DE2063813C3 - Elektrooptische Fadenüberwachungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrooptische Fadenüberwachungsvorrichtung zur Feststellung von gerissenen Fäden in einer Fadenschar durch Feststellung der Bewegung von gerissenen Fadenenden durch einen Überwachungslichtstrahl, der sich quer zur Laufrichtung der Fadenschar erstreckt und der von einem optischen System erzeugt wird, das einen außen in der Nähe der Kante der Fadenschar angeordneten Reflexionstastkopf und einen in der Nähe der anderen Kante angeordneten Reflektor aufweist, der einfallende Lichtstrahlen unabhängig vom Einfallwinkel in Einfallsrichtung reflektiert.

Eine derartige Fadenüberwachungsvorrichtung ist insbesondere für Kettenwirkmaschinen geeignet, bei denen der Reflexionstastkopf in der Nähe der einen Kante einer zu überwachenden Fadenschar und der Reflektor in der Nähe der anderen Kante dieser Fadenschar angeordnet ist Der Reflexionstastkopf ist durch stoßdämpfende Lagerungen im Bereich einer Kante der Fadenschar befestigt und sendet einen Lichtstrahl mit hoher Intensität und kleinem Querschnitt entlang SS einer geradlinigen Achse aus, der die gesamte Breite der Fadenschar überspannt und mit einem geringen Abstand von der Ebene der Fadenschar auf der Seite angeordnet ist, auf die gerissene Fäden mit Hilfe von Luftentladungsrohren oder ähnlichem geblasen werden.

Bei einer bekannten Fadenüberwachungsvorrichtung dieser Art (schweizerische Patentschrift 478 050) divergiert der Lichtstrahl bei zunehmender Länge. Dadurch ergibt sich mit zunehmender Länge des Lichtstrahls eine immer geringer werdende reflektierte und von dem Reflexionstastkopf aufgenommene Lichtleistung, was zu einer unerwünschten Verringerung des Nutzsi

gnal-Steuersignal-Verhältnisses führt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die elektrooptische Fadenüberwachungsvorrichtung dahingehend zu verbessern, daß auch bei zunehmender Länge des Lichtstrahles ein verbessertes Nutzsignal-Steucrsignal-Verhältnis erzielt wird und daß die reflektierte, von dem Reflexionstastkopf aufgenommene Lichtleistung gegenüber bekannten Vorrichtungen dieser Art vergrößert ist

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen

gelöst

Durch die Sammellinse wird der Lichtstrahl auf einen Punkt des reflektierenden Materials projiziert. Weil das reflektierende Material die einfallenden Lichtstrahlen unabhängig vom Einfallwinkel in Einfallsrichtung reflektiert erfolgt eine Reflexion des Lichtstrahls auf gleichem Wege durch die Sammellinse hindurch auf den Reflexionstastkopf. Die Sammellinse bewirkt dabei eine Fokussierung des einfallenden, auf Grund des langen Überwachungsweges aufgespreizten Lichtstrahls auf einen kleineren Bereich des reflektierenden Materials des Reflektors, so daß der reflektierte Strahl einen kleineren Durchmesser aufweist und eine größere Lichtmenge auf den empfindlichen Bereich des Keflexionstastkopfes auftritt. Gleichzeitig wird die Empfindlichkeit der Vorrichtung gegenüber Schwingungen weiter herabgesetzt, weil bereits ein teilweises Auftreffen des Lichtstrahles auf den Reflektor eine ausreichende reflektierte Lichtmenge am Reflexionstastkopf sicherstellt

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Sammellinse eine plankonvexe Linse mit einem ihrer Brennweite vergleichbaren Durchmesser. Dabei ist es in den meisten Fällen vorteilhaft, wenn die Sammellinse eine Brennweite von 50 mm hat

Im folgenden wird an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert

Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße elektrooptische Fadenüberwachungsvorrichtung.

Der dargestellte Reflexionstastkopf 28 umfaßt ein äußeres Gehäuse 30 mit einer durchbrochenen Vorderwand 31, die mit einer die optische öffnung bildenden öffnung 31a versehen ist. Ein Befestigungsblock 32, von zwei zusammengebauten ausgebohrten Blockteilen gebildet, ist innerhalb des Gehäuses 30 angeordnet und wird von der Vorderwand 31 getragen, um die Lampe 33, den Phototransistor 34, den halbdurchlässigen Spiegel 35 und die bikonkave Linse 36 in richtiger Ausrichtung starr zu befestigen. Der Befestigungsblock 32 weist einen ersten Bohrungsabschnitt 32a auf, der mit der bikonkaven Linse 36 zusammenwirkt und durch den halbdurchlässigen Spiegel 35 in seinem mittleren Bereich unterbrochen ist und der an seinem zur bikonkaven Linse 36 entgegengesetzten Ende mit einem verengten Bohrungsabschnitt 326 in Verbindung steht, der in einer schmalen öffnung 32tf endet, durch die das Licht von der Lampe 33 in die Bohrungsabschnitte 326 und 32a gelangt. Ein Abzweigbohrungsabschnitt 32c erstreckt sich unter einem rechten Winkel zum Bohrungsabschnitt 32a entlang dem reflektierten Lichtpfad des Spiegels 35 für das zurückgeführte, durch die bikonkave Linse 36 in den Bohrungsabschnitt 32a eintretende Licht, um den Zugang dieses reflektierten Lichtes zur photoempfindlichen Oberfläche des Phototransistors 34 zu ermöglichen.

Die Lampe 33 ist eine Quarz-Jodid-Lampe. Diese

Lampe 33 wird in einer Bohrung in einem Teil des Befestigungsblocks 32 befestigt und wird darin durch eine Stellschraube 33a festgehalten, um den Heizfaden im Abgleich mit der kleinen öffnung 32t/ am hintersten Ende des Bohrungsabschnitts 32b anzuordnen. Aus der S Vorderwand 31 des Gehäuses erstreckt sich in konzentrischer Beziehung zur projizierten Achse di_r öffnung 31a ein Linsenrohr-Befestigungsblock 37 mit einer Bohrung zur verschiebbaren Aufnahme eines Teils eines Linsenrohrs 38, das eine plankonvexe Linse 39 trägt Das Linsenrohr 38 kann axial in bezug auf den Linsenrohr-Befestigungsblock 37 durch eine Fokussierungs-Einstellschraube 38a eingestellt werden, die sich durch den vergrößerten äußeren Teil des linsenrohrs 38 erstreckt und in eine Gewindeöffnung in dem Linsenrohr-Befestigungsbiock 37 eingedreht ist

Der Heizfaden der Lampe 33 und die kleine öffnung 32# im Befestigungsblock 32 sind um ungefähr 0,75 mm aus der Achse des Linsensystems verschoben, um die in dem halbdurahlässigeii Spiegel 35 auftretende Brechung zu berücksichtigen.

Die bikonkave Linse 36 hat eine Brennweite von 12,5 mm, und die plankonvexe Linse 39 hat eine Brennweite von 75 sr.nv. Das Licht von der Lampe 33 gelangt durch die kleine öffnung 32t/ und den halbdurchlässigen Spiegel 35 zur bikonkaven Linse 36. Durch diese Linse 36 wird ein Lichtstrahl geformt, der so wirkt, als ob er von einer wesentlich kleinerem Lichtquelle käme. Das Licht von der Linse 36 wird durch die plankonvexe Linse 39 gesammelt und wird als Strahl 29 auf die bezeichnete Reflektoranordnung 40 gerichtet

Die Reflektoranordnung 40 umfaßt eine Befestigungsplatte 41 mit öffnungen, die es ermöglichen, daß sie an einem stationären Träger in richtigem Abgleich mit dem zugehörigen Reflexionstastkopf 28 befestigt wird. Auf der Befestigungsplatte 41 ist ein Reflektor 42 in der Form einer Platte oder einer Bahn von rückspiegelndem Material angeordnet, die die Eigenschaft hat, unabhängig vom Einfallwinkel Licht entlang demselben Weg zurückzuführen, wie die einfallenden Lichtstrahlen. Der Reflektor 42 wird von einem Linsenrohr-Befestigungsblock 43 umgeben, der auf der Befestigungsplatte 41 durch Schrauben 43' befestigt ist. In dem Linsenrohr-Befestigungsblock 43 ist ein L'nsenrohr 44 verschiebbar befestigt, das in der gewünschten Stellung durch eine Blockierschraube 44' gesichert wird und das eine Sammellinse 45 trägt, die eine plankonvexe Linse mit einer Brennweite von 50 mm und einem Durchmesser von 48 mm ist

Das Licht von der Lampe 33 des Reflexionstastkop- so fes 28 wird im wesentlichen auf der Sammellinse 45 fokussiert. Für eine kleinste Strahlgröße sollte die Linse 39 im Reflexionstastkopf 28 im wesentlichen so fokussiert werden, daß das Bild des Lampenheizfadens auf den Mittelpunkt der Sammellinse 45 projiziert wird. Die Größe de:; Heizfadenbildes auf der Stirnfläche der Sammellinse 4:5 ist ungefähr 2,5 bis 1,8 cm bei einer Entfernung von 6,60 m vom Detektorkopf 28, wobei diese Größe einen beträchtlichen Raum für die Bewegung des Bildes erlaubt Der Brennpunkt der Sammellinse 45 ist durch eine Bewegung des Linsenrohrs 44 in dem Linsenrohr-Befestigungsblock 43 einstellbar und kann das Bild des Heizfadens an dem Reflektor 42 beliebig von einem extrem kleinen Punkt zu einem Punkt, der etwas kleiner ist als das Heizfadenbild auf der Sammellinse 45 verringern. Dies ermöglicht die Veränderung der Empfindlichkeit des Systems über weite Grenzen hinaus, wobei der größere Punkt eine wesentlich geringere Empfindlichkeit ergibt, die Fähigkeit der Vorrichtung, Bewegungen des Lichtstrahles 29 zu ertragen, jedoch wesentlich vergrößert

Durch die Einstellbarkeit der Sammellinse 45 kann ein optimales Signal-Störverhältnis für eine gegebene Einrichtung gefunden werden, wobei sowohl durch Licht als auch elektrisch hervorgerufene Signale berücksichtigt werden.

Nachdem der Lichtpunkt von dem Lichtstrahl 29 durch die Linse 45 auf dem rückspiegelnden Reflektor 42 gebildet wurde, wird er durch die Sammellinse 45 entlang der Strahlachse zum Reflexionstastkopf 28 zurückrefleilctiert läuft durch die Linsen 39 und 36 und wird durch den halb durchlässigen Spiegel 35 zum Phototransistor 34 reflektiert. Die beiden Linsen 39 und 36 im Reflexionstastkopf 28 verringern den von der Reflektoranordnung 40 zurückkehrenden Lichtstrahl 29 auf einen kleinen intensiven Fleck, der dann zu dem Phototransistor 34 reflektiert wird.

Obwohl die Sammellinse 45 in dem oben beschriebenen Beispiel als eine Linse mit 50 mm Brennweite bezeichnet wurde, ist die Brennweite dieser Sammellinse 45 nicht zu kritisch, und die gewählte Größe von 50 mm wurde mehr durch Berücksichtigung der Raumverhältnisse als durch Optimalwirkung bestimmt. Der Raum um Wirkmaschinen herum ist ziemlich beschränkt, und die gewählte Linse stellt einen guten Kompromiß zwischen der Wirkung und Raumerwägungen dar. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß eine Linse mit größerer Brennweite, beispielsweise 100 mm, eine wesentlich größere Empfindlichkeit ergibt, während eine Linse mit kleinerer Brennweite eine geringere Empfindlichkeit ergibt und kritischer einzustellen ist. Bikonvexe Linsen von ähnlicher Brennweite ergeben vergleichbare Ergebnisse zu denen, die mit plankonvexen Linsen erzielt wurden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrooptische Fadenüberwachungsvorrichlung zur Feststellung von gerissenen Fäden in einer Fadenschar durch Feststellung der Bewegung von gerissenen Fadenenden durch einen Überwachungslichtstrahl, der sich quer zur Laufrichtung der Fadenschar erstreckt und der von einem optischen System erzeugt wird, das einen außen in der Nähe der Kante der Fadenschar angeordneten Reflexionstastkopf und einen in der Nähe der anderen Kante angeordneten Reflektor aufweist, der einfallende Lichtstrahlen unabhängig vom Einfaiiwinkel in Einfallsrichtung reflektiert, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Reflektor (42) eine Sammellinse (45) angeordnet ist, die die Reflektorfläche Oberdeckt, daß der auf der Sammellinse (45) auftreffende Lichtstrahl (29) einen kleineren Durchmesser als die Sammellinse (45) hat und daß der Abstand der Sammellinse (45) von der Reflektorfläche einstellbar ist

2. Fadenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinse (45) eine plan-konvexe Linse mit einem mit ihrer Brennweite vergleichbaren Durchmesser ist.

3. Fadenüberwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinse (45) eine Brennweite von etwa 50 mm hat