DE4421225A1 - Vorrichtung zur Fadenrißerkennung an einer Textilmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fadenrißerkennung an einer Textilmaschine, bei der eine Lichtquelle einen dünnen Hauptlichtstrahl aussendet und ein Empfänger vorgesehen ist, bei der der Hauptlichtstrahl im Bewegungsweg eines abgerissenen abtreibenden Fadenstückes angeordnet ist und bei der bei Durchtritt des Fadenstückes durch den Hauptlichtstrahl eine an den Empfänger angeschlossene Signaleinrichtung anspricht.

Bei einer durch die Praxis bekannten Vorrichtung dieser Art ist der Haupt­ lichtstrahl ein Normallichtstrahl und auf den Empfänger direkt auftreffend derart ausgerichtet, daß eine bei Durchtritt des Fadenstückes durch den Hauptnormallichtstrahl auftretende Abschattung auf den Empfänger trifft, und daß Empfänger und Signaleinrichtung zum Ansprechen aufgrund der auf­ treffenden Abschattung ausgelegt sind. Diese Anordnung ist relativ störan­ fällig, weil die Lichtmenge, die bei Durchtritt des Fadenstückes durch den Normallichtstrahl weggenommen wird, relativ gering ist. Abschattungen, die aufgrund von Erschütterungen der Lichtquelle oder durch von Luftschlieren verursachten Strahlenbeugungen auftreten, sind ebenso groß wie die, die aufgrund des Fadenstückes auftreten, und führen zu einem falschen Anspre­ chen der Signaleinrichtung.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, bei der ein Ansprechen der Signaleinrichtung auf­ grund von Erschütterungen der Lichtquelle oder von Luftschlieren im Gang des Hauptlichtstrahles verbessert vermieden ist. Die erfindungsgemäße An­ ordnung ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupt­ lichtstrahl ein Laserstrahl ist und auf der der Lichtquelle gegenüberliegenden Seite des abtreibenden Fadenstückes quer zum Weg des Hauptlaserstrahls ein Lichtabsorber vorgesehen ist, daß der Empfänger auf der Seite der Licht­ quelle derart angeordnet ist, daß bei Durchtritt des Fadenstückes durch den Hauptlaserstrahl ein auftretender streuender Reflexionslaserstrahl auf den Empfänger trifft und daß der Empfänger und die Signaleinrichtung zum An­ sprechen aufgrund des auftreffenden Reflexionslaserstrahls ausgelegt sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in verbesserter Weise störungsfrei, weil der den Empfänger nicht treffende Hauptlaserstrahl weder bei einem durch Erschütterung der Lichtquelle bedingten Schwanken bzw. Zittern, noch aufgrund einer von einer Luftschliere bedingten Beugung den Empfänger trifft. Wenn jedoch ein Fadenstück den Hauptlaserstrahl durchquert, dann tritt Reflexionslaserstrahlung auf, welche auch auf den Empfänger trifft und ein Ansprechen der Signaleinrichtung aus löst. Der Hauptlaserstrahl trifft den außerhalb der Lasersenderichtung angeordneten Empfänger normalerweise nicht und es wird ein abgekoppelter Teillaserstrahl gemessen.

Durchläuft das Fadenstück den optischen Weg des Hauptlaserstrahls, so wird aufgrund des Fadenstückes ein Teil des Laserlichts zurück in den Emp­ fänger reflektiert. Der Empfänger arbeitet mit sehr hoher Empfindlichkeit, so daß bereits das Streulicht der Reflexion ausreicht, um das Fadenstück sicher zu erkennen. Das geradlinig ausgerichtete Laserstrahllicht wird vom Lichtab­ sorber nahezu vollständig geschluckt. Staubpartikel im Hauptlaserstrahl ver­ ursachen keinen solchen Reflexionslaserstrahl, auf den der Empfänger an­ spricht. Aufgrund der erfindungsgemäßen Reflexionserfassung bzw. -messung werden Staubpartikel nicht erkannt.

Die Erfindung sieht auch vor, daß der auf den Empfänger auftreffende Re­ flexionslaserstrahl ein unmittelbarer Reflexionslaserstrahl des abtreibenden Fadenstückes ist und/oder ein mittelbar Reflexionslaserstrahl ist, der von einem Reflektor herkommt, in den durch Beugung am abtreibenden Fadenstück entstandenes Beugungslaserlicht fällt. Die Vorrichtung arbeitet in der Regel mit dem unmittelbaren Reflexionslaserstrahl. Die Auswertung des durch Beugung am Fadenstück anfallenden Beugungslaserlichts wird in der Regel zusätzlich zu dem unmittelbaren Reflexionslaserstrahl vorgesehen. Der Reflektor für das Beugungslaserlicht ist z. B. von einem Triplespiegel oder einer Reflexionsfolie gebildet und z. B. nahe dem Lichtabsorber angeordnet.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn der Hauptlaserstrahl ge­ pulst ist. Der nicht kontinuierliche, sondern getaktete bzw. modulierte Haupt­ laserstrahl kann auch bei Tageslicht arbeiten, da dann der Lichtempfänger nur auf einen Lichtwechsel anzusprechen braucht.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es ebenso, wenn der Empfänger in Relation zur Lichtquelle für einen Winkel von 0-20° zwischen dem Hauptla­ serstrahl und dem Reflexionslaserstrahl angeordnet ist. Der Winkel zwischen dem Hauptlaserstrahl und dem Reflexionslaserstrahl wird möglichst klein ge­ halten und ist z. B. 0°. Es wird daher der Empfänger in der Regel möglichst nahe bei der Lichtquelle angeordnet.

Das Fadenstück verläuft zum Hauptlaserstrahl bei Querung idealerweise rechtwinkelig und wird in der Praxis etwas schräg geneigt zum Hauptlaser­ strahl verlaufen. Diese Schrägneigung darf nicht zu groß sein, da sonst nichts zum Empfänger reflektiert wird. Deshalb ist es angebracht, wenn der Abstand von der Lichtquelle zum reflektierenden Fadenstück maximal 3 m beträgt.

Der Hauptlaserstrahl überquert z. B. eine Distanz von 2-6 m bis zum Lichtabsorber. Der Faden ist im Durchmesser kleiner als der Strahl. Zum Bei­ spiel ist der Faden 1/100 mm dick und der Strahl am Austritt aus der Licht­ quelle 1 mm dick. Der Laserstrahl kann z. B. sichtbares Licht einer Wellen­ länge von 635 nmtr. sein. Die Erfindung ist auch bei Wellenlängen über 1500 nmtr. brauchbar. Bei Laserstrahlen mit Infrarotlicht arbeitet die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung nur schlecht. Wenn ein Faden reißt, wird das Fa­ denstück durch den Hauptlaserstrahl geblasen. Im Normalfall trifft bei der er­ findungsgemäßen Vorrichtung auf den Empfänger kein Laserlicht. Die Signal­ einrichtung besteht z. B. in einem Stillsetzen der Textilmaschine oder im Alarmgeben.

Wenn die erfindungsgemäße Meßanordnung nur auf einer Seite der Textilma­ schine vorgesehen ist, dann arbeitet sie über kleinere und mittlere Distanzen zuverlässig. Bei größeren Distanzen kann es jedoch unter Umständen zu Stö­ rungen und Ausfällen der Funktion kommen. Deshalb ist es besonders zweckmäßig und vorteilhaft, wenn bezüglich einer Trennebene der Textilma­ schine einander mit Abstand voneinander gegenüber zwei Meßanordnungen, die jeweils eine Laserstrahl-Lichtquelle, einen Lichtabsorber und einen Emp­ fänger umfassen, vorgesehen sind und wenn die beiden Lichtquellen zur Ab­ gabe von zeitlich und/oder optisch unterschiedlichen Hauptlaserstrahlen aus­ gebildet sind.

Um größere Distanzen, über die hin Fadenstücke verteilt sein können, sicher auswerten zu können, wird eine gleichartige Meßanordnung in gegenüberlie­ gender Position installiert, um eine aus dieser Gegenüber-Anordnung trotz des Lichtabsorbers resultierende gegenseitige Beeinflussung der Empfänger auszuschließen, ist es notwendig, die beiden Laserstrahlen zeitlich und/oder optisch (lichttechnisch) zu unterscheiden. Diese Unterscheidung läßt sich bei­ spielsweise folgendermaßen verwirklichen:

Durch in die Lichtwege eingebrachte Polarisationsfilter wird jeder Laserstrahl in einer festen Polarisationsebene polarisiert. Ebenso ist vor jedem Empfänger ein Polarisationsfilter in den Lichtweg eingebracht. Die Anordnung der Polari­ sationsfilter ist derart, daß sich die Polarisationsebenen eines Empfängers der gegenüberliegenden Lichtquelle unter 90° schneiden, was zu einer extremen Dämpfung des Laserstrahls der gegenüberliegenden Lichtquelle für den Emp­ fänger führt. Für den jeweiligen eigenen Empfänger wird jedoch keine nennenswerte Dämpfung des Laserstrahls erzeugt.

Eine zusätzliche Drehung der Polarisationsebene des gegenüberliegenden Laserstrahls hervorgerufen durch ein in den Laserstrahl eingebrachtes Faden­ stück kann ebenfalls zur Detektion des Fadenstückes verwendet werden. Es wird durch diese Drehung die Dämpfung der Polarisationsfilter verändert, wodurch ein meßbares Ausgangssignal entsteht.

Bei einer anderen Ausführungsform senden die beiden einander gegenüber­ liegenden Lichtquellen mit verschiedenen Wellenlängen. Zum Beispiel sendet die eine Lichtquelle sichtbares Licht und die gegenüberliegende Lichtquelle in­ frarotes Licht. Beim jeweiligen Empfänger ist eine optische Filterung, z. B. mit Spektrafiltern, vorgesehen. Die zweite Ausführungsform führt zum gleichen Ergebnis wie die erste Ausführungsform.

Bei einer dritten Ausführungsform erfolgt eine alternierende Aussteuerung der beiden Lichtquellen und der zugehörigen Empfänger derart, daß jeweils für eine Zeitspanne nur der Sender und der Empfänger, die zusammen gehö­ ren, aktiv sind. Eine solche alternierende Aussteuerung liegt gleichbedeutend vor bei einer zeitlich versetzten Puls-Daueransteuerung der beiden Meßan­ ordnungen.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin, wenn zwei zueinan­ der parallele und voneinander Abstand aufweisende Hauptlaserstrahlen vor­ gesehen sind und dem Empfänger eine Auswerteeinheit für eine zeitliche und/oder örtliche Auswertung des Durchtritts des abtreibenden Fadenstücks durch beide Hauptlaserstrahlen zugeordnet ist. Für die beiden Hauptlaser­ strahlen ist in der Regel nur ein Empfänger vorgesehen. Durch die Parallelan­ ordnung wird die Erkennung des Fadenstücks verbessert, weil ein Teil, das beide Hauptlaserstrahlen örtlich und zeitlich nahe beieinander quert, ein Fa­ denstück und ein anderes Teil, z. B. kein großes Schmutzteil ist. Beide Fa­ dendurchtritte werden von der Auswerteeinheit lokalisiert und zeitlich be­ stimmt und einander zugeordnet.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darge­ stellt und zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Fadenrißerkennung an einer Textilmaschine und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Darstellung in Fig. 1.

Die Vorrichtung gemäß Zeichnung umfaßt ein Gesamtgerät 1, das eine Lichtquelle 2 für einen gepulsten Hauptlaserstrahl 3 aufweist, wobei neben­ bei ein Stück des Pulsverlaufes 4 gezeigt ist. Der ungestörte Hauptlaserstrahl 3 verläuft zu einem flächigen, plattenartigen Lichtabsorber 5. Wenn der Hauptlaserstrahl 3 von einem Fadenstück 6 gequert wird, dann tritt ein Re­ flexionslaserstrahl 7 auf, der mit dem Hauptlaserstrahl einen Winkel 8 bildet. Der Reflexionslaserstrahl 7 gelangt zu einem Empfänger 9, der in dem Ge­ samtgerät 1 dicht neben der Lichtquelle 2 eingebaut ist. Zu dem Empfänger 9 gehört eine Optik 10, die den Reflexionslaserstrahl, der aufgefächert ist, sammelt und fokussiert. Die Optik 10 scheidet auch Fremdlicht aus und läßt nur reflektierendes Laserlicht zu einer Empfangseinrichtung 11 durch. Diese Empfangseinrichtung 11 gibt einen Schaltbefehl an eine nicht gezeigte Signaleinrichtung ab.

Während die bisherige Zeichnungsbeschreibung die Vorrichtung anhand Fig. 1 für nur einen Hauptlaserstrahl 3 vorsieht, ist die Vorrichtung gemäß Fig. 2 für zwei zueinander parallele Hauptlaserstrahlen 3 vorgesehen, deren Re­ flexionslaserstrahlen auf eine Auswerteeinheit des Gesamtgerätes 1 arbeiten. Gemäß der Zeichnung sind an vier Seiten des Lichtabsorbers 5 Reflektoren 12 vorgesehen, von denen wahlweise zwei einander Gegenüberliegende be­ nutzt werden, je nachdem, in welcher Richtung das Fadenstück 6 sich bewegt. In Fig. 2 ist vom Fadenstück 6 ausgehendes Beugungslicht 13 an­ gegeben, das am Reflektor 12 zu einem mittelbaren Reflexionslaserstrahl 14 führt, der auf das Gesamtgerät 1 trifft.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Fadenrißerkennung an einer Textilmaschine, bei der eine Lichtquelle einen dünnen Hauptlichtstrahl aussendet und ein Empfänger vorgesehen ist,
bei der der Hauptlichtstrahl im Bewegungsweg eines abgerissenen ab­ treibenden Fadenstückes angeordnet ist und
bei der bei Durchtritt des Fadenstückes durch den Hauptlichtstrahl eine an den Empfänger angeschlossene Signaleinrichtung anspricht,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Hauptstrahl ein Laserstrahl (3) ist und auf der der Lichtquelle (2) gegenüberliegenden Seite des abreibenden Fadenstückes (6) quer zum Weg des Hauptlaserstrahls (3) ein Lichtabsorber (5) vorgesehen ist,
daß der Empfänger (9) auf der Seite der Lichtquelle (2) derart angeord­ net ist, daß bei Durchtritt des Fadenstückes (6) durch den Hauptlaser­ strahl (3) ein auftretender streuender Reflexionslaserstrahl (7) auf den Empfänger (9) trifft, und
daß der Empfänger (9) und die Signaleinrichtung zum Ansprechen auf­ grund des auftreffenden Reflexionslaserstrahls (7) ausgelegt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Empfänger (9) auftreffende Reflexionslaserstrahl ein unmittelbarer Reflexionslaserstrahl (7) des abtreibenden Fadenstückes (6) ist und/oder ein mittelbarer Reflexionslaserstrahl (14) ist, der von einem Reflektor (12) herkommt, in den durch Beugung am abtreibenden Fa­ denstück (6) entstandenes Beugungslaserlicht (13) fällt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptlaserstrahl (3) gepulst (4) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (9) in Richtung zur Lichtquelle (2) für einen Winkel von 0-20° zwischen dem Hauptlaserstrahl (3) und dem Reflexionslaser­ strahl (7) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bezüglich einer Trennebene der Textilmaschine ein­ ander mit Abstand voneinander gegenüber zwei Meßanordnungen, die jeweils eine Laserstrahl-Lichtquelle, einen Lichtabsorber und einen Emp­ fänger umfassen, vorgesehen sind und daß die beiden Lichtquellen zur Abgabe von zeitlich und/oder optisch unterschiedlichen Hauptlaser­ strahlen ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei zueinander parallele und voneinander Abstand aufweisende Hauptlaserstrahlen (3) vorgesehen sind und dem Empfän­ ger (9) eine Auswerteeinheit für eine zeitliche und/oder örtliche Aus­ wertung des Druchtritts des abtreibenden Fadenstücks (6) durch beide Hauptlaserstahlen (3) zugeordnet ist.