DE2513356C3

DE2513356C3 - Photoelektrischer Schußfadenwächter

Info

Publication number: DE2513356C3
Application number: DE2513356A
Authority: DE
Inventors: Klaus P. Ing.(Grad.) 7750 Konstanz Zeleny
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1975-03-21
Filing date: 1975-03-26
Publication date: 1978-11-23
Also published as: IT1058606B; GB1510422A; DE2513356A1; ATA226875A; US4023599A; FR2304706A1; JPS6047376B2; AT344111B; DE2513356B2; CS194743B2; CH589738A5; SU845794A3; FR2304706B1; JPS51143768A

Description

ίο Db Erfindung betrifft einen photoelektrischen Schußfadenwächter für Webmaschinen mit pneumatischem Schußfadeneintrag, mit einem Sende- und Empfangsteil für quer zur Eintragungsrichtung des Schußfadens gerichteter Strahlung, mit einem dem is EmpfangsteQ zugeordneten Verstärker, dem ein Auswertekreis zur Auswertung der während eines Oberwachungszeitraumes vom Verstärker ausgehenden Verstärkersignale nachgeordnet ist und mit einer Abschaltvorrichtung, die beim Empfang eines vom Auswertekreis erzeugten Steuersignals, das im Falle eines nicht bzw. nicht korrekt eingetragenen oder gebrochenen Schußfadens auftritt die Stillsetzung der Webmaschine und/oder die Einschaltung einer Alarmanlage bewirkt

Bei einem bekannten Schußfadenwächter (DT-OS 23 23 651) dieser Art sind mehrere, der Fadenabtastung dienende Fotozellen angeordnet die über ein ODER-Gatter mit einem Auswertekreis verbunden ist Dadurch wird zwar die Gefahr, daß ein Schußfaden außerhalb der

JO Taststrahlung gerät und nicht erfaßt wird, herabgesetzt ein sich im Uberwachungsbereich befindlicher fremder Gegenstand, wie Flug, kann jedoch die Anwesenheit eines Schußfadens vortäuschen, was ein Nachteil ist Außerdem ist dieser Schußfadenwächter anfällig gegen Störungen durch Umwelteinflüsse, wie Fremdlicht Die Webmaschine soll jedoch nur dann stillgesetzt und/oder eine Alarmvorrichtung betätigt werden, wenn kein Schußfaden eingetragen ist »Kein Schußfaden eingetragen« umfaßt hier auch einen Schußfaden, der wohl eingetragen wurde, aber lose in einer Schlaufe im Webfach liegt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schußfadenwächter der eingangs definierten Art zu schaffen, der, basierend auf dem speziellen Verhalten der Schußfäden bei Webmaschinen mit pneumatischer Eintragung, unanfällig ist gegen Störungen durch Umwelteinflüsse und daher eine hohe Betriebssicherheit aufweist Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1

so angegebene Erfindung gelöst.

Dieser Aufgabenlösung liegt die Beobachtung zugrunde, daß bei einer pneumatischen Webmaschine die Schußfäden sich während des Eintragens durch transversale Bewegungskomponente auszeichnen, die in einem bestimmten Frequenz- und Amplitudenbereich liegen. Es läßt sich ein einer bestimmten Schußfadensorte entsprechender Sollwert for die innerhalb eines Überwachungszeitabschnittes vom Schußfaden ausgeführten Anzahl Schwingungen feststellen, der, wenn erreicht oder überschritten, mit hoher Wahrscheinlichkeit auf einen eingetragenen Schußfaden schließen läßt Wird die Schwingungszahl nicht erreicht kann angenommen werden, daß kein Schußfaden eingetragen wurde, und die Webmaschine muß dann stillgesetzt

M werden.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Btockscbema des erfindungsgemäßen Schußfadenwächters,

F i g. 2a—2d Scbaubilder zur Erklärung der Vorgänge im Schema gemäß F i g. 1.

Fig.3 ein Blockschema einer Signal-Auswertevorrichtung.

F i g. 4a—4g Schaubdder zur Erklärung der Vorrichtung gemäß F ig. 3.

F i g. 5 eine Ausführungsfonn eines Teiles des Sende- und EmpfangsteSesv

Fig.6 eine abgewandelte Ausführungsfonn des Sende- und Empfangsteiles in schematischer Darstellung,

F i g. 7 eine weitere Ausführungsform.

Der Sender des Sdiußfadenwäcbters gemäß Fig. 1 weist eine Stromquelle 5 auf, die einen konstanten elektrischen Strom für eine Lumineszenzdiode 2 Befert, die einen Lichtkegel 3 quer zur Eintragungsrichtung (die senkrecht zur Zeichenebene verläuft) des Schußfadens 4 erzeugt und auf zwei als Strahlungsdetektoren dienende Fotozellen 6 und 7 eines Empfängers 8 wirft Nebst den Fotozellen umfaßt der Empfänger im Blockschaltbild dargestellte Schaltkreise IG, U, 12,13 und 14. 10 stellt eine Brückenschaltung dar, wovon die Fotozellen 6 und 7 einen Teil bilden. 11 ist ein Gleichspannungssperrglied, 12 ein Additionsglied und 13 ein Verstärker mit Gegenkopplungsnetzwerk 14. Die Schaltkreise 10—14 können in ihrer Gesamtheit als ein Differenzv erstärker aufgefaßt werden.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:

So lange sich kein Schußfaden im Lichtkegel 3 befindet, tritt dessen Licht bei entsprechendem öffnungswinkel λ mit gleicher Stärke auf beide Fotozellen 6 und 7 auf. Erst die Anwesenheit eines eingetragenen Schußfadens 4 im Lichtkegel stört das Gleichgewicht In der in Fig. 1 gezeigten Lage empfängt die Fotozelle 7 weniger Licht als die Fotozelle 6, da der Schußfaden den Durchgang des Lichtes zum Teil verhindert Durch die unterschiedliche Stärke des empfangenen Lichtes entsteht ein Ungleichgewicht im Zweig 20 bezogen auf Zweig 21 der Brückenschaltung 10. Da bei einer pneumatischen Webmaschine der Schußfaden transversale Schwingungen ausführt, wird anschließend der Schußfaden die Fotozelle 6 mehr beschatten als die Fotozelle 7, so daß jetzt im Zweig 21, bezogen auf Zweig 20 der Brückenschaltung ein Ungleichgewicht auftritt An den Endpunkten der Zweige 20 und 21 erscheinen folglich in bezug zueinander zeitlich versetzte Signale.

Die SpannuKgs-Zeit-Schaubilder von Fig.2a stellen den Verlauf der Spannungen an den Endpunkten der Zweige 20 bzw. 21 der Brückenschaltung 10 dar. Die durch die Bewegung des Schußfadens verursachten Signale sind mit 20/ und 2V bezeichnet Weitere durch die Bewegung des Schußfadens hervorgerufenen Signale sind mit 22 und 23 bezeichnet Amplitude und Form der Signale sind bedingt durch den Grad der Abdeckung der betreffenden Fotozelle.

Die Signale 2V und 21' werden dem Gleichspannungssperrglied 11 zugeführt und an dessen Ausgängen 24 und 25 resultieren Signale 24' und 25' wie F i g. 2b zeigt Im Additionsglied 12 werden die Signale 24' und 25' addiert, so daß an dessen Ausgang 26 einSummensignal 26' = 24' + 25' erscheint (F i g. 2c). Die Signale 26' werden vom Verstärker 13 verstärkt. Durch die Anwesenheit des Rückkopplungsnetzwerks 14 wird der Verstärker so gesteuert, daß er im Bereich der Sättigung arbeitet. Am Ausgang 31 des Verstärkers entstehen dadurch trapezförmige Signale 31', wie in Fig. 2d dargestellt ist Die Signale 31' ffidJen einem Auswertekreis in Form einer digitalen Signal-Auswertevorrichtung 15 zu, die in F i g. 3 in Einzelheiten dargestellt ist

Io der Signal-Auswertevorrichtang 15 findet die Auswertung der Signale 3V statt, in dem sie zahlenmäßig mit einer vorgewählten Sollzahl verglichen werden und zwar nur während eines bestimmten Zeitabschnittes des Eintragungsvorganges des Schußfadens. Die außerhalb dieses Zeitabschnitts eintreffenden ω Signale werden nicht berücksichtigt

Die Auswertevorrichtung ist wie folgt aufgebaut: In Fig.3 ist der Empfänger 8 gemäß Fig. 1

übeirsichtBchkeitshalber nur als einziger Block 8 eingezeichnet Beginn und Ende des Überwachungszeit-

is abschnittes werden bestimmt durch ein Schaltgerät 41.

Das Schaltgerät 41 besteht aus einer auf der Hauptwelle

42 der Webmaschine angebrachten, mit einer Schaltfah ne 43 versehenen Scheibe 44 und einem damit z. B.

induktiv zusammenwirkenden Schaltelement 45. Pro

W Umdrehung der Scheibe 44 erzeugt das Schaltelement 45 über den Winkelbereich 2 der Fahne 43 an seinem Ausgang 46 einen Impuls 46' wie in Fig.4b gezeigt Dieser Impuls macht eine logische Vergleicherschaltung 47 betriebsbereit und zwar während der Länge 1 des Impulses 46'. Die logische Vergleicherschaltung besteht aus einem Und-Gatter 48, einem Einzelimpulsgeber 49, einer Zähleinheit bzw. einem Zählwerk 50 mit Vorwählschalter 51, einem Und-Gatter 52 und einem Inverter 53. Der Einzelünpulsgeber 49 erzeugt bei

X) jedem Anfang eines Überwachungszeitabschnittes I —IV an seinem Ausgang einen Nadelimpuls 49* gemäß Fig.4d. Bei der Zähleinheit 50 handelt es sich um ein Schieberegister; es kann jedoch eine andere Art von Zählwerk sein. Das Schieberegister besteht aus η hintereinander geschalteten Speicherzellen. Der Inverter 33 invertiert die vom Schaltgerät 41 kommenden Impulse 46' zu Impulsen 46" (Fig.4e). Mit Hilfe des Vorwählschalters 51 wird die gewünschte Sollzahl i„ der durch die Bewegungen des Schußfadens hervorgerufe nen Signale 31', die erreicht werden soll, damit die Webmaschine nicht stillgesetzt wird, eingestellt Der Ausgang 52c des Und-Gatters 52 führt zu einer Schaltvorrichtung 56 zum Ausschalten der Webmaschine und/oder zum Betätigen einer Alarmanlage. Die

Signal-Auswertevorrichtung arbeitet wie folgt:

Die Logikwerte der in der Schaltung jeweils herrschenden Spannungen sind in den Schaubildern von F i g. 4 üblicherweise mit 0 und 1 bezeichnet Der Impuls 46' belegt den Eingang 48a des Und-Gatters 48 während

so des Überwachungszeitabschnittes I mit dem Wert 1. Der Impuls 46' veranlaßt weiterhin den Einzelimpulsgeber 49 zum Erzeugen eines Nadelimpulses oder Rück setzimpulses 49' am Eingang 50c des Schieberegisters 50 zum Löschen der darin von einem vorangehen-

den Überwachungsvorgang vorhandenen Information. Die durch den Empfänger 8 des Schußfadenwächters erzeugten trapezförmigen Signale 31' sind im Schaubild gemäß F i g. 4a vereinfachend als Nadelinrpulse dargestellt Im allgemeinen wird die Anzahl der Signale für

μ jeden Schußfaden und bei jedem Eintragungsvorgang verschieden sein. Nur die Signale, die innerhalb des den Überwachungszeitraum 1 bestimmenden Impulses 46' anfallen, werden ausgewertet. Bei dem in Fig.4a betrachteten ersten Überwachungszeitabschnittes I

hi werden somit die Signale 3!" die vor ik·« Überwachungszeitraum eingetroffen sind nicht verarbeitet. Beim Eintreffen des Löschimpulses 49' des Einzelimpulsgebers 49 in das Schieberegister 50 nehmen alle

dessen Ausgänge i\ — i„ den Wert 1 an. Der mit dem Voinvählschalter 51 verbundene Eingang 52a des Und-Gatters 52 hat somit auch den Wert 1. Vgl. Fig.4f, die den Wert der Spannung am Eingang 52a des Gatters 52 darstellt Der Dateneingang 50a des Schieberegisters führt fortwährend den Wert 0. Die vom Empfänger 8 kommenden Signale belegen nacheinander den Eingang 4Sb des Und-Gatters 48, so daß sie, da am Eingang 48a der Wert 1 herrscht, vom Und-Gatter durchgelassen werden und über dessen Ausgang 48c und den Schiebetakteingang SOb des Schieberegisters 50 zu diesem gelangen. Das erste innerhalb des Überwachungszeiubschnittes ankommende Signal 31' schiebt den Inhalt 0 des Einganges 50a des Schieberegisters um eine Zelle im Schieberegister auf. Das folgende in das Schieberegister gelangende Signal 31' schiebt den Inhalt 0 des Einganges 50a wiederum um eine Zelle weiter usw. Wenn der Inhalt 0 des Schieberegisters an dem Eingang /3 angelangt ist, wo der Vorwählschalter 51 eingestellt wurde, ist die Sollzahl an Signalen 31' erreicht, was so zu interpretieren ist, daß ein Schußfaden vorhanden und korrekt eingetragen war. Der Eingang 52a des Gatters 52 bekommt auch den Wert 0 (F i g. 4f). Nach Ablauf des Olberwachungszeitraumes I verschwindet der Impuls 46', so daß der Eingang des Inverters 53 den Wert 0, sein Ausgang den Wert 1 und folglich der Eingang 52b des Gatters 52 ebenfalls den Wert 1 aufweist. Da der Eingang 52* des Gatters, wie oben erkärt, den Wert 0 führt, bleibt das Gatter geschlossen und es läßt keinen Impuls zur Ausschaltvorrichtung 56 durch, so daß diese inaktiv bleibt und die Webmaschine nicht ausgeschaltet wird.

Erreicht der Inhalt 0 des Schieberegisters 50 nicht die gewählte Stellung /3 des Vorwählschalters 53. wurden also innerhalb des Überwachungszeitabschnittes I nicht genügend Signale 31' gebildet, so bedeutet dies, daß kein Schußfaden vorhanden ist oder wohl vorhanden ist, aber nicht korrekt eingetragen wurde. Diese Lage ist für den Überwachungszeitabschnitt II dargestellt, wo, wie ersichtlich, nur zwei Signale 31' angefallen sind. Bei dieser Sachlage bleibt der Ausgang /3 des Schieberegisters und damit der Eingang 52a des Und-Gatters 52 während dieses Überwachungszeitabschnittes auf dem Wert 1 (F i g. 4f). Nach Ablauf des Überwachungszeitabschnittes II erreicht der Eingang 526 des Und-Gatters 52 ebenfalls den Wert 1, so daß beide Eingänge mit einem gleichwertigen Signal belegt sind und ein Signal am Ausgang 52c erscheint, das die Abschaltvorrichtung 56 betätigt welche die Webmaschine stillsetzt. Die Ausschaltvorrichtung kann gleichzeitig eine Alarmanlage betätigen. Das Schaubild F i g. 4g zeigt den Verlauf der Schaltaktionen der Ausschaltvorrichtung. Wie ersichtlich, ist nach den Überwachungszeitabschnitten I, III und V keine Ausschaltung vorgenommen worden. Nach Ablauf der Überwachungszeitabschnitte U und IV ist die Ausschaltvorrrichtung in Wirkung getreten, weil die Sollzahl der Signale 31' nicht erreicht wurde.

Es ist noch die eingangs erwähnte wichtige Eigenschaft des Schußfadenwächters, unanfällig gegei Störungen zu sein zu erklären: In Fig.2a sind zwc Störsignale 60 und 61 eingezeichnet, die z. B. verursach worden sind durch auf die Fotozellen 6 und 7 de; Empfängers 8 auflreffendes Fremdlicht. F i g. 2b zeig die Signale 60' und 61' nachdem sie das Gleichspan nungssperrglied 11 passiert haben. Da beide SignaU gleich stark und gegenphasig sind, werden sie von Additionsglied 12 eliminiert; es entsteht kein Signal ar seinem Ausgang 26. In derselben Weise werden anden Störimpulse im Empfänger eliminiert. Es folgt, daß ir der erfindungsgemäßen Vorrichtung Gleichtaktfehlei nicht zur Auswertevorrichtung 15 gelangen und die Funktion des Schußfadenwächters nicht beeinträchti· gen können.

F i g. 5 zeigt den Sende- und Empfangsteil de« Schußfadenwächters; letztere ohne Schaltkreise. Ei besteht im wesentlichen aus einem Ring 65, in welchen* die Lumineszenzdiode 2 und die zwei Fotozellen 6 und 7 angebracht sind. Die Lumineszenzdiode 2 wirft ihrer Lichtkegel 3 mit öffnungswinkel λ auf die Fotozellen ί und 7. Lumineszenzdiode und Fotozellen liegen etwa ir einer Ebene quer zur Schußrichtung des Schußfadens 4 Die für die Eintragung des Schußfadens verwendete Luft strömt durch die öffnung 66 im Ring und wird danr abgeführt.

Es sind noch andere Anordnungen als die gemäC F i g. 5 möglich. F i g. 6 zeigt schematisch einen Ring 67 mit einer Anordnung von zwei Lumineszenzdioden 68 und 69 mit zwei zugehörigen Fotozellen 70 bzw. 71. Die Lumineszenzdiode 68, dessen Lichtkegel als gerade Linie 72 dargestellt ist, strahlt die Fotozellen 70 an, die Lumineszenzdiode 69 strahlt die Fotozelle 71 an.

F i g. 7 zeigt eine Anordnung mit vier Lumineszenz dioden und acht Fotozellen. Zu jeder Lumineszenzdiode gehören zwei Fotozellen. So strahlt die Lumineszenzdiode 75 die Fotozellen 80 und 81, die Lumineszenzdiode 76 die Fotozellen 82 und 83, die Lumineszenzdiode 77 die Fotozellen 84 und 85, und die Lumineszenzdiode 78 die Fotozellen 86 und 87 an.

Für alle Anordnungen gilt, daß eine Lumineszenzdiode mehrere Fotozellen anstrahlen darf. 1st mehr als eine Lumineszenzdiode vorhanden, so darf jede Fotozelle nur die Strahlung einer Lumineszenzdiode empfangen da sonst keine eindeutig interpretierbare Absehattung durch den Schußfaden folgen kann.

Durch die Anordnung mehrerer Lumineszenzdioden mit jeweils zugehörigen Fotozellen wird, wie bekannt erreicht, daß die Gefahr, daß ein Schußfaden außerhalb

w der Taststrahlung gerät und nicht erfaßt wird herabgesetzt wird. Außerdem wird die mechanische Justierung der Vorrichtung erleichtert.

Im Ausführungsbeispiel ist von Lumineszenzdiode!" und Fotozellen die Rede. Selbstverständlich könner auch Strahlungsquellen anderer Natur und daran angepaßte Strahlungsdetektoren verwendet werfen Ein Beispie! ist Ultraschallstrahhing.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Photoelektrischer Schußfadenwächter für Webmaschinen mit pneumatischem SünSfadeneintrag, mit einem Sende- und Empfangsteil für quer zur Eintragungsrichtung des SchuBfadens gerichtete Strahlung, mit einen dem Empfangsteil zugeordneten Verstärker, dem ein Auswertekreis zur Auswertung der während eines Überwacnungszeitraumes vom Verstärker ausgehenden Verstärkersignale nachgeordnet ist. und mit einer Ausschankvorrichtung, die beim Empfang eines vom Auswertekreis erzeugten Steuersignals, das im Falle eines nicht bzw. nicht korrekt eingetragenen oder gebrochenen SchuBfadens auftritt, die Stillsetzung der Webmaschine und/oder die Einschaltung einer Alarmanlage bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Scndeteil mindestens eine Strahlungsquelle (2; 68, 69; 75—78) und der Empfangsteil eine gradzahUge Anzahl von Strahlungsdetektoren (6, 7; 70, 71; 80—87) aufweist und daß der Verstärker ein Differenzverstärker (10—14) und der Auswertekreis (15) so ausgebildet ist, daß ein Steuersignal dann auftritt, wenn während des Oberwachungszeitraumes die Anzahl der auftretenden Verstärkersignale kleiner als ein vorgegebener Sollwert ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Auswertekreis (IS) aus einem Schaltgerät (41) und einer von diesem periodisch während eines bestimmten Oberwachungszeitraumes betriebsbereit gemachten Vergleicherschaltung (47) besteht, die die Zahl der Verstärkersignale (31') mit dem Sollwert vergleicht

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergieicherschaltung (47) ein Zählwerk (SO) aufweist dessen Rücksetzeingang [SOc) über einen Einzelimpulsgeber (49) mit dem Schaltgerät (41) verbunden ist und dessen Zählein-" gang (SOb) über eine erste Gatterschaltung (48) mit dem Ausgang des Differenzverstärkers (8) und dem Schaltgerät (4t) verbunden ist, und daß der Ausgang des Zählwerkes (50) über eine zweite Gatterschaltung (52) mit der Ausschaltvorrichtung (56) verbunden ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß jede Gatterschaltung (48,52) durch ein Und-Gatter mit zwei Eingängen (48a, 486; 52a, 52b) gebildet ist und das Zählwerk aus einem Schieberegister (50) besteht wobei der eine Eingang (48*; des ersten Und-Gatters (48) mit dem Ausgang (46) des Schaltgeräts (41 χ der andere Eingang (486J mit dem Ausgang des Differenzverstärkers (8) und der Ausgang (48cjmit dem Schiebetakteingang (S0b)des Schiebregisters (50) verbunden ist wobei weiterhin die Ausgänge (ii—i_n) des Schieberegisters über einen Vorwählschalter (51) mit dem einen Eingang (52a) des zweiten Und-Gatters (52) verbunden sind, während dessen anderer Eingang (52b) über einen Inverter (53) mit dein Ausgang des Schaltgeräts verbunden ist

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquellen (2; 68, 69; 75 bis 78) und Strahlungsdetektoren (6, 7; 70, 71 j 80 bis 87) am Innenumfang eines vom Eintragungsmedium durchströmten Ringes (65; 67) angebracht sind, derart daß jeder Strahlungsdetektor die Strahlung nur einer Strahlungsquelle empfängt

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß eine Strahlungsquelle (75 bis 78) und zwei Strahlungsdetektoren (80 bis 87) einander am Umfang des Ringes abwechseln (F i g. 7).