Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Bei einer aus EP-A-0 199 059 bekannten Vorrichtung dieser Art sind die auf die Abtastzone an der Speichertrommel ausgerichtete Lichtquelle und der Empfanger in einem Ausleger des Gehäuses des Fadenliefergeräts im Abstand von der Oberfläche der Speichertrommel angeordnet Unterhalb der Abtastzone ist eine Glasplatte in der Oberfläche der Speichertrommel eingelassen An der Unterseite der Glasplatte ist als Reflektor eine vollmächtige Verspiegelung vorgesehen Die auf die Speichertrommel in Umfangsrichtung aufgewickelten Fadenwindungen werden axial vorwärts geschoben, so daß jede Fadenwindung quer zu ihrer Längsrichtung durch die Abtastzone durchgeht. Die Vorrichtung dient als Sensor zum Feststellen der axialen Position zumindest der vorderen Windung des Fa¬ denvorrats und spricht auf die Bewegung bzw. Ab- oder Anwesenheit des Fadens mit einem Signal an, das beispielsweise zum Steuern des Drehantriebs des Fa¬ denliefergeräts verwendet wird. Der Empfänger registriert nur die Abschattung durch den Faden bzw. die Änderung der Lichtintensitat, wenn dieser die auf den Reflektor gerichteten bzw. vom Reflektor kommenden Lichtstrahlen unterbricht Konstruktionsbedingt wird aus der Abschattung nur eine relativ schwache Modu¬ lation des Signals abgeleitet, speziell bei dünnen Fäden, so daß zum Erzeugen eines aussagefähigen und klaren Nutzsignals hoher Aufwand bei der Auswertung, Verstärkung und Diskriminierung erforderlich ist. Die Vorrichtung ist storungsan- fällig bei Verschmutzungen, Störlicht oder bei unvermeidlichen Flusen oder Flu- senbüschel Außerdem ist die Frequenz notwendiger Reinigungs- oder Saube- rungszyklen unzweckmäßig hoch.

Es ist zwar bei ähnlichen Vorrichtungen bekannt, bei der optoelektronischen Fa¬ denabtastung zwischen dem Faden und dem Empfanger oder/und zwischen der Lichtquelle und dem Faden eine Blende und/oder Linsen vorzusehen Dies ver-

ERSATZBLAH (REGEL 26)

bessert jedoch das Ansprechverhalten der Vorrichtung nur unwesentlich und hat auch keinen nennenswerten Einfluß auf die Verschmutzungsempfindlichkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genann¬ ten Art zu schaffen, mit der aus dem Durchgang des Fadens bzw. der Ab- oder Anwesenheit des Fadens in der Abtastzone kräftige und aussagefähige Nutzsi¬ gnale ableitbar sind und die weitgehend unempfindlich gegen Verschmutzungen, Flusen und Störlicht ist.

Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Da der Faden den wenigstens einen strichbalkenförmigen, sich in Fadenlängs¬ richtung erstreckenden Reflexionsbereich auch bei relativ langsamer Vorwärts¬ bewegung auf der Speichertrommel relativ schnell abdeckt bzw. freigibt, d.h. nur sehr kurze Zeit bis zur maximalen Abschattung oder vollständigen Freigabe ver¬ streicht, entstehen am Empfänger sehr kräftige und aussagefähige Nutzsignale. Der schmale aber lange Reflexionsbereich wird bei Abwesenheit des Fadens über seine ganze Länge und Breite beleuchtet und reflektiert wegen seiner großen Länge viel Licht zum Empfänger. Befindet sich der Faden zwischen dem Refle¬ xionsstreifen und der Lichtquelle, dann wird gegebenenfalls der gesamte Refle¬ xionsstreifen abgeschattet. Es ergibt sich dank der Strichbalkenform und der in Bewegungsrichtung des Fadens geringen Breite des Reflexionsstreifens nicht nur ein großer Unterschied der Lichtmenge zwischen dem abgeschatteten und dem freien Zustand, sondern auch ein kräftiger und progressiver bzw. degressiver Übergang von der großen Lichtmenge zur kleinen Lichtmenge und umgekehrt. Die dadurch bedingte starke Signalmodulation beim Empfänger macht einen ho¬ hen elektronischen Aufwand für die Signalauswertung entbehrlich. Das Ansprech¬ verhalten wird durch eine gleichmäßige geringere Veschmutzung kaum verändert. Flusen oder Flusenbüschel können im Regelfall den Reflexioπsbereich nicht auf dieselbe Weise abschatten oder freigeben wie der Faden selbst und sind deshalb für korrekte Nutzsignale weitgehend unkritisch.

Derart günstigen Eigenschaften resultieren gemäß Anspruch 2 aus einer in etwa der Größenordnung der Dicke der stärksten Fäden entsprechenden Breite des langen Reflexionsbereichs.

Das günstige Ansprechverhalten wird gleichwertig entweder (Anspruch 4) mit wenigstens einem blendenartig wirkenden streifenförmigen Reflexionsbereich des Reflektors oder mit einer Streifenblende mit wenigstens einer streifenförmigen Blendenöffnung erreicht (Anspruch 3), die auf dem Reflektor den Reflexionsbe¬ reich optisch begrenzt und den Abstand zwischen der Abtastzone und dem Re¬ flektor nutzt. Der für den Empfänger maßgebende, wenigstens eine Reflexionsbe¬ reich wird mit anderen Worten auf einer größeren Reflektorfläche durch die Blen¬ denöffnung der Streifenblende optisch gebildet oder ohne Zuhilfenahme einer Blendenöffnung körperlich durch die längsseitigen, nicht-reflektierenden Zonen abgegrenzt. Da bei der optischen Begrenzung des Reflexionsstreifens durch die Streifenblende angrenzende Bereiche des Reflektors ohnedies nicht zum Reflek¬ tieren benutzt werden, könnte auch mit der Streifenblende nur wenigstens ein strichbalkenförmiger Reflexionsbereich benutzt werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 5 wird durch den Abstand zwischen der Streifenblende und dem Reflexionsstreifen ggfs. eine Tiefenschärfeneinstel¬ lung vorbestimmt. Für die Blendenfunktion ist der Abstand von der Lichtquelle oder vom Empfänger zur Blendenöffnung sekundär, da sich die Blendenöffnung auf der dem Reflektor zugewandten Seite des Fadens befindet.

Zweckmäßig ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 6, bei der zumindest zwei parallele und getrennte Blendenöffnungen in der Streifenblende vorgesehen sind. Der durch die Abtastzone hindurchgehende Faden unterbricht den Lichtweg zweifach, und zwar jeweils auf nahezu dieselbe Weise.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 7, die ohne Streifenblende arbeitet, sind mehrere, d.h. mindestens zwei, Reflexionsbereiche mit dazwischenliegenden Zonen vorgesehen, so daß der Faden beim Durchgang sozusagen in Schritten und damit sehr deutlich vom Empfänger registriert wird. Der Empfänger nimmt den Durchgang über jedem Reflexionsbereich mindestens einmal und kräftig wahr, weil derselbe Faden deutlich erkennbar sozusagen aus dem Nichts auftaucht und wieder ins Nichts verschwindet, sobald er oberhalb der Zone liegt.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 8 ist in Schritten eine mehrfache, kräf¬ tige Signalmodulation erzielbar. Das Streifenmuster wird zweckmäßigerweise so ausgelegt, daß es für alle gängigen Fadenqualitäten bzw. -stärken verwendbar ist.

Für die Praxis hat sich eine Dimensionierung bewährt, wie sie bei dem Ausfüh¬ rungsbeispiel gemäß Anspruch 9 angegeben ist.

Da eine Speichertrommel eines Fadenliefergeräts, insbesondere eine stationäre Speichertrommel, im Regelfall durch Magneten oder ein Ballastgewicht nur nach¬ giebig gegen ein Mitdrehen mit der die Speichertrommel fliegend lagernden An¬ triebswelle gehindert ist, lassen sich im Betrieb des Fadenliefergeräts Dreh¬ schwingungen der Speichertrommel nicht vermeiden. Eine nur schwache Krüm¬ mung zumindest des Reflexionsbereichs gemäß Anspruch 10 beseitigt einen Stö¬ reinfluß von Drehschwingungen, da der Reflexionsbereich auch bei Drehschwin¬ gungen der Speichertrommel (Durchmesser ca. 90mm oder mehr) seine Refle¬ xionseigenschaften beibehält.

Die Ausführungsform gemäß Anspruch 11 ist besonders zweckmäßig. Der Faden geht zweimal durch den Lichtweg, d.h. über die Blendenöffnungen der Streifen¬ blende. Darauf spricht der Empfänger mit kräftigen und aussagefähigen Nutzsi¬ gnalen an, wobei einmal der Lichtweg zum Reflexionsbereich unterbrochen wird, und dann der Lichtweg vom Reflexionsbereich zum Empfänger. Der Reflexionsbe-

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reich ist dabei sowohl auf die Lichtquelle als auch auf den Empfanger ausgerich¬ tet, die entsprechend schraggestellt sind

Bei der alternativen Ausführungsform gemäß Anspruch 12 wird ebenfalls eine kraftige Signalmodulation erzeugt, da der Faden jeden Reflexionsbereich rasch abdeckt und wieder rasch freigibt, und zwar zweckmäßig mit starkem Übergang zwischen der maximalen Abschattung und der maximalen Freigabe

Die Ausführungsform gemäß Anspruch 13 ist baulich einfach Die lichtdurchlässi¬ ge Platte fungiert als Trager des Reflexionsbereichs und der Zonen und begrenzt mit ihrer Oberflache auch die Abtastzonen

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 14 ist die Streifenblende mit der we¬ nigstens einen Blendenöffnung an der Oberflache der Platte oder knapp unter¬ halb der Oberflache angeordnet, wahrend der Reflektor bzw jeder Reflexionsbe¬ reich tief in der Platte oder an deren Unterseite angeordnet ist Die raumliche Zu¬ ordnung von Abtastzone, Streifenblende und Reflektor bzw Reflexionsbereich ist hierbei optimiert und vorgegeben Natürlich müssen die Einstellungen und der Abstand zur Lichtquelle und zum Empfanger auf diese Gegebenheiten abge¬ stimmt sein, um ein optimales Ansprechverhalten des Empfangers zu gewährlei¬ sten

Ferner sind die Ausfuhrungsvarianten gemäß den Ansprüchen 15, 16 und 17 zweckmäßig

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 18 bestimmt die Plattendicke den Ab¬ stand zwischen der Streifenblende und dem durchgehenden Reflektor, von dem wegen der optischen Abgrenzung durch die Blendenöffnungen der Streifenblende nur streifenformige Reflexionsbreiche genutzt werden Die Blendenöffnungen werden durch den darüber streichenden Faden sauber gehalten Der Reflektor ist gegen Verschmutzung ohnedies geschützt

Herstellungstechnisch einfach ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 198.

Ein exakter Sitz wie eine leichte Austauschbarkeit der Platte sind bei der Ausfüh¬ rungsform gemäß Anspruch 20 gegeben.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Fadenliefergeräts mit einer

Vorrichtung zum Detektieren der Bewegung oder der An- bzw. Ab¬ wesenheit eines Fadens in einer Abtastzone,

Fig. 2A,B zwei einander zugeordnete schematische Ansichten einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 3A,B zwei einander zugeordnete schematische Ansichten einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 4 eine in Umfangsrichtung der Speichertrommel gesehene weitere

Ausführungsvariante,

Fig. 5 eine in Umfangsrichtung der Speichertrommel gesehene weitere

Ausführungsvariante,

Fig. 6A,B zwei einander zugeordnete schematische Ansichten einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 7 ein in Umfangsrichtung der Speichertrommel gesehene weitere

Ausführungsform,

Fig. 8 eine Perspektivdarstellung eines Details der Vorrichtung.

Fig. 9 einen Schnitt in der Ebene IX-IX in Fig. 8,

Fig.10A,B Detailvarianten in einem Fig. 9 entsprechenden Schnitt.

Ein Fadenliefergerät F, wie es zur Versorgung einer Textilmaschine, z.B. einer Webmaschine mit einem Schußfaden üblich ist, weist ein stationäres Gehäuse 1 mit einem Gehäuseausleger 2 auf. Am Gehäuse 1 ist auf einer durch ihre Achse 5 angedeuteten Antriebswelle eine Speichertrommel 3 stationär angeordnet. Der in Fig. 1 von links in das Gehäuse 1 durch einen hohlen Abschnitt der Antriebswelle zugeführte Faden Y wird mittels eines zur Drehung antreibbaren Aufwickelorgans 4 in nebeneinanderliegenden, gegebenenfalls separierten, Fadenwindungen 9 als Zwischen vorrat auf die mit 6 bezeichnete Oberfläche der Speichertrommel 3 auf¬ gewickelt und durch die Textilmaschine überkopf der Speichertrommel 3 bedarfs¬ abhängig abgezogen. Im Gehäuse ist ein Antriebsmotor 7 für das Aufwickelorgan 4 untergebracht, der von einer Steuervorrichtung 8 gesteuert wird. Die Steuervor¬ richtung 8 erhält unter anderem Steuersignale von einer Vorrichtung S (Faden - sensor), die im Ausleger 2 angeordnet ist. Der Antriebsmotor 7 wird beispielswei¬ se so gesteuert, daß der Faden Y auf die Speichertrommel 3 aufgewickelt wird, bis die in Abzugsrichtung vorderste Windung 10 eine Abtastzone 11 erreicht. Dann wird der Antriebsmotor 7 abgestellt und verzögert und erst wieder be¬ schleunigt, wenn die Abtastzone 11 vom Faden freigelegt wird.

Die Vorrichtung S enthält wenigsten eine Lichtquelle L und wenigstens einen si¬ gnalerzeugenden Empfänger R (Lichtdiode und Fototransistor), die in einen Schaltkreis 12 integriert sind. Versenkt unterhalb der Oberfläche 6 der Speicher¬ trommel 3 ist ein Reflektor B vorgesehen, der das von der Lichtquelle L kommen¬ de Licht zum Empfänger R reflektiert. Zweckmäßig ist der Reflektor B an einer in die Oberfläche 6 der Speichertrommel 3 eingelassenen, lichtdurchlässigen Platte P angeordnet, deren Außenseite mit der Oberfläche 6 bündig ist. Die Platte P

bzw. der Reflektor B können mit der schwachen Umfangskrümmung der Speicher¬ trommel 3 gekrümmt sein.

Bei der ersten Ausführungsform der Vorrichtung S gemäß den Fig. 2A und 2B existiert in der Abtastzone 11 eine Fadendurchgangsebene 13, die mit der Ober¬ fläche 6 der Speichertrommel korrespondieren kann. In der Fadendurch¬ gangsebene 13 oder knapp unterhalb derselben ist eine Streifenblende A vorge¬ sehen, die eine streifenförmige Blendenöffnung 14 aufweist, die sich annähernd in Umfangsrichtung erstreckt und deren Länge wesentlich größer als ihre in Richtung der Achse 5 der Speichertrommel gesehene Breite ist. Im Abstand h unterhalb der Fadendurchgangsebene 13 bzw. unterhalb der Streifenblende A befindet sich der Reflektor B, von dem zur Abtastung des Fadens Y, 10 nur ein durch die Blendenöffnung 14 optisch begrenzter strichbalkenförmiger Reflexions- bereich 15 benutzt wird. Die Breite der Blendenöffnung 14 entspricht z.B. in etwa der größten vorkommenden Fadenstärke, d.h. sie kann auch etwas größer oder etwas kleiner sein. In Umfangsrichtung hat die Blendenöffnung 14 bzw. der Re¬ flexionsbereich 15, z.B. eine Länge zwischen 8 und 20 mm. Die Lichtaustrittsrich¬ tung aus der Lichtquelle L liegt in etwa radial auf die Achse 5 und ist in der die Achse 5 enthaltenden Radialebene etwas schräggestellt, so daß das Reflexions¬ licht vom Reflexionsbereich 15 auf die in derselben Ebene und ebenfalls schräg angeordneten Empfangsfläche des Empfängers R trifft. Der Abstand der Licht¬ quelle von der Fadendurchgangsebene 13 bzw. der Streifenblende A sowie der Abstand h zwischen der Streifenblende A und dem Reflektor B sind so gewählt, daß sich bei Durchgang des Fadens über die Blendenöffnung 14 eine genügend starke Signalmodulation beim Empfänger R einstellt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3A, 3B sind der Empfänger R und die Licht¬ quelle L in etwa radial auf die Achse 5 der Speichertrommel ausgerichtet und in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt. Die Anordnung der Streifenblende A und des Reflektors B mit dem Reflexionsbereich 15 entsprechen den von Fig. 2A und 2B.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig 4 sind die Lichtquelle und der Empfanger ähnlich wie in den Fig 2A und 2B angeordnet Es konnten auch zwei Lichtquellen und/oder zwei Empfänger R - zwecks Differentialauswertung - vorgesehen sein Die Streifenblende A weist bei dieser Ausführungsform zwei streifenformige Blen¬ denöffnungen 14, 14' auf, die durch eine nicht-reflektierende Zone 16 voneinan¬ der getrennt sind, wobei die Blendenöffnung 14 den Reflexionsbereich 15 auf dem Reflektor B optisch begrenzt. Die Lichtaustrittsrichtung der Lichtquelle L ist so ausgerichtet, daß das Reflexionslicht vom Reflexionsbereich 15 auf den Emp¬ fanger R trifft. Der Faden Y, 10 schattet beim Durchgang (in Fig 4 z.B von links nach rechts) den Strahlengang zweifach ab.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 weist die Streifenblende A sogar mehr als zwei Blendenöffnungen 14, 14' auf, die jeweils durch eine Zone 16 voneinander getrennt sind. Der Reflektor B ist durchgehend ausgebildet und wird optisch in mehrere Reflexionsbereiche 15' unterteilt Die Blendenöffnungen 14, 14' sind gleich breit. Die Zonen 16 sind mit einer Breite ausgebildet, die sich nach der Schrägstellung der Lichtaustrittsrichtung aus der Lichtquelle richtet Zweckmäßi¬ gerweise sind die Zonen 16 untereinander gleich breit.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6A und 6B ist der Reflexionsbereich 15 des Reflektors B als körperlich schmaler Streifen ausgebildet, der in etwa in Um¬ fangsrichtung verläuft. Zu beiden Seiten des Reflexionsbereichs 15 sind nicht- reflektierende Zonen 17 vorgesehen. Eine Streifenblende fehlt hier

Die zu den vorhergehenden Ausführungsformen erläuterten nicht-reflektierenden Zonen können beliebig ausgebildet werden, vorausgesetzt, sie absorbieren das auftreffende Licht oder reflektieren auftreffendes Licht in keinem Fall zum Emp¬ fanger R.

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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 sind in axialer Richtung der Speicher¬ trommel mehrere Reflexionsbereiche 15, 15', 15" parallel zueinander aufgereiht, und zwar in einem Abstand unterhalb der Fadenübergangsebene 13. Jeweils zwei benachbarte Reflexionsbereiche sind durch eine Zone 17 mit Streifenform von¬ einander getrennt.

Fig. 8 und 9 verdeutlichen eine Ausführungsform, bei der die Reflexionsbereiche 15, 15', 15" in einer lichtdurchlässigen Platte P, z.B. aus Glas oder Plexiglas, an¬ geordnet sind. Die Oberseite der Platte, die gemäß Fig. 1 in der Speichertrommel 3 versenkt angeordnet wird, definiert die Fadendurchgangsebene 13. Die Refle¬ xionsbereiche 15, 15', 15" sind an der oder bei der Unterseite 18 der Platte vor¬ gesehen und verlaufen in Umfangsrichtung der Speichertrommel, deren Achse bei 5 angedeutet ist. Im Schnitt gemäß Fig. 9 ist zu ersehen, daß die Reflexionsberei¬ che 15, 15', 15" durch körperlich in die Platte P bzw. deren Unterseite 18 inte¬ griert und durch Zonen 17 in Streifenform voneinander getrennt sind. Es ist ein, vorzugsweise regelmäßiges, Streifenmuster aus Reflexionsstreifen 15, 15', 15" und Abblendzonen 17 gebildet, das sich entweder über die gesamte Länge der Platte P oder zumindest über einen begrenzten axialen Bereich der Platte P er¬ streckt. Die Platte P ist in einem in der Speichertrommel 3 angebrachten Halter 20 gefaßt und läßt sich austauschen. Bei einer Ausbildung der Speichertrommel 3 als Stabkäfig ist der Halter 20 zweckmäßigerweise in einem Stab 19 vorgesehen.

Alternativ könnte die Platte gemäß Fig. 10A (entsprechend dem Ausführungsbei¬ spiel von Fig. 5) an ihrer Unterseite mit einem durchgehenden Reflektor B (einer Verspiegelung) versehen sein, während an der Oberseite die Streifenblende A mit den Blendenöffnungen 14 und den dazwischenliegenden Zonen 16 aufgebracht ist. In der Streifenblende A liegen mindestens zwei Blendenöffnungen 14, 14' vor.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10B, die funktionell der Ausführungsform der Fig. 10A entspricht, ist die Streifenblende A mit ihren Blendenöffnungen 14, 14' und den Zonen 16 unterhalb der Oberseite der Platte P in dieser angeordnet,

und zwar mit einem Abstand vom dem innerhalb der Platte B angeordneten Re¬ flektor B.

Die Platte P gemäß Fig. 9 kann so hergestellt werden, daß an der Unterseite 18 zunächst eine durchgehende Verspiegelung, zumindest in dem axialen Bereich, in dem später die Reflexionsbereiche 15, 15', 15" benötigt werden, versehen wird. Dann werden die Zonen 17 durch Ätzen, Schleifen oder Schneiden geformt und gegebenenfalls mit lichtabsorbierendem Material (geschwärzt) ausgefüllt. Es ist auch denkbar, zunächst die Nuten oder Strukturieruπgen zu formen, die später die Zonen 17 definieren, und nachfolgend die glatten Unterseitenbereiche mit Verspiegelungen zu versehen, die die Reflexionsbereiche 15, 15', 15" bilden. Da¬ bei wird zweckmäßigerweise zunächst ein Ring aus lichtdurchlässigem Material gebildet, dessen Innenseite mit den Reflexionsbereichen 15, 15', 15" und den Zo¬ nen 17 fertiggestellt wird. Dann wird der Ring in einzelne Sektionen unterteilt, de¬ ren jede eine der Platten P der Fig. 8 und 9 ergibt.