die Richtung
der optischen Axe 13.
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Die Richtung des ausgesendeten Lichtbündels und die Richtung des
reflektierten, zu empfangenden Lichtbündels weichen praktisch nur sehr wenig von
der Richtung der optischen Axe 13 ab, d. h. diese Lichtbündel schliessen zwischen
sich einen sehr kleinen spitzen Winkel ein. Aus diesem Grunde ist die Verwendung
eines Reflektors 16 mit Glas-oder Kristall perlen äusserst zweckmässi, da ein solcher
Reflektor bekanntlich die Eigenschaft hat, das auftreffende Licht zur Hauptsache
wieder in der einfallsrichtung zurückzuwerfen, selbst dann, wenn die Binfallrichtung
nicht senkrecht zur Reflektoroberfläche steht. Die Lage des Reflektors 16 bezüglich
der optischen Axe 13 ist somit keineswegs kritisch.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen photoelektrischen Abtasteinrichtung
in Anwendung als Schussfühler an einem automatischen Webstuhl ist wie folgt : Solange
die Schusspule noch genügend Garn aufweist, ist der Reflektor 16 vom Garn verdeckt,
sodaß kein oder doch nicht genügend viel Licht auf den photoelektrischen Wandler
18 zurückgestrahlt wird, wenn der Schützen auf seiner Bahn die optische Axe 13 durchquert.
Wenn aber infolge fortschreitenden Verbrauches
des Schussgarnes
ein Teil des Reflektors 16 freigelegt wird und dann der Schützen mit der Spule die
optische Axe 13 durchquert, fällt auf den Wandler 18 ein reflektierter Lichtstrahlt
; wodurch ein an den Wandler 18 angeschlossener elektrischer Stromkreis beeinflusst
wird, der seinerseits den automatischen Spulenwechsel einleitet.
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Für einen lichtelektrischen Schussfühler ist die Tatsache, dass bei
der beschriebenen Abtasteinrichtung die Lichtbündel des ausgesendeten und des reflektierten,
zu empfangenden Lichtes praktisch den gleichen Raumquerschnitt beanspruchen, von
besonderem Vorteil, weil dadurch störende Schattenwirkungen von Bestandteilen des
Webstuhles, des Schützen oder der Garnwindungen auf der Schusspule weitgehend vermieden
werden können. Aus diesem Grunde und weil nur ein einziges Objektiv für den ausgesendeten
und den zu empfangenden Lichtstrahl vorhanden ist, braucht es keine umfangreichen
und komplizierten Justierarbeiten, um die Abtasteinrichtung als Schussfühler betriebsbereit
zu machen.
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Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 unterscheidet sich von der
beschriebenen Ausbildung der Abtasteinrichtung im wesentlichen nur dadurch, dass
der Spiegel 17 zum Umlenken des reflektierenden, zu empfangenden Lichtbündels fehlt
und dafür ein anderer Spiegel 27 zum Umlenken des von der Lampe 14 ausgesendeten
Lichtes gegen das Objektiv 12 vorhanden ist. Der photoelektrische Wandler 18
| ist daher so angeordnet, dass seine lichtempfindliche Fläche |
| C> |
von der optischen Axe 13 des Objektives 12 geschnitten wird.
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Der Spiegel 27, dessen dem Objektiv 12 zugekehrte Fläche reflektierend
ist und unter einem Winkel von 135° geneigt ist in Bezug auf die optische Axe 13,
hat eine geradlinige Begrenzungskante, welche die optische Axe 13 schneidet.
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Die Lampe 14 befindet sich vollständig ausserhalb der optischen Axe
13.
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Die Wirkungsweise ist analog derjenigen des ersten Ausführungsbeispieles.
Es ist der Spiegel 27, welcher bewirkt, dass das vom Glühfaden 15 der Lampe 14 zum
Objektiv 12 geworfene Licht sich nur auf der einen Seite der optischen Axe 13 befindet
und dass nur das auf der andern Seite der optischen Axe durch das Objektiv 12 hindurchtretende,
reflektierende Licht auf die lichtempfindliche Fläche des Wandlers 18 fällt. Die
Fig. 2 und 3 und das in Bezug darauf Gesagte gelten auch für das Ausführungsbeispiel
nach Fig. 4.
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Das in Fig. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel stellt im Prinzip eine
Kombination der Ausführungen nach Fig. 1 und 4 dar. Sowohl die Lampe als auch der
photoelektrische Wandler befinden sich vollständig ausserhalb der optischen Axe
13 des Objektives 12, aber im gleichen Gehäuse 11. Auf entgegengesetzten Seiten
der optischen Axe 13 des Objektives 12 sind zwei Spiegel 17 und 27 vorhanden, die
unter einem Winkel von 900 zueinander und unter einem Winkel von 135 zur
optischen
Axe 13 angeordnet sind. Jeder der Spiegel 17 und 27 weist eine geradlinige Begrenzungskante
auf, welche die optische Axe schneidet. Die genannten Begrenzungskanten verlaufen
auf jeden Fall parallel zueinander, fallen beim Beispiel nach Fig. 4 sogar zusammen.
Der eine Spiegel 27 lenkt das von der Lampe 14 ausgesendete Lichtbündel zum Objektiv
12 um, während der andere Spiegel 17 das vom Reflektor 16 zurückgeworfene Lichtbündel
zum Wändler 18 umlenkt. Die Fig.
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2 und 3 sowie das bezüglich derselben Gesagte gelten auch für das
Ausführungsbeispiel nach Fig. 5.