DE2451533A1

DE2451533A1 - Vorrichtung zum abtasten von faeden, fadenaehnlichen gebilden und dergleichen

Info

Publication number: DE2451533A1
Application number: DE19742451533
Authority: DE
Inventors: Joachim Heppner
Original assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 1974-10-30
Filing date: 1974-10-30
Publication date: 1976-05-06

Description

Vorrichtung zum Abtasten von Fäden, fadenähnlichen Gebilden und dergleichen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abtasten von Fäden, fadenähnlichen Gebilden und dergleichen mittels einer so geneigt angeordneten Lichtsender- und Lichtempfangsanordnung, daß sich deren verlängerte Achsen in einem definierten, auf der als Reflexionsstelle dienenden Faden- oder Gebildeoberfläche liegenden Punkt schneiden. Derartige Abtastvorrichtungen dienen insbesondere dazu, Fadenbrüche zu ermitteln, in der Weise, daß im Falle einer Fadenunterbrechung ein optisches oder akustisches Signal ausgelöst wird oder eine Schalteinrichtung beeinflußt wird, die das Stillsetzen des betreffenden Antriebs oder Antriebsteils veranlaßt.
Bekannte Abtastvorrichtungen dieser Art sind meist so aufgebaut, daß sowohl der Lichtempfänger als auch der Lichtsender auf einer Halterung jeweils für sich verstell- und verdrehbar angeordnet sind. Das Einstellen der Vorrichtung auf den gewünschten Reflexpunkt gestaltet sich dabei außerordentlich schwierig, da sowohl der Lichtsender wie der Licht empfänger in ihrer Neigung bzw. Winkellage jeweils einzeln auf die Abtaststelle einjustiert werden müssen, wobei noch hinzukommt, daß der ausgesandte und der reflektierte Lichtstrahl möglichst in einer Ebene liegen sollten. Außerdem besteht bei in Halterungen angeordneten Lichtsendern und Lichtempfängern bevorzugt die Gefahr, daß sich die letzteren infolge von Erschütterungen ungewollt verstellen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Abtasten von Fäden, fadenähnlichen Gebilden oder sonstigen Körpern zu schaffen, die einerseits hinsichtlich ihrer Installation und Einjustierung auf den vorgesehenen Reflexpunkt völlig unproblematisch und daher auch wenig kostenaufwendig ist und die ferner höchste Genauigkeit gewährleistet sowie gegen äußere Einflüsse wie Erschütterungen, mechanische Beanspruchungen etc. weitestgehend unempfindlich ist und schließlich eine handliche, leicht auswechselbare Einheit verkörpert.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der Lichtsender und -empfänger in einander zugeneigt verlauf enden Ausnehmungen eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet sind, das zusätzlich die für den Betrieb der Vorrichtung erforderliche elektrisch/elektronische Einrichtung aufnimmt. Die elektrische und/oder elektronische Einrichtung wird dabei im wesentlichen durch einen Verstärker, einen Modulator, einen Demodulator, einen Entstörsatz sowie eine Spannungs-und Arbeitspunktstabilisierung verkörpert. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, die elektrisch/ elektronische Einheit im Raum zwischen dem Licht sender und Licht empfänger unterzubringen.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist ferner vorgesehen, den Licht sender und den Lichtempfänger einschließlich der å jeweils zugehörigen Linsensysteme wenigstens in einer Ebene verschwenkbar anzuordnen, so daß die Möglichkeit besteht, den Reflexionspunkt in Grenzen in beliebigem Abstand zu wählen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, den dem Licht empfänger und dem Lichtsender räumlich vorgeordneten Linsensystemen Fenster aus einem geeigneten Material vorzuordnen. Dadurch wird erreicht, daß die Linsensysteme einerseits gegen äußere mechanische Einflüsse abgeschirmt sind und zum andern gegen auf sichtbares Licht zurückgehende Störeinflüsse weitgehend unempfindlich gemacht werden können, sofern die Fenster aus einem für Infrarotstrahlung durchlässigen Material bestehen.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die eine bevorzugte Ausführung einer Vorrichtung zum Abtasten von Fäden und dgl. von höchster Genauigkeit schematisch veranschaulicht, noch näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht der Abtastvorrichtung teilweise im Schnitt, Fig. 2 eine Ansicht entsprechend Fig. 1, jedoch mit angedeutetem komplettem elektrisch/elektronischem Teil, Fig. 3 eine Rückansicht der Vorrichtung, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Abtastvorrichtung.
In Fig. 1 ist mit 1 das Gehäuse, mit 2 der Lichtsender, mit 3 der Licht empfänger und mit 4 die Stromzuführung der Abtastvorrichtung bezeichnet, welcher ein abzutastender, vertikal oder horizontal durchlaufender Faden 5 im Abstand s zugeordnet ist. Sowohl der Lichtsender 2 als auch der Lichtempfänger 3 sitzen in schräg verlaufenden Bohrungen bzw. Aussparungen 6, 7 und sind bezogen auf die Mittelachse 8 äeweils unter einem Winkel >&einander zugeneigt angeordnet.
Die verlängerten Mittelachsen 9, 10 des Lichtsenders und Lichtempfängers schneiden sich im Punkt 11, der auf der Fadenoberfläche liegt und den Reflexpunkt darstellt.
Den beiden Linsensystemen 12, 13 des Lichtsenders und des Lichtempfängers ist jeweils ein Fenster 14, 15 vorgeordnet, das in einer entsprechenden Ausnehmung im Gehäuse beispielsweise durch Klebung befestigt ist. Die beiden Fenster können dabei aus Glas oder Kunststoff bestehen oder durch eine Folie verkörpert sein; sie bieten einen zuverlässigen Schutz der Linsensysteme gegen mechanische Beeinflussungen wie Schlag, Stoß und Zerkratzen sowie auch gegen Ätzung usw. Im Falle der Verwendung eines Fenstermaterials, das für Infrarotstrahlung durchlässig ist, lassen sich darüber hinaus auf sichtbares Licht zurückgehende Störeinflüsse weitestgehend ausschalten. Die Fenster können ohne weiteres auch auswechselbar im Gehäuse angebracht sein. Um die Abtastvorrichtung vom Umgebungslicht weitestgehend unabhängig zu machen, kann dem Licht empfänger eine Fenstereinheit aus einem solchen Glas vorgeordnet werden, das seine Lichtdurchlässigkeit im sichtbaren Bereich abhängig von der Beleuchtungsstärke ändert.
Dadurch ist gewährleistet, daß der auf den Lichtempfänger auftreffende Lichtstrahl in seiner Intensität wenigstens angenähert konstant bleibt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, befindet sich die komplette elektrisch/elektronische Ausrüstung der Abtastvorrichtung im Raum 16 zwischen den Ausnehmungen 6, 7 für den Lichtsender und Lichtempfänger. Dabei ist mit 17 der Verstärker, mit 18 ein Modulator, mit 19 ein Demodulator, mit 20 ein Entstörsatz angedeutet, während mit 21 und 22 eine Spannungs- und Arbeitspunktstabilisierung gekennzeichnet ist. Werden der Licht sender sowie der Lichtempfänger, wie in Fig. 2 schematisch angedeutet ist, beispielsweise um den Drehpunkt 23 schwenkbar gelagert, so besteht ohne weiteres die Möglichkeit, die Entfernung s zum abzutastenden Objekt zu variieren.
Die Lageveränderung des Licht senders bzw. Licht empfängers kann dabei mittels Justierschrauben 24, 25 erfolgen, die eine Verdrehungssicherung aufweisen.
Der komplette elektrisch/elsktronische Arbeitssatz kann auf einem Einschub 26 angeordnet sein, der, wie Fig. 3 zeigt, von der Rückseite her in das Gehäuse 1 einschiebbar ist. Die rechteckförmige Ausbildung des Gehäuses, wie sie besonders Fig. 4 veranschaulicht, bietet mit die Gewähr für die Handlichkeit der Abtastvorrichtung.
Die Wirkungsweise der Abtastvorrichtung ist so, daß dann, wenn wegen fehlenden Fadens der vom Lichtsender ausgehende Strahl nicht zum Lichtempfänger hin reflektiert wird, am letzteren ein Signal auftritt, das weitere Schaltfunktionen auslöst, beispielsweise das Stillsetzen des Antriebs veranlaßt. Der Lichtsender kann dabei als Glühlampe oder Emitterdiode, z.B. als gleichstromgespeiste oder mit entsprechender Wechselspannung gepulste Gallium-Arsenid Diode ausgeführt sein, der Lichtempfänger als Fotodiode, Fotoelement, Fototransistor oder Fotothyristor.
Anstelle einer manuell vorzunehmenden Verschwenkung des Lichtsenders und des Licht empfängers mittels Justierschrauben kann auch eine motorische Verschwenkung vorgesehen sein, beispielsweise derart, daß Lichtsender und Licht empfänger mit einem kleinen Elektromotor gekuppelt sind, der ebenfalls im Gehäuse untergebracht sein kann und über einen Tastschalter betätigbar ist.
Ansprüche:

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Abtasten von Fäden oder ähnlichen Gebilden mittels einer so geneigt angeordneten Lichtsender- und Lichtempfangsanordnung, daß sich deren verlängerte Achsen in einem definierten, auf der als Reflexionsstelle dienenden Fadenoberfläche liegenden Brennpunkt schneiden, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender und der Licht empfänger in einander zugeneigt verlaufenden Ausnehmungen eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet sind und daß das Gehäuse zusätzlich die für den Betrieb der Vorrichtung erforderliche elektrische/elektronische Einrichtung aufnimmt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische/elektronische Einrichtung im Raum zwischen dem Licht sender und Licht empfänger im Gehäuse untergebracht ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische/elektronische Einrichtung im wesentlichen durch einen Verstärker, einen Modulator, einen Demodulator, einen Entstörsatz und eine Spannungs- und Arbeitspunktstabilisierung verkörpert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische/elektronische Einrichtung als Einschubeinheit ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem der Unteransprüche 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender und Licht empfänger verschwenkbar in den schräg verlaufenden Ausnehmungen des Gehäuses angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Linsensystemen des Lichtsenders und des Licht empfängers Fenster vorgeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster aus einem lediglich für Infrarotstrahlung durchlässigen Material bestehen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenstermaterial aus einem seine Lichtdurchlässigkeit im sichtbaren Bereich abhängig von der Beleuchtungsstärke ändernden Material besteht.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschwenken des Lichtsenders und des Licht empfängers Stellschrauben dienen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lichtsender und dem Licht empfänger ein motorischer Antrieb als Verschwenkantrieb zugeordnet ist.