WO1992009516A1 - Optische fühleinrichtung - Google Patents

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WO1992009516A1
WO1992009516A1 PCT/EP1991/002207 EP9102207W WO9209516A1 WO 1992009516 A1 WO1992009516 A1 WO 1992009516A1 EP 9102207 W EP9102207 W EP 9102207W WO 9209516 A1 WO9209516 A1 WO 9209516A1
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WO
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thread
light
sensing device
receiver
light source
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PCT/EP1991/002207
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French (fr)
Inventor
Joachim Fritzson
Original Assignee
Iro Ab
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Publication date
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Priority to JP4500307A priority patent/JPH06502611A/ja
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D47/00—Looms in which bulk supply of weft does not pass through shed, e.g. shuttleless looms, gripper shuttle looms, dummy shuttle looms
    • D03D47/34—Handling the weft between bulk storage and weft-inserting means
    • D03D47/36—Measuring and cutting the weft
    • D03D47/361—Drum-type weft feeding devices
    • D03D47/367—Monitoring yarn quantity on the drum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H63/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package
    • B65H63/02—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material
    • B65H63/024—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material responsive to breakage of materials
    • B65H63/028—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material responsive to breakage of materials characterised by the detecting or sensing element
    • B65H63/032—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material responsive to breakage of materials characterised by the detecting or sensing element electrical or pneumatic
    • B65H63/0321—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material responsive to breakage of materials characterised by the detecting or sensing element electrical or pneumatic using electronic actuators
    • B65H63/0324—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material responsive to breakage of materials characterised by the detecting or sensing element electrical or pneumatic using electronic actuators using photo-electric sensing means, i.e. the defect signal is a variation of light energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65H63/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package
    • B65H63/08—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to delivery of a measured length of material, completion of winding of a package, or filling of a receptacle
    • B65H63/086—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to delivery of a measured length of material, completion of winding of a package, or filling of a receptacle responsive to completion of unwinding of a package
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to an optical sensing device according to the preamble of claim 1.
  • the sensing device can also be designed so that the receiver generates a signal representing the absence of the thread when the thread is absent.
  • the sensing device scans, for example, the size of the thread supply in order to either supplement the signals generated during the scanning to control the thread supply or an interruption of the addition of the thread supply (maximum sensor).
  • maximum sensor the sensing device
  • the reliability of the sensing device depends on the fact that the presence or absence of the thread is strong and clear Signals can be generated, with previously disturbing optical influences in or in the passage area impairing the reliability. Such disruptive influences can be practically unavoidable fluff or any reflecting surfaces or objects from the incident light from the incident light during thread processing.
  • the invention has for its object to provide a scattered light sensing device of the type mentioned, with the false signals due to reflection lights from non-thread objects are avoided.
  • the shielding element prevents the emergence or transmission of stray reflection light acting on the receiver, so that false signals are avoided and strong and clear signals can be derived from the correct presence or absence of the thread in the passage area.
  • the shielding element has the advantage of covering any soiling (fluff, tufts of tufts or foreign soiling or reflecting surfaces) in the passage area and behind the thread, so that they are not hit by the light from the light source and therefore do not generate any reflection light that affects the receiver. or not to let any light that arises in another way and is aimed at the receiver.
  • fluff or tufts of fluff as are inevitable when processing threads, have a similar reflective behavior to the thread itself and could which cause false signals.
  • Other reflective objects behind the passage area that direct reflection light onto the receiver are also covered with respect to the receiver.
  • the embodiment according to claim 2 is particularly useful. Because of its light-absorbing surface, the shielding element does not generate any direct and strong reflection light. However, since even light-absorbing surfaces cannot be formed without reflection light in practice, the arrangement of the receiver outside the reflection-scattered light area of the surface prevents the undesired exposure of the receiver to non-filament reflection light. The formation of the shielding element with a light-absorbing surface (anti-reflective) creates a low-friction surface for the thread movement, inevitably nevertheless occurring reflection light is deliberately oriented in such a way that it cannot affect the receiver. Reflective objects behind the passage area are covered.
  • the embodiment according to claim 3 is also expedient. With the knowledge that the reflection light is unavoidable even with a smooth and light-absorbing surface, the reflection orientation of the surface with respect to the angle of incidence of the incident light relative to the receiver is deliberately oriented such that the receiver is not impacted by the reflection light from the surface is generated and its signals only from the presence or absence of the thread.
  • the embodiment according to claim 4 is particularly expedient because the shielding element inevitably collecting fluff, tufts of tufts or foreign contamination underneath the passage area gives no possibility to generate reflection light from the light of the light source and to apply it to the receiver. Shielding is also shielded from below in a different way.
  • the embodiment according to claim 5 is structurally simple and inexpensive. Such a plastic plate is inexpensive and can easily be accommodated in a thread storage and delivery device under the passage area to be scanned.
  • the aspect according to claim 8 is also important, because the thread causes a permanent self-cleaning of the shielding element and is guided cleanly when scanning.
  • the embodiment according to claim 9 is also advantageous because the thread fibers passing over the shielding element are sufficient for the self-cleaning effect, whereas the thread is not subject to any noticeable frictional forces.
  • the cambered surface ensures a uniform or locally limited thread support.
  • the shielding element allows light coming from the light source to pass through, but it is opaque in the opposite direction. A particularly effective light absorption is thereby achieved.
  • the shielding element is a mirror that is only transparent in one direction, similar to glasses of mirrored sunglasses.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a thread storage and delivery device
  • Fig. 2 shows a part of an enlarged - 6 -
  • FIG. 3 is a view rotated by 90 ° to FIG. 2,
  • Fig. 5 is a view rotated by 90 ° to Fig. 4, and
  • FIG. 6 shows a detail variation of FIG. 4.
  • a thread storage and delivery device F has a drive part A and, for example, a stationary storage surface S in drum form, on which a thread supply V can be formed on the storage surface from a thread Y running in the axial direction by means of a winding element W which can be driven for rotation.
  • the storage area S is designed, for example, as a rod or finger cage, the axial fingers E of which are spaced apart in the circumferential direction.
  • a feed element X serves to push the thread turns formed by the winding member W on the storage surface S in FIG. 1 from left to right. In the thread supply V, the thread turns lie against one another without gaps.
  • an optical sensing device D is stationary, which is aligned with the storage area S from the outside and, for example, scans the front limit of the thread supply V in order to be able to maintain a certain supply size (number of turns).
  • the Sensing device D determines the presence of the front limit of the thread supply V
  • the drive of the winding member W is switched off (maximum sensor). If the limit of the thread supply V moves to the left due to the consumption of thread in FIG. 1, then the drive of the winding member W is started again by a corresponding signal from the sensing device D until the predetermined supply size is reached again.
  • the sensing device D serves as an axially adjustable reference sensor, it determines when the supply V reaches a predetermined reference position on the storage area S.
  • the feed element X is driven in synchronism with the winding element W in order to push the thread supply in the direction of the sensing device D (arrow 15).
  • the feed element X consists, for example, of an inclined swashplate or of protrusions protruding outwards between the fingers E and periodically moving back and forth.
  • FIGS. 2 and 3 show an enlarged view of how the sensing device D scans the thread Y and the thread supply V.
  • the scanning of the thread Y takes place in a passage area P, below which there is a cavity 1 in the thread storage and delivery device F, which during operation is filled with fluff and fluff tufts L from the thread or with foreign soiling.
  • the fingers E are provided as supports on both sides of the passage area P, between which the thread Y extends freely in each turn.
  • the sensing device D in which a light source 2, for example an LED diode, is arranged in a channel 8 of a housing 7 in such a way that it directs light rays 4 into the passage area P at an acute angle of incidence alpha.
  • a receiver 3 for example a photodiode, is arranged, which is oriented approximately perpendicular to the thread Y.
  • a shielding element 9 is arranged which, for example, has a smooth and light-absorbing surface 10 and covers the cavity 1 with respect to the sensing device D at least in the passage area P.
  • the light 4 strikes the surface 10 with the angle of incidence alpha.
  • the surface 10 is designed to be light-absorbing, e.g. blackened, nevertheless it generates reflection light 5 from the light 4, which passes the receiver 3 at the side with a drop angle (beta).
  • the surface 10 is designed or arranged in such a way that it in no way generates reflection light striking the receiver 3 from the light 4.
  • the thread Y because of its spatial shape and its non-uniform surface, the thread Y generates reflection light emitted in all directions, of which a portion 6 shown in a dotted manner hits the receiver 3, which is arranged approximately perpendicularly above the area of incidence of the light 4 on the surface 10.
  • the thread Y can also be scanned transversely to its longitudinal direction, as indicated by the broken line in FIG. 3.
  • thread Y are in thread supply V. for cleaning purposes, for example, directly on the surface 10 of the shielding element 9.
  • the surface 10 can also be arranged at a short distance below the thread Y, so that only fibers 14 of the thread sweep over the surface 10 and clean it permanently.
  • the surface 10 is incidentally smooth, as indicated at 11, in order to produce as little frictional resistance as possible for the thread Y and, if possible, no reflection light or only a reflection light that passes the receiver.
  • the surface 10 is flat. However, it is also conceivable to form the surface 10 in one direction or the other in order to ensure, on the one hand, a uniform thread support or, in the case of a crowning in the thread feed direction 15 (FIG. 3), to ensure that only one or a few thread windings in the passage area cover the surface Paint over 10 and keep clean.
  • the shielding element 9 can be mounted in various ways. For example, it is conceivable to attach the shielding element 9 to the fingers E or to a finger E. Alternatively, the shielding element 9 could also be attached to the core of the storage area S which is stationary during operation.
  • FIG. 4 and 5 another embodiment is shown in which the thread Y in the Sensing device D monitored passage area P rests on a finger E of the storage area.
  • the finger E is profiled with laterally raised edges 12 and a central recess 13 in order to have small contact surfaces with the turns of the thread Y.
  • the shielding element 9 is accommodated in the recess 13.
  • the surface 10 touches the thread Y or is so far lowered relative to the thread Y, which is supported on the side edges 12, that only the fibers 14 of the thread clean the surface.
  • a feed element X as in FIG. 1 is used for the thread feed movement in order to push the supply V forward. It is also conceivable, instead of a feed element X, to move the finger E in FIGS. 4 and 5 in an oscillating manner in such a way that the windings are conveyed forward by the finger movement, possibly even with intermediate distances between the windings. The sensing device D then feels, for example, the foremost turn of the thread Y on absence or presence or on reaching the reference position in the passage area P.
  • Fig. 6 it is indicated that the finger E according to Fig. 4 is provided on its top with the light-absorbing smooth surface 10, e.g. in the form of an applied coating 16. In this embodiment, the influence of reflection light of the finger E on the scanning is avoided.
  • the thread or the fibers of the thread clean the surface 10 itself.
  • the shielding element 9 shown in Figs. 1-5 is a simple, inexpensive black plastic plate, e.g. made of black-tinted polyester or polyethylene, with a smooth, flat surface 10.
  • the shielding element 9 could, however, also consist of a material that allows the light 4 from the light source 2 to pass through and is opaque in the opposite direction, such as a mirror that is transparent on one side. This would result in a particularly strong light absorption on the side facing the light source, while reflection light aimed at the receiver 3 is shielded from the rear side of the shielding element 9.
  • a shielding element 9 made of so-called light-collecting plastic could also be used, which largely absorbs light incident on its surface 10 and releases it uncritically collected for the receiver 3 by means of total internal reflection at the side edges. In principle, any material can be used that, despite a friction-friendly surface, is highly light-absorbing and possibly totally reflection-free.

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Abstract

Bei einer optischen Fühleinrichtung für einen in etwa quer zu seiner Längsrichtung bewegten Faden (Y), insbesondere für den aus nicht separierten Fadenwindungen bestehenden Fadenvorrat (V) in einer Fadenspeicher- und -liefervorrichtung (F), in der eine in einen vorbestimmten Durchgangsbereich (P) für den Faden (Y) zielende Lichtquelle (2) und ein auf vom Faden im Durchgangsbereich reflektiertes Streulicht (6) ausgerichteter Empfänger (3) vorgesehen sind, ist im Durchgangsbereich (P) der Lichtquelle (2) abgewandt unter dem Faden (Y) ein Abschirmelement (9, 10) angeordnet, das derartig ausgebildet und/oder angeordnet ist, daß es von der Lichtquelle (2) kommendes Licht (4) nicht zum Empfänger (3) reflektiert und von bezüglich der Lichtquelle (2) jenseits des Abschirmelements (9) befindlichen Flächen oder Objekten (L) reflektiertes Licht nicht zum Empfänger (3) durchläßt.

Description

- 1 -
Optische Fühleinrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine optische Fühleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Sobald der Faden quer zu seiner Längsrichtung in den Durchgangsbereich tritt, reflektiert er wegen seiner räumlichen Form und seiner unregelmäßigen Oberfläche einen Teil des auftreffenden Lichts in im wesentlichen Undefinierte Richtungen. Ein Anteil des reflektierten Lichtes beaufschlagt den Empfänger, der dann ein die Anwesenheit des Fadens repräsentierendes Signal erzeugt. Umgekehrt kann die Fühleinrichtung auch so ausgelegt sein, daß der Empfänger bei Abwesenheit des Fadens ein die Abwesenheit des Fadens repräsentierendes Signal erzeugt. Insbesondere in einer Fadenspeicher- und -liefervorrichtung, in der ein aus nicht separierten Fadenwindungen bestehender Fadenvorrat erzeugt und in etwa quer zur Fadenlängsrichtung vorwärts bewegt wird, tastet die Fühleinrichtung beispielsweise die Größe des Fadenvorrats ab, um mit den bei der Abtastung erzeugten Signalen entweder die Ergänzung des Fadenvorrates oder eine Unterbrechung der Ergänzung des Fadenvorrates steuern zu können (Maximumsensor) . Es ist aber auch möglich, mit der Fühleinrichtung festzustellen, wann der Fadenvorrat eine vorbestimmte Referenzposition auf der Speicherfläche erreicht hat und davon ein Signal abzuleiten (Referenzsensor) . Die Zuverlässigkeit der Fühleinrichtung hängt davon ab, daß aus der Anwesenheit oder Abwesenheit des Fadens starke und eindeutige Signale erzeugbar sind, wobei bisher störende optische Einflüsse im oder beim Durchgangsbereich die Zuverlässigkeit beeinträchtigen. Solche störenden Einflüsse können bei der Fadenverarbeitung praktisch unvermeidbare Flusen oder irgendwelche, aus dem einfallenden Licht den Empfänger beaufschlagendes Licht reflektierende Flächen oder Objekte sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Streulicht-Fühleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der Fehlsignale aufgrund Reflektionslichts von fadenfremden Objekten vermieden werden.
Die gestellte Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Bei dieser Ausbildung verhindert das Abschirmelement die Entstehung oder Übertragung den Empfänger beaufschlagenden, fadenfremden Reflektionslichts, so daß Fehlsignale unterbleiben und aus der korrekten An- bzw. Abwesenheit des Fadens im Durchgangsbereich starke und eindeutige Signale ableitbar sind. Es hat-das Abschirmelement den Vorteil, beim Durchgangsbereich und hinter dem Faden gegebenenfalls vorliegende Verschmutzungen (Flusen, Flusenbüschel oder fremde Verschmutzungen oder reflektierende Flächen) abzudecken, so daß diese vom Licht aus der Lichtquelle nicht getroffen werden und deshalb kein den Empfänger beaufschlagendes Refklektionslicht erzeugen, oder kein auf andere Weise entstehendes und auf den Empfänger zielendes Licht durchzulassen. Gerade Flusen oder Flusenbüschel, wie sie bei der Verarbeitung von Fäden unvermeidlich sind, haben nämlich ein ähnliches Reflektionsverhalten wie der Faden selbst und könnten die Fehlsignale hervorrufen. Auch andere reflektierende Objekte hinter dem Durchgangsbereich, die Reflektionslicht auf den Empfänger richten, sind gegenüber dem Empfänger abgedeckt.
Die Ausführungsform gemäß Anspruch 2 ist besonders zweckmäßig. Das Abschirmelement erzeugt wegen seiner lichtabsorbierenden Oberfläche kein direktes und starkes Reflektionslicht. Da jedoch selbst lichtabsorbierende Oberflächen in der Praxis nicht reflektionslichtfrei ausbildbar sind, wird durch die Anordnung des Empfängers außerhalb des Reflektions-Streulichtbereichs der Oberfläche die unerwünschte Beaufschlagung des Empfängers durch fadenfremdes Reflektionslicht unterbunden. Die Ausbildung des Abschirmelementes mit lichtabsorbierender Oberfläche (Antispiegel) schafft eine für die Fadenbewegung günstig reibungsarme Oberfläche, unvermeidlich trotzdem auftretendes Reflektionslicht ist bewußt so orientiert, daß es den Empfänger nicht zu beaufschlagen vermag. Reflektierende Objekte hinter dem Durchgangsbereich sind abgedeckt.
Zweckmäßig ist ferner die Ausführungsform gemäß Anspruch 3. Mit der Erkenntnis des auch bei einer glatten und lichtabsorbierenden Oberfläche unvermeidbaren Reflektionslichts ist die Reflektionsorientierung der Oberfläche bezüglich des Einfallswinkels des auftreffenden Lichtes relativ zum Empfänger bewußt so ausgerichtet, daß der Empfänger vom Reflektionslicht von der Oberfläche nicht beaufschlagt wird und seine Signale nur aus der An- bzw. Abwesenheit des Fadens erzeugt.
Besonders zweckmäßig ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 4, weil das Abschirmelement den sich unvermeidlich unterhalb des Durchgangsbereiches sammelnden Flusen, Flusenbüscheln oder fremden Verschmutzungen keine Möglichkeit gibt, aus dem Licht der Lichtquelle Reflektionslicht zu erzeugen und den Empfänger zu beaufschlagen. Auch auf andere Weise von unten auf den Empfänger zielendes Licht wird abgeschirmt.
Baulich einfach und kostengünstig ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 5. Eine solche Kunststoffplatte ist preiswert und läßt sich einfach in einer Fadenspeicher- und -liefervorrichtung unter dem abzutastenden Durchgangsbereich unterbringen.
Besonders zweckmäßige Ausfuhrungsformen gehen aus den Ansprüchen 6 und 7 hervor. Aufgrund des schrägen Einfallswinkels des Lichtes wird an der Oberfläche - wenn überhaupt - nur Reflektionslicht mit schrägem Ausfallswinkel erzeugt. Da der Empfänger jedoch annähernd senkrecht zur Oberfläche des Antispiegels und oberhalb des Auftreffbereichs des Lichts auf der Oberfläche angeordnet ist, geht das von der Oberfläche entstehende Reflektionslicht am Empfänger vorbei. Hingegen trifft zumindest ein Anteil des unorientierten Reflektionslichts des Fadens in vorbestimmter Weise auf den Empfänger. Die Abtastrichtung senkrecht zur Fadenlängsrichtung ergibt einen prägnanten und leicht abtastbaren Signalübergang am Empfänger. Es kann aber in bestimmten Anwendungsfällen eine Abtastrichtung parallel zur Fadenlängsrichtung oder sogar schräg zu dieser zweckmäßig sein. In der Praxis wird sich die jeweils gewählte Abtastrichtung auch nach den Platzverhältnissen und danach richten, wie ein starker Reflektionslichtanteil vom Faden auf den Empfänger - 5 -
bringbar ist.
Wichtig ist ferner der Gesichtspunkt gemäß Anspruch 8, weil der Faden eine permanente Selbstreinigung des Abschirmelementes bewirkt und beim Abtasten sauber geführt wird.
Alternativ ist jedoch auch die Ausführungsform gemäß Anspruch 9 vorteilhaft, weil die über das Abschirmelement streichenden Fadenfasern für den Selbstreinigungseffekt ausreichen, hingegen der Faden keinen spürbaren Reibungskräften unterliegt.
Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 10 sorgt die bombierte Oberfläche für eine gleichmäßige oder lokal begrenzte Fadenauflage.
Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 11 läßt das Abschirmelement von Seiten der Lichtquelle kommendes Licht durch, in Gegenrichtung ist es hingegen lichtundurchlässig. Dadurch wird eine besonders wirksame Lichtabsorption erzielt. Beispielsweise ist das Abschirmelement ein nur in einer Richtung transparenter Spiegel, ähnlich Gläsern einer verspiegelten Sonnenbrille.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Fadenspeicher- und -liefervorrichtung,
Fig. 2 einen Teil eines vergrößerten - 6 -
Radialschnitts in Fig. 1,
Fig. 3 eine um 90° gedrehte Ansicht zu Fig. 2,
Fig. 4 einen Teil eines Radialschnitts durch eine andere Ausführungs¬ form,
Fig. 5 eine um 90° gedrehte Ansicht zu Fig. 4, und
Fig. 6 einen DetailVariation zu Fig. 4.
Eine Fadenspeicher- und -liefervorrichtung F gemäß Fig. 1 besitzt einen Antriebsteil A und eine beispielsweise stillstehende Speicherfläche S in Trommelform, auf der mittels eines zur Drehung antreibbaren Aufwickelorgans W aus einem in Axialrichtung durchlaufenden Faden Y ein Fadenvorrat V auf der Speicherfläche bildbar ist. Die Speicherfläche S ist beispielsweise als Stab- oder Fingerkäfig ausgebildet, dessen axiale Finger E in Umfangsrichtung beabstandet sind. Ein Vorschubelement X dient dazu, die vom Aufwickelorgan W auf der Speicherfläche S gebildeten Fadenwindungen in Fig. l von links nach rechts vorwärts zu schieben. Im Fadenvorrat V liegen die Fadenwindungen ohne Zwischenräume aneinander. An einer Gehäuse-Halterung H oder auf andere Weise ist eine optische Fühleinrichtung D stationär angebracht, die auf die Speicherfläche S von außen her ausgerichtet ist und beispielsweise die vordere Grenze des Fadenvorrats V abtastet, um eine bestimmte Vorratsgröße (Windungsanzahl) aufrechterhalten zu können. Sobald die Fühleinrichtung D die Anwesenheit der vorderen Grenze des Fadenvorrats V feststellt, wird der Antrieb des Aufwickelorgans W abgestellt (Maximumsensor) . Wandert die Grenze des Fadenvorrats V aufgrund Verbrauchs von Faden in Fig. 1 nach links, dann wird durch ein entsprechendes Signal der Fühleinrichtung D der Antrieb des AufWickelorgans W wieder in Gang gesetzt, bis die vorbestimmte Vorratsgröße erneut erreicht ist. Dient die Fühleinrichtung D als axial einstellbarer Referenzsensor, dann stellt sie fest, wann der Vorrat V eine vorbestimmte Referenzposition auf der Speicherfläche S erreicht.
Das Vorschubelement X wird synchron mit dem Auf iσkelorgan W angetrieben, um den Fadenvorrat in Richtung zur Fühleinrichtung D (Pfeil 15) vorwärts zu schieben. Das Vorschubelement X besteht beispielsweise aus einer schräggestellten Taumelscheibe oder aus zwischen den Fingern E nach außen vorstehenden und periodisch vor- und zurückbewegten Vorsprüngen.
In den Fig. 2 und 3 ist vergrößert dargestellt, wie die Fühleinrichtung D den Faden Y bzw. den Fadenvorrat V abtastet.
Die Abtastung des Fadens Y erfolgt in einem Durchgangsbereich P, unterhalb dessen sich in der Fadenspeicher- und -liefervorrichtung F ein Hohlraum 1 befindet, der im Betrieb mit Flusen und Flusenbüscheln L aus dem Faden oder mit fremden Verschmutzungen gefüllt wird. In Längsrichtung des Fadens Y sind beiderseits des Durchgangsbereiches P die Finger E als AbStützungen vorgesehen, zwischen denen sich der Faden Y in jeder Windung frei erstreckt. Oberhalb des Durchgangsbereiches P ist die Fühleinrichtung D angeordnet, in der eine Lichtquelle 2, z.B. eine LED-Diode, in einem Kanal 8 eines Gehäuses 7 derart angeordnet ist, daß sie Lichtstrahlen 4 in den Durchgangsbereich P unter einem spitzen Auftreffwinkel alpha richtet. In Längsrichtung des Fadens Y ist neben der Lichtquelle 2 im Gehäuse 7, ebenfalls in einem Kanal 8, ein Empfänger 3, z.B. eine Fotodiode, angeordnet, der in etwa senkrecht auf den Faden Y ausgerichtet ist. An der der Lichtquelle 2 abgewandten Seite des Fadens Y ist ein Abschirmelement 9 angeordnet, das z.B. eine glatte und Licht absorbierende Oberfläche 10 besitzt und den Hohlraum 1 gegenüber der Fühleinrichtung D zumindest im Durchgangsbereich P abdeckt.
Das Licht 4 trifft auf die Oberfläche 10 mit dem Einfallswinkel alpha auf. Die Oberfläche 10 ist zwar Licht absorbierend ausgebildet, z.B. geschwärzt, trotzdem erzeugt sie aus dem Licht 4 Reflektionslicht 5, das mit einem Ausfallwinkel (beta) seitlich an dem Empfänger 3 vorbeigeht. Die Oberfläche 10 ist so ausgebildet bzw. angeordnet, daß sie aus dem Licht 4 keinesfalls auf den Empfänger 3 treffendes Reflektionslicht erzeugt. Hingegen erzeugt der Faden Y wegen seiner räumlichen Form und seiner ungleichförmigen Oberfläche nach allen Richtungen abgestrahltes Reflektionslicht, von dem ein punktiert dargestellter Anteil 6 auf den Empfänger 3 trifft, der in etwa senkrecht oberhalb des Auftreffbereiches des Lichtes 4 auf die Oberfläche 10 angeordnet ist. Der Faden Y kann auch quer zu seiner Längsrichtung abgetastet werden, wie in Fig. 3 strichliert angedeutet ist.
ie Windungen des Fadens Y im Fadenvorrat V liegen zwecks Reinigung z.B. unmittelbar auf der Oberfläche 10 des Abschirmelementes 9 auf. Die Oberfläche 10 kann aber auch in einem geringem Abstand unterhalb des Fadens Y angeordnet sein, so daß nur Fasern 14 des Fadens über die Oberfläche 10 streichen und diese permanent reinigen. Die Oberfläche 10 ist übrigens wie bei 11 angedeutet glatt, um möglichst wenig Reibungswiderstand für den Faden Y und möglichst kein oder nur am Empfänger vorbeigehendes Reflektionslicht zu erzeugen.
In den Fig. 2 und 3 ist die Oberfläche 10 eben. Es ist aber auch denkbar, die Oberfläche 10 in der einen oder anderen Richtung bombiert auszubilden, um einerseits eine gleichmäßige Fadenauflage zu gewährleisten oder bei einer Bombierung in Fadenvorschubrichtung 15 (Fig. 3) zu gewährleisten, daß nur eine oder wenige Fadenwindungen im Durchgangsbereich die Oberfläche 10 überstreichen und sauberhalten.
Das Abschirmelement 9 kann auf verschiedene Weise montiert werden. Beispielsweise ist es denkbar, das Abschirmelement 9 an den Fingern E oder an einem Finger E zu befestigen. Alternativ könnte das Abschirmelement 9 auch am im Betrieb stillstehenden Kern der Speicherfläche S befestigt sein.
In den Fig. 2 und 3 wird annähernd in Fadenlängsrichtung oder quer dazu abgetastet. Es ist aber auch denkbar, eine beliebige Abtastrichtung (Anordnung von Lichtquelle 2 und Empfänger 3 bezüglich der Fadenlängsrichtung) zu wählen.
In den Fig. 4 und 5 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, bei der der Faden Y im von der Fühleinrichtung D überwachten Durchgangsbereich P auf einem Finger E der Speicherfläche aufliegt. Der Finger E ist mit seitlich hochstehenden Rändern 12 und einer mittigen Vertiefung 13 profiliert ausgebildet, um kleine Berührungsflachen mit den Windungen des Fadens Y zu haben. Das Abschirmelement 9 ist in der Vertiefung 13 untergebracht. Die Oberfläche 10 berührt den Faden Y oder ist relativ zum Faden Y, der auf den Seitenrändern 12 abgestützt ist, so weit tiefergesetzt, daß nur die Fasern 14 des Fadens die Oberfläche reinigen.
Es ist eine Anordnung von Lichtquelle 2 und Empfänger 3 dargestellt, bei der das Licht 4 entgegen der Vorschubrichtung 15 des Vorrats V schräg in den Durchgangsbereich P gerichtet und der Empfänger 3 in etwa senkrecht oberhalb des Auftreffbereiches des Lichtes 4 auf der Oberfläche 10 angeordnet ist. Auch bei dieser Anordnung wird Reflektionslicht 5 von der Oberfläche 10 am Empfänger 3 vorbeigeleitet. Hingegen trifft ein Reflektionslichtanteil 6 vom Faden Y den Empfänger 3, sofern der Faden im Durchgangsbereich P angelangt ist. Das Licht H könnte auch in Vorschubrichtung 15 in den Durchgangsbereich P gerichtet sein.
Auch bei dieser Ausführungsform wird für die Fadenvorschubbewegung ein Vorschubelement X wie in Fig. 1 verwendet, um den Vorrat V vorwärtszuschieben. Es ist aber auch denkbar, anstelle eines Vorschubelementes X den Finger E in den Fig. 4 und 5 so oszillierend zu bewegen, daß die Windungen durch die Fingerbewegung vorwärtsgefördert werden, gegebenenfalls sogar mit Zwischenabständen zwischen den Windungen. Die Fühleinrichtung D tastet dann z.B. die vorderste Windung des Fadens Y auf Ab- oder Anwesenheit oder auf Erreichen der Referenzposition im Durchgangsbereich P ab.
In Fig. 6 ist angedeutet, daß der Finger E gemäß Fig. 4 an seiner Oberseite mit der lichtabsorbierenden glatten Oberfläche 10 ausgestattet ist, z.B. in Form einer aufgebrachten Beschichtung 16. Bei dieser Ausführungsform wird der Einfluß von Reflektionslicht auch des Fingers E auf die Abtastung vermieden. Der Faden bzw. die Fasern des Fadens reinigen die Oberfläche 10 selbst.
Das in den Fig. 1 - 5 gezeigte Abschirmelement 9 ist ein einfaches, preiswertes schwarzes Kunststoff-Plättchen, z.B. aus schwarz getöntem Polyester oder Polyäthylen, mit glatter ebener Oberfläche 10. Das Abschirmelement 9 könnte jedoch auch aus einem Material bestehen, das das Licht 4 von der Lichtquelle 2 durchläßt und in der Gegenrichtung lichtundurchlässig ist, etwa wie ein einseitig durchlässiger Spiegel. Damit ergäbe sich an der der Lichtquelle zugewandten Seite eine besonders starke Lichtabsorption, während von der Rückseite des Abschirmelements 9 auf den Empfänger 3 zielendes Reflektionslicht abgeschirmt wird. Auch ein Abschirmelement 9 aus sogenanntem lichtsammelnden Kunststoff könnte benutzt werden, das auf seine Oberfläche 10 auftreffendes Licht weitgehend absorbiert und es durch interne Totalreflektion an den Seitenrändern für den Empfänger 3 unkritisch gesammelt abgibt. Grundsätzlich kann jedes Material benutzt werden, das trotz einer reibungsfreundlichen Oberfläche stark lichtabsorbierend und gegebenenfalls total reflektionsfrei ist.

Claims

Patentansprüche
1. Optische Fühleinrichtung für wenigstens einen bewegten Faden, insbesondere für den Fadenvorrat in einer Fadenspeicher- und -liefervorrichtung, mit einer in einen vorbestimmten Durchgangsbereich für den Faden zielenden Lichtquelle und mit einem auf vom Faden im Durchgangsbereich, insbesondere gestreut reflektiertes Licht ausgerichteten Empfänger, dadurch gekennzeichnet, daß im Durchgangsbereich (P) der Lichtquelle (2) auf der ihr abgewandten Seite des Fadens (Y) ein Abschirmelement (9) vorgesehen ist, das derartig ausgebildet und/oder angeordnet ist, daß es von der Lichtquelle (2) kommendes Licht (4) nicht zum Empfänger (3) reflektiert und von bezüglich der Lichtquelle (2) jenseits des Abschirmelements (9) befindlichen Flächen oder Objekten (2) reflektiertes Licht nicht zum Empfänger (3) durchläßt.
2. Optische Fühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmelement (9) eine lichtabsorbierende Oberfläche (10) aufweist, und daß der Empfänger (3) außerhalb vom Licht (4) der Lichtquelle (2) an der Oberfläche (10) reflektierten Lichts (5) angeordnet ist.
3. Optische Fühleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtabsorbierende Oberfläche (10) eine im Hinblick auf den Einfallswinkel (alpha) des Lichts (4) aus der Lichtquelle (2) vorbestimmte Reflektionslichtorientierung aufweist, und daß das Abschirmelement (9) mit seiner Oberfläche (10) derart angeordnet ist, daß die Reflektionslichtorientierung am Empfänger (3) vorbei gerichtet ist.
4. Optische Fühleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmelement (9) einen unter dem Faden (Y) vorgesehenen Hohlraum (1) zumindest unterhalb des Durchgangsbereiches (P) gegenüber der Lichtquelle (2) abdeckt.
5. Optische Fühleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmelement (9) eine Kunststoffplatte mit glatter, schwarzer Oberfläche (10) ist.
6. Optische Fühleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtabsorbierende Oberfläche (10) eben ist, daß die Lichtquelle (2) mit einem schrägen Einfallswinkel (alpha) in etwa quer zur Fadenlängsrichtung in den Durchgangsbereich zielt, und daß der Empfänger (3) quer zur Fadenlängsrichtung neben der Lichtquelle (2) und in etwa senkrecht oberhalb des Auftreffbereichs des Lichts (4) auf der Oberfläche (10) angeordnet ist.
7. Optische Fühleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtabsorbierende Oberfläche (10) der Kunststoffplatte eben ist, daß die Lichtquelle (2) mit einem schrägen Einfallswinkel (alpha) in etwa in Fadenlängsrichtung in den Durchgangsbereich (P) zielt, und daß der Empfänger (3) in Fadenlängsrichtung neben der Lichtquelle (2) und in etwa senkrecht oberhalb des Auftreffbereichs des einfallenden Lichts (4) auf der Oberfläche (10) angeordnet ist.
8. Optische Fühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (Y) auf dem Abschirmelement (9) aufliegt.
9. Optische Fühleinrichtung nach Anspruch __., dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (Y) beiderseits des Abschirmelementes (9) auf AbStützungen (E) aufliegt, den Durchgangsbereich (P) frei und gestreckt durchsetzt, und das Abdeckelement (9) zumindest mit aus dem Faden abstehenden Fasern (14) berührt.
10. Optische Fühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (9) eine bombierte Oberfläche (10) aufweist.
11. Optische Fühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmelement (9) in etwa in Auftreffrichtung des Lichts (4) lichtdurchlässig und in Lichtdurchgangsrichtung zum Faden (Y) bzw. zum Empfänger (3) lichtundurchlässig ausgebildet ist.
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