DE3346347C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Erkennen des Vorhandenseins von Transportgut auf der Mantelfläche ei­ nes rotierenden Transportkörpers mit Hilfe einer einen Licht­ sender und einen Lichtempfänger sowie eine Schaltungsanordnung zur Signalauswertung enthaltenden, nach dem Reflexionsprin­ zip arbeitenden lichtelektrischen Einheit, wobei der Lichtsen­ der und der Lichtempfänger stationär angeordnet sind und so­ wohl die Übertragung des vom Lichtsender abgestrahlten Licht­ strahlbündels hin zur Abtastzone als auch die Rückübertra­ gung des reflektierten Anteils des Lichtstrahlenbündels von der Abtastzone zum Lichtempfänger mittels Lichtleiter erfolgen, die mit dem rotierenden Transportkörper umlaufen.

Durch die EP 00 95 176 A1 ist eine Vorrichtung für den Vorschub einer mit Registermarken versehenen Warenbahn mit einer umlau­ fenden Fördereinrichtung zum Fördern der Warenbahn und einem auf die Registermarken ansprechenden Sensor bekannt, der eine Einrichtung zum Korrigieren des Vorschubs steuert. Dabei ist die Abtaststelle des Sensors an einem umlaufenden Förderorgan der Fördereinrichtung mit diesem umlaufend angeordnet. Zwi­ schen dem fest angeordneten Sensor und der Abtaststelle be­ findet sich dabei ein Lichtleiter.

Mit dieser Vorrichtung soll eine Messung der Zeitdifferenz zwischen dem Ansprechen einer auf Registermarken reagierenden Fotozelle und einem vorgegebenen Sollzeitpunkt überflüssig werden.

Der DE-OS 27 01 992 ist eine Anordnung zur Überwachung des Laufs von Warenbahnen an Druckmaschinen zu entnehmen, bei der ein lichtempfindlicher Empfänger von einer Lichtquelle beauf­ schlagt wird. Die Warenbahn wird dabei zwischen einem Fotowi­ derstand und einer diesem im Abstand gegenüberliegenden Licht­ quelle hindurchgeführt, die von einem durch eine Lampe belich­ teten Faserbündel gebildet wird. Dem Fotowiderstand ist ein Schaltverstärker nachgeschaltet, der eine den Druckvorgang beeinflussende Einrichtung betätigt. Die Überwachung der Wa­ renbahn erfolgt hierbei durch eine Einweg-Lichtschranke.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß sie bei einem Ge­ ringstmaß an Aufwand einen hohen Wirkungsgrad aufweist, eine zuverlässige Signalauswertung gewährleistet und unempfindlich gegen Störeinflüsse ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Übertra­ gung der Sende- und Reflexionslichtstrahlenbündel zwei Lichtlei­ ter vorgesehen sind, deren eine Enden in die Abtastzone des Mantels des rotierenden Transportkörpers frei ausmünden und deren andere Enden in einem am Transportkörper befindlichen, drehbar in einem den Lichtsender und den Lichtempfänger ent­ haltenden Bauteil gelagerten Wellenstumpf ebenfalls frei aus­ mündend und so untergebracht sind, daß das Ende des den Sende­ lichtkanal mit verkörpernden Lichtleiters zentral in einer Bohrung im Wellenstumpf angeordnet ist und das Ende des den Reflexlichtkanal mitverkörpernden Lichtleiters in einer exzentrisch zur Mittelachse des Wellenstumpfs liegen­ den Bohrung untergebracht ist, und daß die Enden der beiden Lichtleiter unmittelbar oder mittelbar über weitere Lichtlei­ ter mit dem Lichtsender und dem Lichtempfänger zusammenwir­ ken.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die eine mit Lichtleitern als optische Übertragungsmittel aus­ gerüstete Einrichtung veranschaulicht, erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines zwei zylindrische Hohlwalzen als Transportkör­ per umfassenden Abschnitts einer Anlage zum Transport von Papierbahnen,

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch die in Fig. 1 oben dargestellte Hohlwalze mit der licht­ elektrischen Einheit,

Fig. 3 eine Ansicht der Hohlwalze gemäß Fig. 2 in Richtung A-B,

Fig. 4 eine Ansicht der in Fig. 2 stationär angeord­ neten Einheit in Richtung C-D,

Fig. 5 die Abtastzone im Schnitt mit koaxial zu­ einander liegenden Mündungen der beiden Lichtleiter.

Bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Abschnitt einer Walzenstraße, wie sie im Prinzip beispielsweise Kalander oder Farbdruckwerke auf­ weisen, wird das Transportgut 1 in Form einer Papier- oder Gewebe­ bahn dem oberen rotierenden Transportkörper 2 zugeführt und nach Umlenkung dem unteren Körper 3 übergeben und von diesem weitertransportiert. Die rotierenden Körper 2, 3 sind hier als Hohlwalzen ausgebildet.

In der Abtastzone 4 der oberen Hohlwalze 2 ist deren Mantel 5 mit zwei als Durchgangsbohrungen ausgebildeten Durchbrechungen 6, 7 versehen, von denen jede das Ende 8′, 9′ eines Lichtleiters 8, 9 aufnimmt. Die Lichtleiterenden sind dabei räumlich definiert und fest angeordnet, gegebenenfalls unter Verwendung eines besonderen, an der Innenseite des Mantels 5 angebrachten Aufnahmeteils. Die Stirnflächen der als Glasfasern oder Glasfaserbündel ausgebildeten Lichtleiter liegen materialbahnseitig frei, so daß das ausgesandte Lichtstrahlenbündel nach außen austreten kann und der beim Vorhandensein von Transportgut von diesem reflektierte An­ teil des ausgestrahlten Lichtes ungehindert in den diesem zugeord­ neten Lichtleiter eindringen kann. Beim Ausführungsbeispiel ist der mit 8 bezeichnete Lichtleiter für die Übertragung des vom Lichtsender ausgehenden Strahlenbündels vorgesehen, der Lichtleiter 9 für die Rückführung des reflektierten Lichtanteils zum Empfänger. Es ist ohne weiteres möglich, mehrere solche Abtastzonen am Umfang der Hohl­ walze 2 anzuordnen, die erforderlichenfalls auch räumlich gegeneinan­ der versetzt sein können, um auch Schräglagen des Transportgutes erfassen zu können.

Der Lichtleiter 8 ist im Innenraum der Hohlwalze 2 von der Abtast­ stelle in eine zentrale Bohrung 10 in der Stirnseite der Walze ge­ führt, die hier durch einen mit einem Wellenstumpf 12 versehenen Flansch 13 verkörpert ist. Der den Wellenstumpf 12 enthaltene Flansch 13 ist dabei mittels zweier Schrauben 14 am kreisringförmigen Stirn­ seitenansatz 15 der Hohlwalze 2 befestigt und zu diesem Zweck mit zwei in Umfangsrichtung verlaufenden Längsschlitzen 16 versehen, die auch ein Verdrehen des Flansches 13 ermöglichen, vergleiche hierzu auch die Fig. 2 und 3.

Desgleichen ist der Lichtleiter 9 in eine weitere Bohrung 17 im Flansch 13 eingeführt, die achsparallel zur Bohrung 10 verläuft und exzentrisch zu dieser angeordnet ist. Darüber hinaus liegt die Bohrung 17 in derselben Ebene wie die Bohrung 10; sie könnte indes­ sen auch um einen beliebigen Winkel gegen die Bohrung 10 versetzt sein.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die beiden flansch­ seitigen Endbereiche der beiden Lichtleiter 8 und 9 mittels Hülsen 30, 31 in den Bohrungen 10 und 17 fixiert. Die Aufnahmebohrungen 10 und 17 setzen sich als im Durchmesser verjüngte Bohrungsabschnitte 10′ und 17′ im Wellenstumpf 12 axial fort und nehmen die Enden 8′′ und 9′′ der beiden Lichtleiter 8 und 9 auf. Die Lichtleiterenden 8′′ und 9′′ erstrecken sich in den Bohrungsabschnitten 10′ und 17′ so weit nach vorne, daß ihre Stirnflächen wenigstens angenähert bündig sind mit der Stirnfläche 12′ des Wellenstumpfs 12.

Der Wellenstumpf 12 ist mittels eines Wälzlagers 18 drehbar in einem stationären Bauteil 19 gelagert, in dem der Lichtsender 20 und der Lichtempfänger 21 untergebracht sind. Die optische Kopplung des Licht­ senders 20 und des Lichtempfängers 21 mit dem Lichtleiter 8 und dem Lichtleiter 9 erfolgt über den zwischen der Stirnfläche 12′ des Wel­ lenstumpfes 12 und der dieser gegenüberliegenden Stirnfläche 22 des Bauteils 19 notwendigerweise vorhandenen Luftspalt 23, der in der Größenordnung von 0,1 bis 0,3 mm liegt. Dabei kann der Lichtsender 20 etwa bündig mit der Stirnfläche 22 des Bauteiles 19 ab­ schließen, desgleichen der Lichtempfänger 21. Im anderen Fall sind im feststehenden Bauteil 19 Fortsetzungslichtkanäle 24, 25 vorzusehen, die zum entsprechend weit innerhalb des Bauteiles 19 liegenden Licht­ sender 20 und Lichtempfänger 21 führen. Die Fortsetzungslichtkanäle 24, 25 können dabei ebenfalls durch Lichtleiter verkörpert sein. Im Falle des zen­ tral liegenden Lichtleiterendes 8′′ kann sich der Fortsetzungslicht­ kanal 24 auch noch zum Teil in den Bohrungsabschnitt 10′ des Wellenstumpfes 12 hinein erstrecken, wobei eine Relativbewegung zwischen diesem Teil­ stück des Lichtleiters 24 und dem Wellenstumpf 12 gewährleistet sein muß, da der letztere ja rotiert.

Im räumlich fest angeordneten Bauteil 19 kann auch die Auswerte­ schaltungsanordnung 26 untergebracht sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Auswerteschaltungsanordnung 26 andernorts in einer Schaltzentrale oder dgl. vorzusehen. Ebensogut können auch der Licht­ sender 20 und der Lichtempfänger 21 an einem anderen Ort installiert sein und mittels Lichtleiter an die mit der Hohlwalze 2 umlaufenden Lichtleiter 8 und 9 in der beschriebenen Weise angekoppelt sein.

Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt:

Wird die Abtastzone 4 von einem Transportgut 1, einer Papierbahn, überdeckt, so wird das vom Lichtsender 20 emittierte und über die Lichtleiter 24 und 8 zur Abtastzone 4 der Hohlwalze 2 ge­ leitete Lichtstrahlenbündel von der Papierbahn 1 je nach deren Beschaffenheit zu einem größeren oder kleineren Teil reflektiert und gelangt in den Lichtleiter 9, der das reflektierte Licht über den mit ihm zu einem bestimmten Drehwinkel zusammenwirkenden, stationären Lichtleiter 25 zum Lichtempfänger 21 zurückgestrahlt. Das über die Auswerteschaltanordnung 26 gesteuerte Relais 27 spricht in diesem Fall nicht an und die Anlage bleibt im betriebsbereiten Zustand, der gege­ benenfalls durch ein optisches Signal erkennbar gemacht sein kann. Bleibt zum vorgesehenen Zeitpunkt eine Signalgabe infolge Fehlens einer Reflexionslichtstrahlung aus, weil sich kein Transportgut 1 im Bereich der Abtastzone 4 befindet, so spricht das Relais 27 an und veranlaßt das Stillsetzen der Anlage zweckmäßigerweise mit gleichzei­ tiger optischer und/oder akustischer Signalgabe.

Soll sich zu einem vorgegebenen Zeitpunkt kein Transportgut 1 im Bereich der Abtastzone 4 befinden, so kann umgekehrt bei nicht vorhandenem Reflexionslichtstrahl die Anlage weiter in Betrieb bleiben und erst beim Vorhandensein eines Transportgutes 1 abgeschaltet werden.

Infolge der zentralen Anordnung der den Lichtsendekanal verkörpernden Lichtleiter 24 und 8 wird in der Abtastzone 4 ständig Licht ausgestrahlt, sofern die Einrichtung in Betrieb genommen ist.

Hingegen wird wegen der exzentrischen Anordnung der den Reflexions­ lichtkanal bildenden Lichtleiter 25 und 9 je Umdrehung der Hohlwalze 2 nur einmal Deckungsgleichheit zwischen dem Lichtleiterende 9′′ und dem Lichtleiter 25 erzielt (vgl. Fig. 3 und Fig. 4), so daß je Wal­ zenumdrehung nur einmal ein Reflexlichtstrahl zum Lichtempfänger 21 gelangen kann. Es ist jedoch auch möglich, mehrere stationäre Refle­ xionslichtkanäle vorzusehen, die mit dem umlaufenden Ende 9′′ des Lichtleiters 9 zusammenwirken. Des weiteren besteht die Möglichkeit, die das Reflexlicht übertragenden Lichtleiter 9 und 25 koaxial zu den das Sendelichtstrahlenbündel übertragenden Lichtleitern 8 und 24 an­ zuordnen. Dementsprechend können auch die in der Abtastzone 4 liegen­ den Enden 8′ und 9′ der beiden Lichtleiter 8 und 9 koaxial zueinander­ liegend angeordnet werden.

Wie Fig. 5 zeigt, sind hier die beiden Enden der besagten Lichtleiter in einer Hülse 28 koaxial zusammengefaßt und mittels einer Zwischen­ lage 29 optisch gegeneinander abgeschirmt.

Durch Verschwenken des Flansches 13 nach Lösen der Schrauben 14 läßt sich die Winkellage des Lichtleiterendes 9′′ bezogen auf den statio­ nären Lichtleiter 25 (Fig. 3 und 4) verändern und somit der Refle­ xionslichtkanal bei einer anderen, als notwendig oder zweckmäßig er­ achteten Winkellage aktivieren.

Aus Gründen der Betriebssicherheit empfiehlt es sich, den Übergangs­ bereich zwischen dem umlaufenden Wellenstumpf 12 und dem diesem gegen­ überliegenden feststehenden Bauteil (19) mittels einer Dichtung optisch gegen äußeren Lichteinfall sowie gegen das Eindringen von Öl und Staub abzuschirmen.

Claims (10)

1. Einrichtung zum Erkennen des Vorhandenseins von Transport­ gut auf der Mantelfläche eines rotierenden Transportkörpers mit Hilfe einer einen Lichtsender und einen Lichtempfänger sowie eine Schaltungsanordnung zur Signalauswertung enthalten­ den, nach dem Reflexionsprinzip arbeitenden lichtelektrischen Einheit, wobei der Lichtsender und der Lichtempfänger statio­ när angeordnet sind und sowohl die Übertragung des vom Licht­ sender abgestrahlten Lichtstrahlenbündels hin zur Abtastzone als auch die Rückübertragung des reflektierten Anteils des Lichtstrahlenbündels von der Abtastzone zum Lichtempfänger mittels Lichtleiter erfolgen, die mit dem rotierenden Trans­ portkörper umlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Über­ tragung der Sende- und Reflexionslichtstrahlenbündel zwei Licht­ leiter (8, 9) vorgesehen sind, deren eine Enden (8′, 9′) in die Abtastzone (4) des Mantels (5) des rotierenden Trans­ portkörpers (2) frei ausmünden und deren andere Enden (8′′, 9′′) in einem am Transportkörper befindlichen, drehbar in einem den Lichtsender (20) und den Lichtempfänger (21) enthaltenden Bauteil (19) gelagerten Wellenstumpf (12) ebenfalls frei ausmündend und so untergebracht sind, daß das Ende (8′′) des den Sendelichtkanal mit verkörpernden Lichtleiters (8) zen­ tral in einer Bohrung (10) im Wellenstumpf (12) angeordnet ist und das Ende (9′′) des den Reflexlichtkanal mit verkörpernden Lichtleiters (9) in einer exzentrisch zur Mittelachse des Wellenstumpfs (12) liegenden Bohrung (17) untergebracht ist, und daß die Enden (8′′, 9′′) der beiden Lichtleiter unmittelbar oder mittelbar über weitere Lichtleiter (24, 25) mit dem Lichtsender (20) und dem Lichtempfänger (21) zusammenwirken.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Lichtsender (20) führende Lichtleiter (24) im stationären Bauteil (19) achsgleich zum Ende (8′′) des Licht­ leiters (8) geführt ist und der mit dem Lichtempfänger (21) korrespondierende Lichtleiter (25) so im Bauteil (19) ange­ ordnet ist, daß er mit dem Ende (9′′) des Lichtleiters (9) zur Deckung bringbar ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wellenstumpf (12) im feststehenden Bau­ teil (19) mittels eines Wälzlagers (18) oder dgl. drehbar gelagert ist.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wellenstumpf (12) Bestandteil eines Flan­ sches (13) ist, der mittels Schrauben (14) und in Umfangs­ richtung verlaufender Längsschlitze (16) relativ zum Trans­ portkörper (2) verdrehbar ist.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im feststehenden Bauteil (19) mehrere, auf demselben Ra­ dius liegende Lichtempfangskanäle vorgesehen sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die abtastseitigen Enden (8′, 9′) der beiden Lichtleiter (8, 9) und/oder deren wellenstumpfsei­ tigen Enden (8′′, 9′′) so zusammengefaßt sind, daß sie koaxial zueinander liegen und optisch gegeneinander abgeschirmt sind.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Übergangsbereich zwischen dem umlaufen­ den Wellenstumpf (12) und dem gegenüberliegenden fest­ stehenden Bauteil (19) gegen äußeren Lichteinfall abgeschirmt ist.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß als Lichtleiter Glasfasern oder Glasfaserbündel ver­ wendet werden.

9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Lichtleiter Kunststoffasern oder Kunststof­ faserbündel verwendet werden.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß bei räumlich getrennt vom Bauteil (19) angeordnetem Lichtsender (20) und Lichtempfänger (21) diese Bauelemente mittels der entsprechend verlängerten Licht­ leiter (24, 25) an die Lichtleiter (8, 9) angekoppelt sind.