DE2111205C3 - Fotoelektrischer Schußfadenwächter für Webstühle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einer; iotoelektrischen SchuQifadenwächter für Webstühle nach dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs. Solche fotoelektrischen SchußlFadenwächter werden zunehmend anstelle der früheren mechanischen Fadenwächter verwendet, um kurz vor dem völligen Entleeren der Schußfadenspule im Webschützen anzuzeigen, daß entweder ein Anhalten des Webstuhls oder ein Schußfadenwechsel bevorsteht.

Grundsätzlich können die bekannten fotoelektrischen Schußfadenwächter in zwei Gruppen eingeteilt werden, nämlich in mit Lichtreflexion arbeitende Schußfadenwächter, bei denen das von einer Lichtquelle einfallende Licht von einer Schußspule auf eine fotoelektrische Zelle reflektiert wird, und in mit Lichtdurchlaß arbeilende Schußfadenwächter, bei denen von einer Seite auf die Schußspule fallendes Licht auf eine an der anderen Seite der Spule befindliche fotoelektrische Zelle geleitel wird.

Die mit Lichtdurchlaß arbeitenden Schußfadenwächter benötigen besondere Spulenkörper, die aus lichtdurchlässigem Werkstoff bestehen oder entsprechende Ausnehmungen aufweisen. Hier ist auch noch eine sehr genaue Ausrichtung zwischen der Lichtquelle und der fotoellektrischen Zelle notwendig, wobei es jedoch häufifj: schwierig ist, diese Ausrichtung herzustellen und während des Betriebes auch einzuhalten.

Bei den mit Reflexion arbeitenden Schußfadenwächtern, bei denen der Lichtempfänger gewöhnlich an der Weblade montiert ist, ist dieser beim Arbeiten des Webstuhls starken Schwingungen unterworfen. Hierdurchi wird die Lebensdauer des Lichtempfängers beeinträchtig, weshalb dieser von Zeit zu Zeit nachgestellt oder ausgewechselt werden muß. In

_b0 manchen Fällen sind die reflektierend arbeitenden Schußfadenwächter so ausgebildet, daß sie nur während eines bestimmten Zeitabschnittes des Schußeintrages aktiviert werden. Hierfür sind jedoch aufwendige Schaltungen mit von der Webmaschine betätigte Bauelemente erforderlich, deren richtige Ausbildung und Einstellung schwierig ist Ähnlich verhält es sich bei dem durch die US-PS 34 44 903 bekannten fotoelektrischen Schußfadenwächter, bei dem die fotoelektrjche Zelle zwar ortsfest angeordnet ist, der aber einen Impulsgeber steuert, der zur Betätigung des Schußspulenwechslers dient Der Impulsgeber besteht aus einer Magnetspule, an der ein auf die Kurbelwelle des Webstuhles angeordneter Magnet vorbeiläuft

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten fotoelektrischen Schußfadenwächter bereitzustellen, der weniger störanfällig ist als die vorgenannten bekannten Schußfadenwächter.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Im Falle der Verwendung von hellfarbigen Schußfäden, die auf einen dunkelfarbigen Spulenkörper aufgewickelt sind, ist vorzugsweise die Ausgangsimpulsbreite des monostabilen Multivibrators etwas kleiner als der zeitliche Abstand zwischen den normalen Auslöseimpulsen der fotoelektrischen Zelle, so daß der Multivibrator normalerweise nur für kurze Zeiten in den stabilen Zustand zurückkehrt, bei einer Unterbrechung der Lichtimpulse jedoch länger in seinem stabilen Zustand verbleibt und dadurch den Schußspulenwechsler auslöst.

Die konstruktive Ausführung, Anordnung und Betriebsweise eines fotoelektrischen Schußfadenwächters nach der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigt

F i g. 1 ein schematisches Blockdiagramm der wesentlichen Teile des Schußfadenwächters,

F i g. 2 eine schematische Darstellung der zusammenwirkenden Teile des Schußfadenwäch!?.rs im Grundriß und im horizontalen Schnitt durch den Schützenkasten mit einem darin befindlichen Webschützen,

F i g. 3 ein schematisches Schaltbild des elektrischen Steuerschaltkreises und

F i g. 4 ein Steuerdiagramm, bei dem die Steuerimpulse in Abhängigkeit von der Zeit aufgezeichnet sind.

Der Schußfadenwächter besteht aus einem Gerät, dessen Gehäuse 10 am Brustbaum 12 oder an einem seitlichen Rahmen eines Webstuhls befestigt ist. Das Gehäuse enthält eine Lichtquelle 14, z. B. in Gestalt einer elektrischen Glühbirne, die in einer rohrförmigen Hülse 16 untergebracht ist. Der Webstuhl muß einen elektrischen Anschluß aufweisen, und die Glühbirne ist in einem zugeordneten Stromkreis so angeordnet, daß sie beim Einschalten der Stromzuführung des Webstuhls aufleuchtet.

Am hinteren Ende der Hülse 16 befindet sich eine Linse 18, die den von der Glühbirne 14 kommenden Lichtstrahl 20 sammelt und durch einen Schlitz 22 leitet, der sich in der Vorderwand eines in der Höhe der Schützenbahn angeordneten Schützenkastens 24 befindet. Dabei ist es gleichgültig, ob der Schützenkasten als Einzelkasten an der Weblade fest angebracht ist oder Wechselfächer aufweist, von denen nur das jeweils in der Höhe der Schützenbahn befindliche Fach mit dem Schußfadenwächter zusammenarbeitet.

Im Schützenkasten 24 befindet sich ein Webschützen 26, der in den Schützenkasten einläuft, wenn sich die Weblade der vorderen Anschlagstellung nähert. Der

Lichtstrahl 20 läuft dann durch einen Fühlschlitz 28 in der Vorderwand des Webschützens 26 und trifft dann auf eine im Webschützen befindliche SchuBspule 30 oder auf den auf dem Spulenkörper sitzenden Schußfadenwickel. ί

Das Gehäuse 10 enthält ferner eine zweite Rohrhülse 22, die zur Hülse 16 geneigt ist und einen Fototransistor P enthält, der die lichtempfindliche Vorrichtung des Schußfadenwächters bildet. Die Hülse 32 ist an ihrem hinteren Ende gleichfalls mit einer Linse 34 versehen, ι ο die einen von der Schußspule 30 auf den Fototransistor P reflektierten Lichtstrahl 36 fokussiert Die hierzu verwendeten Schußspulen sollen so ausgebildet sein, daß sie sich optisch von dem darauf befindlichen Schußfadenmaterial unterscheiden, wenn der Garnvorrat auf der Schußspule kürzer ist als die für zwei Einschußvorgänge benötigte Länge. Durch die hohe Empfindlichkeit der lichtelektrischen Abtastung ist es jedoch nicht in allen Fällen erforderlich, optisch speziell ausgebildete Schußspulen zu verwenden, weil die >o lichtelektrische Abtastung häufig in der Lage ist, auch die durch unterschiedliche Oberflächen be-üngtei Unterschiede zwischen dem Schußfadenmaterial und dem Spulenkörper v/ahrzunehmen. Soll die Schuöspule einen weißen oder hellen Schußfaden aufnehmen, so ist >5 der Spulenschaft zweckmäßig dunkel oder zuvor mit dunklem Band bekleidet, und umgekehrt. Für die nachfolgende Beschreibung ist angenommen, daß der Schußfaden hell und der Spulenkörper dunkel ist. Dies macht es entbehrlich, die Spulenkörper mit besonders w reflektierendem Band zu bekleiden.

Die Linsen 18 und 34 sind so angeordnet, daß die reflektierende Oberfläche des Schußfadens nur dann im richtigen Abstand von den Linsen liegt, bei dem der reflektierte Lichtstrahl 36 auf den Fototransistor Pfällt, _s-, wenn sich die Weblade in der vorderen Anschlagstellung befindet. Demzufolge wird nur in dieser Anschlagstellung der Weblade das reflektierte Licht auf den Fototransistor fokussiert, und daher kann der Fototransistor P nur in diesem Augenblick eines hin- und .,₀ hergehenden Schützenhubes eine Signalgebung bewirken.

Zur Erläuterung des in F i g. 3 dargestellten Schaltdiagramms ist davon auszugehen, daß die Stärke des vom Fototransistor zu erzeugenden Signals abgestuft wer- ^ den muß, damit das Signal eine wirksame Auslösung veranlassen kann, z. B. um den Schußspulenwechsel so durchzuführen, daß der Spulenwechsel beim nächsten Einlaufen des mit der leerlaufenden Fadenspule versehenen Webschützen? in den Schützenkasten _V) stattfindet oder der Webstuhl ausgeschaltet wird. Hat der fotoelektrische Schußfadenwächter ein Steuersignal gegeben, so kann dieses Signal auf unterschiedliche Weise verwendet werden. Demgemäß ist auch die in F i g. 3 dargestellte Ausbildung der Steuerschaltung nur ^ beispielhaft und durch eine andere Schaltung ersetzbar, die das Schaltsignal für eine andere Schaltgebung verwendet.

In der dargestellten Anordnung nach Fig. 3 ist der Ausgang des Fototransistors fund des Fototransistor- _b0 Verstärkers, die in F i g. 1 sämtlich mit A bezeichnet sind, mit einem monostabilen Multivibrator B verbunden, dessen Ausgang wiederum an einen elektrischen Schußfadenwächter Cangeschlossen ist. Das Ausgangssignal des elektrischen SchuBfadenwächters C wird _bi einer Spulenwechselvorrichtung D zugeleitet, und zwar betätigt es ein Solenoid, das die Einstellung eines Anschlagfingers in die Bewegnngsbahn eines Spulen-Wechseltreibers steuert,

Solange bei Verwendung von weißem oder hellfarbigem Schußfaden ein ausreichender Fadenvorrat auf der Fadenspule des Webschützens vorhanden ist, wird der Fototransistor jeweils einmal während zweier Schützenläufe ausgelöst, nämlich jedesmal, wenn ein Webschützen im Schützenkasten ankommt und sich die Weblade in ihrer vorderen Anschlagstellung befindet. In Fig.4 sind die Auslöseimpulse des Fototransistors mit Pi, Pi, Pi··· in Abhängigkeit von der Zeit aufgetragen. Da der Webstuhl mit konstanter Drehzahl betrieben wird, sind die Abstände zwischen den Auslöseimpulsen Pi, Pi, Pj- ■■ gleichmäßig. Der Multivibrator ßist gemäß F i g. 3 mit einem Fototransistorverstärker Cverbunden, so daß er die Auslöseimpulse Pi, P₂, Pj · · · empfängt und beim Empfang jedes Impulses ein Ausgangssignal Vi, V₂, Vi- ■■ sendet. Der Multivibrator B löscht sein Ausgangssignal und kehrt in einen sendefreien Zustand zurück. Die Länge jedes seiner Ausgangssignale Vi, V₂, V₃-- ist geringfügig kürzer, etwa um 40 Millisekunden, als der zeitliche Abstand zwischen zw.·, aufeinanderfolgenden Steuerimpulsen Pi, P>, Pi-- de'. Fototransistors. Ist der Schußfaden nahezu abgelaufen, so wird der Spulenkörper oder das darauf befindliche dunkle Band freigelegt, und der Fototransistor liefert dann keinen Impuls mihr an den Multivibrator, was bei P₄ in Fig.4 angedeutet ist. Dies hat zur Folge, daß der Multivibrator über einen weiten Bereich V₄ im sendefreien Zustand verbleibt. Der elektrische Wächter empfängt die Steuerimpulse vom Multivibrator jedesmal, wenn der letztere in den sendefreien Zustand kommt, aber er spricht nicht auf die sehr kurzen Steuerimpulse an, wenn der Fototransistor Steuersignale abgibt. Wird jedoch ein langer Impuls empfangen, wie bei V₄, so wird der Wächter aktiviert und löst einen Schußspulenwechsel aus.

Gemäß F i g. 3 sind der den Fototransistor enthaltende Teil A, der monostabile Multivibrator B und der Schußfadenwächter C zu einer elektronischen Schaltung vereinigt. Jedesmal, wenn die Weblade in ihre vordere Anschlagstellung kommt, in der sich der Webschützen 26 auf der zugeordneten Seite des Webstuhls im Schützenkasten 24 befindet, wird ein von dem Fototransistor P abgegebenes Steuersignal über einen Kondensator Cl an einen Transistor 77? 1 weitergeleitet. Der Ausgang dieses Transistors ist über einen Widerstand R2 an einen Umkehrtransistor TR2 angeschlossen. Der Transistor TR2 gibt an seinem Ausgang einen negativen Steuerimpuls ab.

Für gewöhnlich, wenn keine Steuerimpulse des Fototransistors P empfangen werden, ist ein Transistor TR5 des monostabilen Multivibrators B leitend, weil ein Strom über einen Transistor TRA und einen Widerstand RXf: djrch seine Basis fließt. Die Spannung am Kollektor des Transistors TR5 beträgt nahezu 0 Volt, und da der Kollektor des Transistors TR5 mit üer Basis eines Transistors TR3 des monostabilen Multivibrators verbunden ist, befindet sich der Transistor TR3 in nichtleitendem Zustand.

Wenn von dem Fototransistor P ein Steuerimpuls gesendet wird, wird am Ausgang des Transistors TRl ein negativer Impuls erzeugt, und dieser negative Impuls wird der Basis des Transistors TR5 über einen Kondensator Cl, eine Diode DX und einen weiteren Kondensator α zuge'eitet, so daß der Transistor TR5 nicht mehr leitend ist. Die Kollektorspannung des Transistor TR5 steigt dann auf einen Wert an, der etwa der positiven Speisespannung entspricht, und Kollektor-

Strom fließt im Transistor TRi, wodurch die Kollektorspannung dieses Transistors auf ungefähr 0 Volt abfällt. Dieser Abfall der Kollektorspannung des Transistors TRi wird über den Kondensator d der Basis des Transistors TR5 zugeführt, dessen Spannung dann negativ wird und in ihrer Größe der positiven Lieferspannung ungefähr entspricht. In diesem Zustand kann der Transistor 77?5 weder Kollektorstrom noch Basisstrom leiten, und der Strom, der vorher durch die Basis des Transistors TR5 über den Transistor TRA und ι ο den Widerstand /?18 floß, entlädt den Kondensator C3, so daß die Basisspannung des Transistors TR5 zunehmend auf die positive Lieferspannung ansteigt. Während dies geschieht, bleibt der Transistor TR5 in nichtleitendem und der Transistor TRi in leitendem r> Zustand.

Während der Zeit, in der die positive Spannung des Transistors TR5 zunehmend auf die positive Lieferspan-

NUMg UlIMUIgI, beiiiirici Sich ein Transistor Τι\5 ucS

Schußfadenwächters C, dessen Basis mit dem Kollektor .'<> des Transistors TR5 verbunden ist, in leitendem Zustand, so daß ein Kondensator CA entladen wird. Die Basisspannung eines Transistors TRS ist ungefähr 0 Volt, und daher sind der Transistor TRS und ein weiterer Transistor TR9 beide in nichtleitendem Zustand. Die i~i Spannung am Ausgang O des Schußfadenwächters C beträgt daher OVoIt.

Der Transistor TR5 wird wieder leitend, wenn seine Basisspannung leicht positiv wird, und der durch den Transistor TRA und den Widerstand R\S fließende κι Strom gelangt dann wieder zur Basis des Transistors TR5. Wenn dieser Transistor anfängt, wieder leitend zu werden, wird seine Kollektorspannung nahezu 0 Volt, und der Transistor TRi kommt daher wieder in den nichtleitenden Zustand. Die Schaltung ist dann in der ü Lage, einen anderen Impuls vom Fototransistor zu empfangen, und ein solcher Impuls wird nur erzeugt, wenn der Schußfaden auf der im Webschützen befindlichen Spule noch nicht aufgebraucht ist.

Während der Zeit, in der der Multivibrator sich in dem Zustand befindet, in dem der Transistor 77?5 leitend und der Transistor TRi nichtleitend ist, ist der Transistor 77Ϊ6 nichtleitend, und daher fließt Strom über den Widerstand Rb, einen Widerstand RM und einen Transistor TRl zum Kondensator CA. Die Spannung an der Basis des Transistors TRS steigt zunehmend an, doch wird dieser Transistor erst leitend, wenn seine Basisspannung relativ zu seiner Sendespannung leicht positiv wird. Die Sendespannung des Transistors TRS ist durch eine Potentiometeranordnung vorbestimmt, die Widerstände RM, R\-1 und /?15 aufweist, wodurch die Spannung etwa auf den halben Betrag der positiven Lieferspannung festgelegt ist.

Der Strom, der den Kondensator d entlädt und der über den Widerstand Λ18 und den Transistor TRA fließt, ist durch den Widerstand Λ18 so eingestellt, daß die Zeit, die bis zum Leitendwerden des Transistors TR5 vergeht, wieder einem bekannten Wert fi von etwa 50 Millisekunden zusätzlich zu der Zeit entspricht, die die Kurbelwelle des Webstuhls für zwei Umdrehungen benötigt. Zusätzlich ist der Strom zum Aufladen des Kondensators CA, der über die Widerstände R6 und Λ11 fließt, und der Transistor TRJ so vorausbestimmt, daß die Zeit, in der die Basisspannung des Transistors 7V?8 bezüglich seiner Sendespannung positiv wird, einem Wert2fi entspricht, also etwa 100 Millisekunden. Liefert daher der Fototransistor eine fortlaufende Reihe von Impulsen, so kommt die Kollektorspannung des Transistors TRi auf eine entsprechende Reihe von Spannungsimpulsen mit einer Breite von etwa t\ Millisekunden mit einer Amplitude, die ungefähr derjenigen der positiven Lieferspannung entspricht, wie dies den in Fig.4 mit »V« bezeichneten Impulsen entspricht. Da diese Impulse von unzureichender Dauer sind, um die Basis des Transistors TRS bezüglich seines Emitters positiv werden zu lassen, so wird dieser Transistor nichtleitend, so daß weiterhin auch der

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Ausgang Odes Schußfadenwächters auf OVoIt bleibt.

Wird die Reihe von Steuerimpulsen jedoch unterbrochen, wie dies bei dem Impuls Pi, in Fig. 4 der Fall ist, wenn der Schußfaden auf der Schußspule aufgebraucht ist, so bleibt die Spannung am Kollektor des Transistors TRi etwa auf der positiven Lieferspannung und nach zwei /ι Millisekunden wird die Basis des Transistors TRS bezüglich seines Emitters positiv, so daß der Transistor TRS leitend wird. Nun wird auch der Transistor TRS leitend, und die Spannung am Ausgang O des Schußfadenwächters wird ungefähr gleich der positiver Lieferspannung.

Dieser Spannungswechsel am Ausgang O kann dazu benutzt werden, um ein Spulenwechselgetriebe zu betätigen, das nun eine volle Schußspule in der Webschützen einsetzt. Wenn der Fototransistor auf die volle Schußspule anspricht, wird die Folge von Impulsen mit einer Impulsdauer von 50 Millisekunden wieder aufgenommen, und der Ausgang O des Schußfadenwächters kehrt wieder auf 0 Volt zurück.

Der Spannungswechsel am Ausgang O des Schußfadenwächters kann auch dazu benutzt werden, um den Webstuhl auszuschalten, damit die Schützenauswechselung oder die Schußspulenauswechselung von Hanc vorgenommen werden können.

Wird mit einem dunklen Schußfaden gearbeitet, se bleibt der fotoelektrische Schußfadenwächter unwirk sam, bis das helle Band oder der helle Schaft de; Schußspulenkörpers freigelegt wird. Ist dies der Fall, se löst der Fototransistor den Multivibrator aus, der den· elektrischen Schußfadenwächter ein Steuersignal zu führt, das einen Schußspulenwechsel einleitet

Der elektrische Schußfadenwächter nach der Erfin dung kann leicht anstelle eines mechanisch arbeitenden mit einem Fühlhebel ausgerüsteten Schußfadenwäch ters verwendet werden, zumal er die Schaltgebung füi das Auswechseln der Schußspule im gleichen Zeitpunk wie der mechanisch arbeitende Schußfadenwächtei veranlaßt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche;

1. Fotoelektrischer Schußfadenwächter für Webstühle mit Vorrichtungen zum Bündeln des von einer Lichtquelle erzeugten und auf die Schußspule eines im Schützenkasten befindlichen Webschützens gerichteten Lichtes, sowie zum Bündeln des von der Schußspule reflektierten Lichtes auf eine fotoelektrische Zelle und mit einem von der fotoelektrischen ι ο Zelle gesteuerten Impulsgeber, der zur Betätigung eines Schußspulenwechslers dient, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrische Zelle (P) derart mit einem als Impulsgeber dienenden mcinostabilen Multivibrator (B) verbunden ist, daß der Multivibrator jedesmal ausgelöst wird, wenn reflektiertes Licht auf die fotoelektrische Zelle (P) fälllt

2. Schußfadenwächter nach Anspruch 1 zur Verwendung bti hellfarbigen Schußfäden, die auf }a einen dunkelfarbigen Spulenkörper aufgewickelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsimpulsbreite des monostabilen Multivibrators (B) etwas kleiner als der zeitliche Abstand zwischen den normalen Auslöseimpulsen der fotoelektrischen _>-> Zelle (P) ist, so daß der Multivibrator normalerweise nur für kurze Zeiten in den stabilen Zustand zurückkehrt, bei einer Unterbrechung der Lichtimpulse jedoch länger in seinem stabilen Zustand verbleibt und dadurch den Schußspulenwechsler »> auslöst.