DE3447869C1 - Optische Fadenrissueberwachungsvorrichtung - Google Patents
Optische FadenrissueberwachungsvorrichtungInfo
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- D—TEXTILES; PAPER
- D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
- D05C—EMBROIDERING; TUFTING
- D05C15/00—Making pile fabrics or articles having similar surface features by inserting loops into a base material
- D05C15/04—Tufting
- D05C15/08—Tufting machines
- D05C15/16—Arrangements or devices for manipulating threads
- D05C15/18—Thread feeding or tensioning arrangements
Description
Die Erfindung betrifft eine optische Fadenrißüberwachungsvorrichtung
für Tuftingmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer solchen Fadenrißüberwachungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, wie sie durch
die DE-OS 33 31 772 offenbart ist, besteht das Problem, daß die vor der Maschine arbeitende Bedienungsperson
im Falle eines Fadenbruches durch die relativ platzaufwendige Fadenrißüberwachungsvorrichtung bei der erforderlichen
Neuansetzung eines gerissenen Fadens behindert wird. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung
besteht darin, daß sie nur einen relativ kurzen Bereich der gesamten Tuftingmaschine, z. B. nur eine
Länge von ca. 60 cm, erfassen kann, so daß z. B. zur lückenlosen Überdeekung einer 5 m langen Tuftingmaschine
acht derartige vorbekannte Vorrichtungen nebeneinander angeordnet werden müssen, was relativ
aufwendig ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine optische Fadenrißüberwachungsvorrichtung zu schaffen,
welche aufgrund eines wesentlich kompakteren Aufbaus einen besseren Zugang zu gerissenen Fäden
für die Bedienungsperson gestattet, gleichwohl aber einen exakt der Nadelreihe bzw. dem retroreflektierenden
Streifen zugeführten Laserstrahl aussendet und problemlos deutlich länger ausgebildet werden kann, so
daß zur Überdeekung einer relativ langen Tuftingmaschine nur merklich weniger Vorrichtungen als bei der
vorbekannten Vorrichtung gleicher Gattung angeordnet zu werden brauchen.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch dessen kennzeichnende
Merkmale gelöst.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Hohlspiegel näher am Feld (Nadelebene) angeordnet ist
und dadurch bei gegebenem Gehäusevolumen die Brennweite gesteigert werden kann gegenüber früheren
Anordnungen. Außerdem wird der vor der Stachelwalze noch vorhandene freie Raum für den zum Hohlspiegel
führenden Strahlengang mit ausgenutzt, was eine weitere Verlängerung der Spiegelbrennweite und
damit eine nocht stärkere Verbreiterung der Vorrichtung, d. h. Erhöhung der Abtastlänge ermöglicht.
Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen des Gegenstandes des Anspruches 1 sind in den
Unteransprüchen (Ansprüche 2 bis 8) beschrieben.
Insbesondere durch die Ausbildung nach dem Anspruch 7 ist es möglich, mehrere Fadenrißüberwachungsvorrichtungen
mit einem einzigen, durch eine Laserquelle erzeugten Laserstrahl zu versorgen.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur
einen Querschnitt senkrecht zur Längserstreckung einer an einer Tuftingmaschine angeordneten optischen
Fadenrißüberwachungsvorrichtung zeigt.
Nach der Zeichnung ist vor der Spannwalze 10 und der Stachelwalze 16 ein aus drei übereinander angeordneten
Strangpreßprofilen 31, 31 und 32 zusammengesetztes Gehäuse 22 mit vertikaler Vorderwand 25 angeordnet,
welche einen relativ geringen Abstand von der Spannwalze 10 hat. Die oberen beiden Strangpreßprofile
31 sind gleich ausgebildet und ausgerichtet übereinander angeordnet, wobei in der zwischen ihnen vorhandenen
Horizontalwand ein Schlitz 24 für den Strahldurchgang vorgesehen ist. Das untere Strangpreßprofil
32 ist etwas schmaler ausgebildet und weist ebenso wie die untere Wand des darüber befindlichen Strangpreßprofils
31 einen Strahldurchgangschlitz 24 auf. Unten im untersten Strangpreßprofil 32 ist ein Umlenkspiegel 23
angebracht.
Auf der von der Tuftingmaschine abgewandten Seite der etwas breiteren Aluminiumstrangpreßprofile 31
sind kastenförmige Gehäuseteile 34 angebracht, in denen oben der nur gestrichelt angedeutete Motor 35 für
das Spiegelrad 17 und unten der Laserstrahl 26 bzw. der Laser 36 angeordnet ist. Der Laserstrahl 26 verläuft
horizontal und parallel zur Tuftingmaschine, d. h. senkrecht zur Zeichnungsebene und trifft auf einen teildurchlässigen
Ablenkspiegel 27, der einen Teil des Laserstrahls 26 nach unten zu einem Ablenkspiegel 28 umlenkt,
der den Laserstrahl horizontal zu einem innerhalb des unteren Strangpreßprofils 31 angeordneten weiteren
Ablenkspiegel 29 ablenkt. In der Wand des unteren Strangpreßprofils 31 ist zu diesem Zweck eine Strahldurchtrittsöffnung
24' vorgesehen.
Oben auf dem obersten Strangpreßprofil 31 ist fest ein flachliegendes Aluminiumstrangpreßprofil 33 angeordnet,
welches zusammen mit den im wesentlichen vertikal angeordneten Strangpreßprofilen 31, 32 eine T-förmige
Anordnung bildet. Mit anderen Worten steht das Strangpreßprofil 33 sowohl in Richtung der Tuftingmaschine
als auch von ihr weg über die Strangpreßprofile 31 deutlich vor, jedoch nicht über die Gehäuseteile
34.
Der vom unteren Ablenkspiegel 29 vertikal nach oben gelenkte Laserstrahl 20 trifft auf ein im oberen
Strangpreßprofil 31 angeordnetes Spiegelrad 17, dessen · Drehachse 19 vom Motor 35 angetrieben wird und in
Richtung der Tuftingmaschine geringfügig gegenüber der Horizontalen ansteigt. Hierdurch wird das vom
Spiegelrad 17 reflektierte Licht schräg nach unten zum Spiegel 23 umgelenkt, der eine solche Längserstreckung
senkrecht zur Zeichnungsebene hat, daß der vom Spiegelrad 17 reflektierte Strahl bei allen Drehpositionen
des Spiegelrades 17 noch auf den streifenförmigen Spiegel auftrifft.
Das Spiegelrad 17 befindet sich so weit oben im oberen Strangpreßprofil 31, wie das aufgrund der räumlichbaulichen Anordnung möglich ist, der Planspiegel 23
soweit unten wie möglich, also in Bodennähe.
Das Spiegelrad 17 ist außerdem möglichst nahe an der von der Tuftingmaschine abgewandten Wand des
Strangpreßprofils 31 angeordnet, so daß auf der gegenüberliegenden Seite ausreichend Platz für den vom Bodenspiegel
23 schräg nach oben zurückgeworfenen Reflexionsstrahls 20' verbleibt, der durch die Lichtdurchgangsschlitze
24 hindurch auf einen im obersten Strangpreßprofil 33 angeordneten streifenförmigen Umlenkspiegel
11 trifft, dessen Längsachse senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft.
Der Umlenkspiegel 11 ist etwa unter einem Winkel von 50° zur Horizontalen angeordnet, so daß er einen
etwas schräg nach oben gerichteten Reflexionsstrahl 20" zu einem Streifenplanspiegel 12 lenkt, der an dem
der Tuftingmaschine zugewandten Ende des dort hin vorstehenden Gehäuseteils 33 untergebracht ist. Der
Gehäuseteil 33 erstreckt sich etwa bis zum oberen Scheitel der Stachelwalze 16, endet jedoch etwas davor.
Die Neigung des Umlenkspiegels 11 ist so gewählt, daß der vom Streifenspiegel 12 reflektierte Strahl knapp
oberhalb des Umlenkspiegels 11 vorbeilaufen kann, wo ein streifenförmiger Hohlspiegel 13 mit Endkanten 18
angeordnet ist, welcher das auftreffende Licht in Richtung der nur schematisch angedeuteten Nadelreihe 14
der Tuftingmaschine umlenkt, hinter der ein sich senkrecht zur Zeichnungsebene erstreckender retroreflektierender
Streifen 15 angeordnet ist. Der Empfangsstrahlengang ist nicht eingezeichnet und kann ähnlich
wie bei der Vorrichtung nach der DE-OS 33 31 772 ausgebildet sein.
Damit der vom Hohlspiegel 13 reflektierte Fahrstrahl 20"' aus dem oberen Hohlprofil 33 an dessen einer
Schmalseite austreten kann, ist dort ein Fenster 37 eingebaut.
Aufgrund der relativen Nähe des Spiegelrades 17 und des Hohlspiegels 13 sowie des Senkrechtstehens der
Längserstreckung des Hohlspiegels 13 auf der Drehachse 19 werden für einen einwandfreien Strahlverlauf günstige
Schwingungsverhältnisse erzielt. Weiter kann aufgrund der speziellen Anordnung von Spiegelrad und
Hohlspiegel sowie des doppelten Z-Strahlenganges in den Strangpreßprofilen 31,32 einerseits und im oberen
Strangpreßprofil 33 andererseits ein Hohlspiegel 13 mit relativ großer Brennweite gewählt werden, was es ermöglicht,
den Hohlspiegel 13 in Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene relativ lang, z. B. 1 m lang, auszubilden.
Hierdurch kann die gesamte Vorrichtung relativ breit ausgebildet werden und einen sehr großen Breitenbereich
der Tuftingmaschine erfassen. Bei einer 5 m langen Tuftingmaschine brauchen lediglich fünf erfindungsgemäße
Vorrichtungen nebeneinander angeordnet zu werden, um die gesamte Nadelreihe 14 optisch zu
erfassen.
Dadurch, daß innerhalb des Gehäuses nur ein einfacher
Z-Strahlengang enthalten ist, kann die Tiefe des Gehäuses 22 und der davor angeordnete Gehäuseteil 34
kleiner als bei der vorbekannten Vorrichtung gehalten werden, was bedeutet, daß die Bedienungsperson leichter
an die Nadelreihe 14 herankommt, um dort gerissene Fäden neu anzusetzen.
Als besonders günstig für eine vor der Maschine sitzende Person erweist sich auch der stufenartige Sprung
30 am unteren Ende, wo gegebenenfalls die Kniee der Bedienungsperson beim Sitzen Platz finden können.
Durch die Unterteilung des Gehäuses 22 in drei übereinander angeordnete Aluminiumstrangpreßprofile 31,
31, 32 und das oben flach aufgesetzte weitere Strangpreßprofil 33 wird insgesamt eine sehr verwindungssteife
bauliche Konstruktion erzielt, so daß z. B. bei einer Belastung mit 100 kp auf 5 m nur eine Auslenkung von
1 mm hervorgerufen wird.
Besonders wichtig ist, daß die Länge der Strahlen zwischen dem Spiegelrad 17 und dem Hohlspiegel 23
etwas geringer als die Brennweite des Hohlspiegels 13 ist, damit der vom Hohlspiegel 13 ausgesandte Fahrstrahl
20"' an den Enden der Abtastbewegung etwas nach außen divergiert, was bei der Nebeneinanderanordnung
mehrerer derartiger Vorrichtungen wichtig ist, um Abtastlücken zwischen zwei Vorrichtungen zu vermeiden.
Aus diesem Grunde soll der Winkel a des Z-Strahlenganges innerhalb des oberen Strangpreßprofils
33 mit etwa 6° um etwa 1/3 geringer sein als der Winkel /"des Z-Strahlenganges im Gehäuse 22, welcher 9° beträgt.
Aufgrund der Annäherung des Hohlspiegels 13 an das Abtastfeld, welches durch die Nadelreihe 14 gebildet
wird, ist die optische Abbildung des Lichtfleckes in diesem Bereich deutlich verbessert.
Die Anordnung aller optischen Elemente in den Hohlprofilen bringt auch die Möglichkeit einer besseren Abdichtung
gegen Verschmutzung mit sich.
Im oberen Bereich der Gehäuseteile 34 sind außer dem Motor 35 für das Spiegelrad 17 auch noch die elektrischen
Schaltungsbauteile untergebracht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
45
65
Claims (8)
1. Optische Fadenrißüberwachungsvorrichtung für Tuftingmaschinen, bei denen eine Trägerbahn
von unten einer Stachelwalze zugeführt und von dieser in eine im wesentlichen horizontale Richtung
umgelenkt wird, um unter einer Nadelreihe hindurchgeführt zu werden, welche zur Bildung von
Tuftingware durch Auf- und Abgehen periodisch Fäden in die Trägerbahn einführt, unter Verwendung
einer Laserstrahl-Abtastvorrichtung, welche einen bei geöffneten Nadeln unmittelbar unter und hinter
den Nadelspitzen, unmittelbar über und im wesentlichen senkrecht zu der Tuftingwarenoberfläche, sowie
parallel zur Nadelreihe angeordneten schmalen retroreflektierenden Streifen aufweist, welche einen
den retroreflektierenden Streifen periodisch abtastenden, im wesentlichen parallel zu dem sich zwischen
der Stachelwalze und der Nadelreihe erstrekkenden Teil der Trägerbahn und senkrecht zu dem
retroreflektierenden Streifen verlaufenden Fahrstrahl als Laserstrahl mittels eines Spiegelrades und
eines streifenförmigen Hohlspiegels erzeugt und einen in Autokollimation arbeitenden Lichtempfänger
enthält, der an eine Fehlerauswerteelektronik angeschlossen ist, die beim Ausbleiben eines durch die
Nadeln bzw. die sich zwischen den Nadeln und der Trägerbahn erstreckenden Fäden bedingten Fahrstrahlunterbrechungssignals
ein Fehlersignal abgibt, und welche schließlich vor der Stachelwalze und im wesentlichen unter der Höhe der Nadelreihe vertikal
angeordnet ist, wobei ein im wesentlichen in Höhe und parallel zu der Nadelreihe angeordneter
streifenförmiger Umlenkspiegel den im wesentlichen vertikal aus der Abtastvorrichtung austretenden
Abtaststrahl im wesentlichen in Richtung des retroreflektierenden Streifens umlenkt, dadurch
gekennzeichnet, daß der Umlenkspiegel (11) den auftreffenden Laserstrahl etwas schräg nach
oben zu einem sich parallel zu ihm erstreckenden Streifenplanspiegel (12) lenkt, welcher den Laserstrahl
zu dem oberhalb auf der entgegengesetzten Seite des Umlenkspiegels (11) wie die Nadelreihe
(14) angeordneten Hohlspiegel (13) lenkt, der paral-IeI
zu und horizontal gegenüber der Nadelreihe (14) angeordnet ist, wobei das Spiegelrad (17) unmittelbar
unter dem Umlenkspiegel (11) mit etwas zur Horizontalen gekippter Drehachse (19) angeordnet
ist und vertikal von unten den Laserstrahl (20) empfängt, sowie den Laserstrahl im wesentlichen nach
unten, jedoch etwas schräg in Richtung der Nadelreihe (14) zu einem am Boden (21) des Gehäuses (22)
nahe der der Spannwalze (10) zugewandten Wand (25) angeordneten Streifenumlenkspiegel (23) lenkt,
der parallel zum Umlenkspiegel (11) verläuft und den Laserstrahl nach oben am Spiegelrad (17) vorbei
zum Umlenkspiegel (11) zurückwirft.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifenplanspiegel (12) in einem
sich bis in die Nähe, jedoch nicht ganz über die Stachelwalze (16) erstreckenden Gehäuseteil (Strangpreßprofil
33) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlspiegel (13) unmittelbar
über dem Umlenkspiegel (11) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endkanten (18) des Hohlspiegels
(13) im wesentlichen mit der der Nadelreihe (14) zugewandten Oberkante des Umlenkspiegels (11)
vertikal ausgerichtet sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlspiegel
(13) eine Länge von 0,8 bis 1,2 m, insbesondere etwa 1 m und eine Brennweite von 0,8 m bis 1,2 m
und insbesondere etwa 1 m aufweist, d. h. eine Brennweite gleich seiner Länge aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiegelrad
(17), der Umlenkspiegel (11), der Streifenplanspiegel (12) und der streifenförmige Hohlspiegel (13)
in separaten Aluminiumstranggußprofilen (31, 32, 33) untergebracht sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangs-Laserstrahl
(26) parallel zur Nadelreihe (14) im Gehäuse (22) im wesentlichen unterhalb des Hohlspiegels (13) verläuft und durch Ablenkspiegel
(27, 28, 29) zum Spiegelrad (17) gelenkt wird, sowie mehrere nebeneinander angeordnete gleichartige
Vorrichtungen durchläuft und daß in jeder Vorrichtung ein teildurchlässiger Ablenkspiegel (27) vorgesehen
ist, der den für die betreffende Vorrichtung benötigten Teil des Laserstrahls (26) auslenkt und
den restlichen Teil zu den benachbarten Vorrichtungen weiterlaufen läßt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl (26) etwa in halber Höhe
des Gehäuses (22) verläuft und die Tiefe des Gehäuses unterhalb der nahe am Laserstrahl (26) angeordneten
Ablenkspiegel (27, 28, 29) über eine Stufe (30) sprungartig verringert ist.
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Publications (1)
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ID=25827889
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