EP0813624B1

EP0813624B1 - Liefervorrichtung

Info

Publication number: EP0813624B1
Application number: EP96907400A
Authority: EP
Inventors: Jerker Hellström
Original assignee: Iro AB
Current assignee: Iro AB
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 1999-07-14
Anticipated expiration: 2016-03-08
Also published as: US5983955A; DE19508758A1; DE59602440D1; CN1177990A; EP0813624A1; WO1996028594A1; CN1044014C

Description

Die Erfindung betrifft eine Liefervorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei aus EP-B1-0 192 821 und EP-B1-0 192 851 bekannten Liefervorrichtungen stellt die optoelektronische Fadenabtastvorrichtung die Anzahl der Windungen im Vorrat bzw. die Lage der abzugsseitigen Vorratsgrenze fest, um den Aufwickelantrieb zu steuern, der den Faden auf die als Stabkäfig (mit stationären Stäben und Vorschubstäben) ausgebildete Speichertrommel aufwickelt (Vorratssensor bzw. Referenzsensor). Die Lichtquellenanordnung, die Empfängeranordnung und der in einem U-Bogen verlaufende Lichtleiter befinden sich in derselben, zur Längsachse der Speichertrommel senkrechten Ebene, so daß zwischen Ein- und Auslaß der Abstand in Umfangsrichtung vorliegt. Es sind in axialer Richtung der Speichertrommel mehrere Lichtquellenanordnungen und Empfängeranordnungen aufgereiht, und in der Speichertrommel mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Lichtleiter parallel nebeneinander gesetzt. Der Umfangsabstand verhindert, daß von der Lichtquellenanordnung gestreut reflektiertes Licht zur Empfängeranordnung gelangt. Jeder Lichtleiter stellt sicher, daß nur in den Einlaß eingetretenes Licht aus dem Auslaß zur Empfängeranordnung abgestrahlt wird. Ein- und Auslaß jedes Lichtleiters liegen in zwei getrennten Vorschubstäben der Speichertrommel. Die Ein- und Auslässe führen bei laufendem Wickelantrieb mit den Vorschubstäben deren oszillierende Bewegungen relativ zu den Lichtquellen- und Empfängeranordnungen aus. Außerdem schwingt die Speichertrommel bei laufendem Wickelantrieb unvermeidbar um die Speichertrommelachse. Der Ein- und der Auslaß desselben Lichtleiters werden gleichzeitig von einer Fadenwindung abgedeckt. Es muß die Lichtquellenanordnung in derselben Umfangsebene liegen wie die Empfängeranordnung. Dies erschwert bei der oszillierenden und schwingenden Bewegung des Ein- und des Auslasses eine präzise und aussagefähige Auswertung des Signals. Außerdem beansprucht die Abtastvorrichtung unzweckmäßig viel Platz in Umfangsrichtung der Speichertrommel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Liefervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der unter Beibehalt des Vorteils von Lichtleitern aussagefähige und leicht auswertbare Signale aus der Fadenabtastung erzeugbar sind, und bei der Faden universell mit sich voneinander unterscheidenden Bewegungen individuell abtastbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Liefervorrichtung mit dem Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dieser Ausbildung befindet sich nur ein Ende, z.B. der Auslaß oder der Einlaß, des Lichtleiters in dem Umfangsbereich der Speichertrommel, in dem der Faden abgestastet werden soll. Das andere Ende ist hingegen vom Auslaß axial beabstandet. Ein sich über das eine Ende bewegender Faden hat keinen störenden Einfluß mehr auf die optische Zusammenarbeit zwischen dem anderen Ende, z.B. dem Auslaß, und der Empfängeranordnung bzw. der Lichtquelle. Mit anderen Worten ist z.B. der Einlaß an der Oberfläche der Speichertrommel dort positioniert, wo sich der Faden zeitverschoben und/oder mit anderer Geschwindigkeit und/oder in einer anderen geometrischen Anordnung bewegt als über den Auslaß des Lichtleiters. Aufgrund dieser Anordnung ergibt sich eine einfache Signalauswertung, die überraschend durch Oszillationen oder Schwingungen kaum zu beeinträchtigen ist. Von der Abtastvorrichtung wird in Umfangsrichtung der Speichertrommel sehr wenig Platz beansprucht. Aufgrund dieser Anordnung lassen sich nicht nur die Größe des Vorrats bzw. die Bewegung der in Abzugsrichtung vorderen Vorratsgrenze sicher abtasten, sondern alternativ oder additiv auch andere Fadenbewegungen, wie das ordnungsgemäße Aufwickeln des Faden am zulaufseitigen Ende des Vorrats und die rotierende Abzugsbewegung des Fadens.

Bei einer Ausführungsform ist die Position des Einlasses so gewählt, daß sich aus der sehr raschen Bewegung des Fadens über den Einlaß keine das Nutzsignal beeinträchtigende Störung ergibt.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist zusätzlich zur axialen Versetzung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß eine Versetzung in Umfangsrichtung der Speichertrommel vorgesehen. Diese Versetzung kann geringfügig sein.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Lage und/oder Bewegung der Grenze des Vorrats abgetastet, beispielsweise um den Wickelantrieb so zu steuern, daß eine bestimmte Größe des Vorrats eingehalten wird. Bei einer anderen Ausführungsform wird bzw. werden die erste oder die ersten Fadenwindungen im Vorrat auf der Aufwickelseite abgetastet, um einen Fadenbruch im Zulaufweg zum Vorrat festzustellen. Wird das Ende des Lichtleiters freigelegt, dann wird der Aufwickelantrieb abgeschaltet, ein Störungssignal gesetzt, und gegebenenfalls die von der Liefervorrichtung versorgte Textilmaschine stillgesetzt.

Bei einer besonders wichtigen Ausführungsform ist ein Ende des Lichtleiters linienförmig und wesentlich breiter gespreizt ausgebildet als das andere, axial beabstandete Ende desselben Lichtleiters, und ist das eine linienförmige Ende im wesentlichen in Umfangsrichtung der Speichertrommel ausgerichtet und dort angeordnet, wo es von in Umfangsrichtung verlaufenden Fadenwindungen überstrichen wird. Dieses Ende kann der Einlaß oder der Auslaß des Lichtleiters sein. Es wird dadurch eine außerordentlich starke Modulation erreicht, weil der sich quer zu seiner Längsrichtung über das gespreizte Ende bewegende Faden dieses Ende sehr schnell abdeckt bzw. sehr schnell wieder freigibt. Es ergibt sich eine sehr starke Modulation. Wenn sich der Faden hingegen über das andere, axial beabstandete runde oder viereckige Ende hinwegbewegt, dann erfolgt dies mit einer wesentlich schwächeren Modulation, die deutlich von der starken Modulation beim Überstreichen des linieförmigen Endes unterscheidbar ist.

Zweckmäßig besteht der Lichtleiter dabei aus mehreren parallelen Fasern, die im linienförmigen Ende des Lichtleiters in Umfangsrichtung der Speichertrommel nebeneinanderliegen, im anderen Ende hingegen gebündelt sind.

Alternativ kann der Lichtleiter ein flaches Filmband sein, z.B. aus Plexiglas, dessen eines Ende in etwa in Umfangsrichtung der Speichertrommel liegend angeordnet ist, während sein anderes Ende in etwa in Axialrichtung der Speichertrommel angeordnet ist, und zwar axial beabstandet vom einen Ende.

In einer weiteren Alternative kann der Lichtleiter ein Formkörper, z.B. aus Plexiglas oder dgl., sein, der ein flachbandartiges Ende und ein rundes oder viereckiges Ende aufweist, die über einen Lichtübertragungskörper miteinander verbunden sind, wobei das flachbandartige Ende in Umfangsrichtung der Speichertrommel ausgerichtet ist, während das runde oder viereckige Ende axial davon beabstandet liegt. Entweder das flachbandartige Ende oder das andere Ende wird als Einlaß für das Licht verwendet.

Bei einer alternativen Ausführungsform wird der Durchgang des sich schon axial orientierenden Fadens beim Abziehen aus dem Vorrat abgetastet, beispielsweise um die Anzahl der abgezogenen Windungen zu zählen und die Information für die Steuerung der Vorratsgröße rechnerisch zu verwenden und/oder bei einer Meßliefervorrichtung die die Schußlänge begrenzende Stopvorrichtung zu betätigen und/oder bei Ausbleiben von Durchgangssignalen eine Störung anzuzeigen und den Aufwickelantrieb bzw. eine nachgeordnete Textilmaschine abzuschalten (Schußfadenwächter).

Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Abtastvorrichtung mehrere Sensoren auf, die an verschiedenen Positionen unabhängig voneinander Bewegungen des Fadens abtasten. Trotz Abtastung unterschiedlicher Fadenbewegungen wird eine gemeinsame Lichtquellenanordnung verwendet, die auf die zusammengefaßten Einlässe der Lichtleiter ausgerichtet ist. Die zusammengefaßten Einlässe sind so positioniert, daß dort durchgehender Faden keine nennenswerte Störung für die Nutzsignale erzeugt. Eine gemeinsame Lichtquellenanordnung spart Platz und reduziert den Energieaufwand. Es ist möglich, bei der Signalauswertung das Rauschverhältnis (Signal zu StöreinflußVerhältnis) zu verbessern.

Da bei einer zweckmäßigen Ausführungsform jeder Einlaß und jeder Auslaß in demselben stationären Stab der Speichertrommel angeordnet ist, ergibt sich ein zuverlässiges Abtastverhalten. Die Unterbringung des Lichtleiters bzw. der Lichtleiter im Stab ist baulich einfach. Es genügt, beispielsweise einen Lichtleiter wie ein Lichtleitkabel oder eine Lichtleitfaser in Paßbohrungen des Stabes einzuführen, die Enden durch einen Paßsitz oder durch Verkleben zu sichern, und überstehende Endabschnitte bündig mit der Oberfläche des Stabs abzuschneiden.

Besonders zweckmäßig ist die Verwendung eines Lichtleitkabels oder einer Lichtleitfaser aus Glas oder Plexiglas.

Alternativ kann der Lichtleiter auch aus einer Prismen- oder Spiegelanordnung bestehen.

Die Querschnittsflächen des Einlasses und des Auslasses können bewußt klein gehalten sein, ca. nur 1,0mm, so daß sich auch bei dünnen Fäden unterscheidungsfähige Signale bzw. eine deutliche Modulation ergeben. Auch bei linienförmigem und in Umfangsrichtung ausgerichtetem Ende des Lichtleiters kann dessen Breite 1,0 mm oder weniger betragen, während die in Umfangsrichtung gemessene Erstreckung 10 mm oder deutlich mehr beträgt.

Um eine Störung aufgrund der unvermeidbaren Vibrationen der Speichertrommel im Betrieb auf den Signalabgriff und die Signalauswertung zu vermeiden, und um eine sehr aussagefähige Differential-Auswertung zu ermöglichen, sollten zumindest die Empfänger jeweils doppelt vorgesehen und doppelt verschaltet sein.

Durch einen spitzen Winkel speziell des Lichtaustritts aus dem Auslaß mit einem Radius auf die Achse der Speichertrommel durch den Auslaß läßt sich der Einfluß von Streu- oder Fremdlicht auf die Signalauswertung reduzieren.

Das Sensorgehäuse kann bei einer Ausführungsform baulich und montagetechnisch einfach, schlank und kompakt sein. Auch mit mehreren Sensoren für dieselbe Speichertrommel wird eine kurze Baulänge für das Sensorgehäuse erzielt.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird das Abtastverhalten auch unter kritischem Umgebungs- oder Streulichteinfluß durch moduliertes Licht verbessert. Die Modulation des Lichts kann permanent erfolgen. Es ist aber auch denkbar, das Licht nur während bestimmter Betriebsphasen zu modulieren, und zwar z.B. im Bereich von etwa 200 KHz.

Schließlich ist bei einer Ausführungsform mit besonderer Bedeutung dem Abzugsensor die zusätzliche Aufgabe eines Schußfadenwächters der Liefervorrichtung zugewiesen, was einen üblicherweise stromab der Liefervorrichtung vorgesehenen Schußfadenwächter einspart. Die in Umfangsrichtung beabstandeten Auslässe, die aus dem gemeinsamen Einlaß mit Licht gespeist sind, sind in der Lage, die ordnungsgemäße Bewegung des Fadens beim Abzug zu detektieren und rasch ansprechend auf eine Störung zu reagieren, um die Liefervorrichtung und die von der Liefervorrichtung mit Faden versorgte Textilmaschine, z.B. eine Webmaschine, abzuschalten.

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

Fig. 1: eine schematische Perspektivansicht einer Liefervorrichtung mit einer optoelektronischen Abtastvorrichtung,
Fig.2,3,4: Teilansichten von Detailvarianten,
Fig. 5: eine Draufsicht zu einer weiteren Detailvariante, ähnlich der von Fig. 4,
Fig. 6: einen Längsschnitt einer Liefervorrichtung im Detail, die weitgehend mit den Ausführungsformen der Fig. 4 und 5 übereinstimmt,
Fig. 7: ein Funktionsschema,
Fig. 8+9: zwei Detailvarianten in Perspektivdarstellung, und
Fig. 10: eine Variante mit einer Prismen- bzw. Spiegelanordnung.

Eine Liefervorrichtung F gemäß Fig. 1, insbesondere eine Schußfaden-Speicher- und -liefervorrichtung für Webmaschinen, weist ein stationäres Gehäuse 1 auf, in dem ein Antriebsmotor M für ein Wickelelement 7 untergebracht ist und mit diesem einen Wikkelantrieb bildet. Am Motorgehäuse 1 ist eine stationäre Speichertrommel T angebracht, die eine annähernd zylindrische Speicherfläche 2 definiert und einen stirnseitigen Abzugsbereich 3 besitzt. In einem Ausleger 4 des Gehäuses 1 ist unter anderem eine optoelektronische Abtastvorrichtung A untergebracht, und zwar ein sogenannter Vorratssensor R, dessen wesentliche Komponenten im Ausleger 4 eine Lichtquellenanordnung L und eine Empfängeranordnung E, sowie ein Lichtleiter K mit einem Einlaß I und einem Auslaß O in der Speichertrommel T sind. Zwischen dem Einlaß I und dem Auslaß O ist in axialer Richtung ein Abstand vorgesehen, den der Lichtleiter K überbrückt. Der Lichtleiter K kann ein aus Glas oder Plexiglas bestehendes Lichtleitkabel mit einer oder mehreren Fasern (Monoblock oder mehrteiliger Aufbau) oder ein lichtleitender Film sein. Es ist aber auch denkbar, als Lichtleiter K eine Prismen- oder Spiegelanordnung zu verwenden. Der Einlaß und der Auslaß O, I haben beispielsweise einen Durchmesser von je ca. 1 mm.

Die Lichtquellenanordnung L, beispielsweise eine LED für konstantes oder moduliertes Licht (es können in der Lichtquellenanordnung auch mehrere Lichtquellen eng beieinanderliegend angeordnet sein) ist mit ihrem Lichtaustritt auf den Einlaß I ausgerichtet, so daß abgegebenes Licht 5 auf den Einlaß I trifft. Der Auslaß O bzw. die Lichtaustrittsrichtung des Auslasses O ist auf die Empfängeranordnung E gerichtet, so daß mittels des Lichtleiters K übertragenes Licht 6 auf die Empfängeranordnung E trifft. Die Empfängeranordnung kann eine Fotodiode oder ein Fototransistor sein. Es ist denkbar, als Empfängeranordnung auch mehrere eng beeinander gruppierte Fotodioden zu verwenden.

Der mit Y bezeichnete Faden wird der Liefervorrichtung F in Pfeilrichtung zugeführt, durchsetzt das Aufwickelelement 7 und wird mittels des Wickelantriebs in nebeneinanderliegenden Windungen als Vorrat S auf der Speicherfläche 2 abgelegt (nicht gezeigt in Fig.1). Aus dem Vorrat wird der Faden Y überkopf der Speichertrommel T und über den Abzugsbereich 3 in axialer Richtung verbrauchsabhängig abgezogen (bei einer Webmaschine intermittierend mit der Webtaktfrequenz). In Abhängigkeit vom Verbrauch hält der Wickelantrieb den Vorrat auf der Speicherfläche 2 in einer vorbestimmten Größe (axiale Erstreckung oder Anzahl von Windungen). Der Wickelantrieb wird unter anderem, z.B. mit Hilfe des Vorratssensors R so gesteuert, daß er bei Verringern des Vorrats den Vorrat ergänzt, bei Erreichen einer vorbestimmten Größe stillgesetzt wird, oder sich bei relativ regelmäßigen Vorrats-Veränderungen auf ein mittleres Geschwindigkeitsniveau einstellt.

Der Auslaß O ist an einer axialen Position der Speichertrommel T angeordnet, an der in etwa die abzugsseitige Grenze des Vorrats liegen soll. Der Einlaß I ist stromab des Vorrates S und näher beim Abzugsbereich 3 angeordnet als der Auslaß O. Der Auslaß O wird bei sich axial vorwärts schiebenden Fadenwindungen, z.B. durch die vorderste Fadenwindung abgedeckt oder bei Fadenverbrauch unter Abziehen der vordersten Windung wieder freigelegt. Der Faden wird aus dem Vorrat schräg nach vorne herausgelöst, wobei er um den Abzugsbereich 3 umläuft. Bei Abzug einer Fadenwindung passiert der Faden den Einlaß I relativ schnell mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Bewegungskomponente, während die axiale Wanderbewegung der abzugsseitigen Grenze des Vorrats relativ langsam stattfindet.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist (im Ausleger 4) ein Fadenbruchsensor B vorgesehen, der aus der Lichtquellenanordnung L und der Empfängeranordnung E im Ausleger 4 und dem Lichtleiter K mit dem Einlaß I und dem Auslaß O an der Oberfläche der Speichertrommel T besteht. Der Einlaß I befindet sich im wesentlichen an der gleichen Position wie in Fig. 1. Der Auslaß O befindet sich hingegen bei dem Fadenbruchsensor so nahe am Aufwickelelement 7, daß er von der oder den ersten zulaufseitigen Fadenwindungen im Vorrat abdeckbar ist.

In Fig. 3 ist der Speichertrommel T ein Abzugssensor W zugeordnet, der aus der Lichtquellenanordnung L und der Empfängeranordnung E im Ausleger 4 und dem Lichtleiter K mit dem Einlaß I und dem Auslaß O in der Speichertrommel T besteht. Der Einlaß I befindet sich im wesentlichen an der gleichen Position wie in Fig. 1. Der Auslaß O ist hingegen in axialer Richtung näher beim Abzugsbereich 3 angeordnet. Der aus dem Vorrat abgezogene Faden passiert den Einlaß I und den Auslaß O jeweils rasch mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Bewegungskomponente.

In Fig. 4 ist angedeutet, daß der Speichertrommel T mehr als ein Sensor zugeordnet ist, nämlich der Vorrats- bzw. Referenzsensor R, der Fadenbruchsensor B und der Abzugssensor W. Es könnten auch nur zwei dieser Sensoren vorgesehen sein. Diese Abtastvorrichtung enthält eine allen Sensoren gemeinsame Lichtquellenanordnung L und drei Empfängeranordnungen E1, E2 und E3. Die Lichtquellenanordnung L und die Empfängeranordnungen sind zweckmäßigerweise in axialer Richtung aufgereiht. Von dem gemeinsamen Einlaß I, der im wesentlichen an der gleichen Position angeordnet ist wie in Fig. 1, erstreckt sich ein erster Lichtleiter K1 zum Auslaß O1, der auf die Empfängeranordnung E1 ausgerichtet ist (Abzugssensor W), ferner ein zweiter Lichtleiter K2 zum Auslaß O2, der auf die Empfängeranordnung E2 ausgerichtet ist (Vorratssensor R), und schließlich ein dritter Lichtleiter K3 zum Auslaß O3, der auf die Empfängeranordnung E3 ausgerichtet ist (Fadenbruchsensor). Die Auslässe O1, O2, O3 liegen in etwa an den Positionen der Auslässe der Fig. 1, 2 und 3.

Anhand von Fig. 5 ist erkennbar, wie die Auslässe O1, O2 und O3 der Lichtleiter K in etwa in axialer Richtung und voneinander beabstandet angeordnet sind. In dieser Hauptrichtung liegt auch der gemeinsame Einlaß I. Die Speichertrommel T ist als Stabtrommel 8 ausgebildet und weist stationäre, in Umfangsrichtung beabstandete axiale Stäbe 9 sowie zwischen diesen liegende, axiale Stäbe 10 auf. Die Stäbe 10 können ggfs. mit einem nicht dargestellten Vorschubantrieb bewegt werden, um die Fadenwindungen zu seprarieren und auf der Speichertrommel T zum Abzugsbereich 3 vorwärtsschieben.

Der Faden Y wird vom Aufwickelelement 7 in aufeinanderfolgenden Windungen T1 - Tn im Vorrat S auf der Speichertrommel T abgelegt. Die erste Windung T1 wird im Bereich der Position des Auslasses O3 abgelegt. Die in Abzugsrichtung vorderste Windung Tn definiert annähernd die Grenze des Vorrates S und liegt an der Position des Auslasses O2. Der gemeinsame Einlaß I befindet sich stromab des Vorrats S in axialem Abstand von dem Auslaß O2. Der Auslaß O1 befindet sich wiederum stromab vom gemeinsamen Einlaß I und noch näher beim Abzugsbereich 3.

In Fig. 5 ist angedeutet, daß sich die erste Windung T1 über den Auslaß O3 bewegt. Die vorderste Windung Tn des Vorrates S gibt bei Verbrauch den Auslaß O2 mit einer axialen Bewegung frei. Der aus dem Vorrat S bei Verbrauch herausgezogene Faden wird aus der Windung Tn allmählich in axiale Richtung umgelenkt, bis er über den Abzugsbereich 3 hinwegläuft. Dabei passiert er beim Abziehen den gemeinsamen Einlaß I und den Auslaß O1, wobei er den Einlaß I und den Auslaß O1 mit gegebenenfalls unterschiedlichen Bewegungskomponenten in Umfangsrichtungen überstreicht.

Dem Abzugssensor W kann eine zusätzliche Funktion als sogenannter Schußfadenwächter zugewiesen werden, der den ordnungsgemäßen Eintrag eines Schußfadens in das Fach einer Webmaschine zu überwachen hat und bei einer Störung die Webmaschine und die Liefervorrichtung stillsetzt. Zu diesem Zweck sind gemäß Fig. 5 an den gemeinsamen Einlaß nicht nur der zum Auslaß O1 führende Lichtleiter K1 angeschlossen, sondern weitere Lichtleiter K1', die zu in Umfangsrichtung gegenüber dem Auslaß O1 versetzten Auslässen O1' führen. Diesen sind entsprechend viele weitere Empfänger-Anordnungen (nicht gezeigt) zugeordnet. Beim Abzug des Fadens werden auf diese Weise für jede Windung mehrere Signale erzeugt, weil der Faden nacheinander die Auslässe O1 und O1' passiert. Der Abzugssensor W1 ist in diesem Fall nicht nur mit der Steuervorrichtung des Wickelantriebs verbunden, sondern auch oder ggfs. nur mit einer Abschaltvorrichtung für die Webmaschine X, um die Webmaschine bei einer Störung sofort abzuschalten. Sowohl beim Abzugsensor W als auch beim Schußfadenwächter W1 können mehrere Auslässe in einer speziellen geometrischen Konfiguration (axial und in Umfangsrichtung beabstandet) benutzt werden, um, (z.B. mit einer zeitbezogenen Signalauswertung), die Abtastzuverlässigkeit zu erhöhen.

Fig. 5 verdeutlicht auch, daß die Auslässe O1, O2, O3 und der gemeinsame Einlaß I in ein- und demselben stationären Finger 9 axial in etwa hintereinanderliegend angeordnet sind. Geringfügige Versetzungen in Umfangsrichtung zwischen dem Einlaß und den Auslässen sind konstruktionsbedingt möglich. Die Auslässe O1' sind ohnedies gegenüber dem Auslaß O1 in Umfangsrichtung versetzt.

Bei der Liefervorrichtung F gemäß Fig. 6 wird der im Gehäuse 1 untergebrachte Elektromotor M über eine Steuervorrichtung C gesteuert, die unter anderem Signale der Abtastvorrichtung A im Ausleger 4 verarbeitet. Der Motor M treibt eine hohle Hauptwelle 11, an der das Aufwickelelement 7 (ein Hohlrohr) so angebracht ist, daß es benachbart zur Speicherfläche 2 der Speichertrommel T mündet. Die Speichertrommel T ist auf der Hauptwelle 1 drehbar gelagert und wird durch im Motorgehäuse und in der Speichertrommel angeordnete Magneten P an einer Drehbewegung gehindert. Die Speichertrommel T besteht aus einem stationären Stabkäfig 19 mit den Fingern 9, der in Lagern 17 auf der Hauptwelle gelagert ist, sowie aus einem Stabkäfig 18 mit (in Fig. 6 nicht gezeigten), Vorschubfingern (10 in Fig. 5), die zwischen die Finger 9 eingreifen. Dieser Stabkäfig 18 ist mit einer schrägen und exzentrischen Buchse 24 und Lagern 16 auf der Hauptwelle 11 gelagert, derart, daß ihm ohne Drehbewegung von der Hauptwelle 11 eine Taumelbewegung aufgezwungen wird (Separieren und Vorwärtsschieben der Windungen). In ein- und demselben Finger 9 führen die Lichtleiter K1, K2 und K3 vom gemeinsamen Einlaß I zu den Auslässen O1, O2 und O3 an den vorerwähnten Positionen, und zwar in Form gebogener Schlaufen. In Fig. 6 ist am Finger 9 eine Füllmasse 20 vorgesehen, in die die Lichtleiter eingebettet sind. Sie können aber auch freiliegend angeordnet sein. Ferner können die Auslässe und der Einlaß durch eine lichtdurchlässige Schicht 15 abgedeckt sein.

An der Unterseite des Auslegers 4 ist ein schlankes Sensorgehäuse 13 angebracht, in dem auf einer gemeinsamen Platine 12 die Empfängeranordnungen E1, E2 und E3 und die Lichtquellenanordnung L angeordnet sind. Gegebenenfalls sind in Lichtdurchtrittsöffnungen Linsen oder Abdeckungen 14 angebracht. Der axiale Abstand zwischen der Lichtquellenanordnung L und den Empfängeranordnungen E1, E2 und E3 ist jeweils kleiner als der axiale Abstand zwischen dem gemeinsamen Einlaß I und den Auslässen O1, O2 undO3. Zu diesem Zweck schließen die Lichtaustrittsrichtungen der Auslässe O3 und O1 in der Schnittebene jeweils mit einem Radius auf die Achse der Speichertrommel T einen spitzen Winkel ein. Die Empfängeranordnungen E1 und E3 sind entsprechend schräg angestellt. Auch die Lichtaustrittsrichtung bzw. Lichteintrittsrichtung in den gemeinsamen Einlaß I schließt mit einem Radius durch den Einlaß I einen spitzen Winkel ein. Die Lichtquellenanordnung L ist entsprechend schräg gestellt. Wenn sich die Empfängeranordnung E1 in der Schnittansicht gemäß Fig. 6 teilweise mit der Lichtquellenanordnung L überlappt, befindet sie sich in Umfangsrichtung hinter der Lichtquellenanordnung. Entsprechend ist die Lichtaustrittsrichtung aus dem Auslaß O1 von der Schnittebene geringfügig nach hinten schräggestellt.

Am Ausleger 4 ist ferner eine Abzugsöse 21 angeordnet und mit einem Schlitten 22 eine Fadenbremse 23 axial verstellbar gehalten.

In dem Funktionsschema gemäß Fig. 7 ist der Vorrat S aus den Fadenwindungen T1 bis Tn erkennbar, dem der Faden Y von links zugeführt, und aus dem der Faden nach rechts abgezogen wird. Die Lichtleiter K1, K2, K3 verbinden den gemeinsamen Einlaß I mit den Auslässen O1, O2, O3 der Sensoren, die hier ein Fadenbruchsensor B, ein Vorrats- oder Referenzsensor R und ein Abzugssensor W sind. In den Empfängeranordnungen E1, E2, E3 sind jeweils Paare von Fotodioden vorgesehen, die über ein elektronisches Glied ausgangsseitig paarweise verknüpft sind. In der Lichtquellenanordnung ist nur eine LED vorgesehen; es wäre aber auch möglich, hier jeweils mehrere zusammenzufassen. Hiermit (Doppelanordnung der Fotodioden) läßt sich eine die Zuverlässigkeit erhöhende Differentialmessung vornehmen. Die Lichtquellenanordnung bzw. der gemeinsame Einlaß könnten an anderer Stelle der Speichertrommel T angeordnet sein als gezeigt, z.B. im Front- oder Stirnbereich.

Die in den vorhergehenden Ausführungsformen verwendeten Lichtleiter haben im wesentlichen punktförmige Ein- und Auslässe I, O mit einem Durchmesser von ca. 1.0 mm. Alternativ ist es zweckmäßig, gemäß den Fig. 8 und 9 und auch Fig. 10, für den Fadenbruchsensor B und den Vorrats- oder Referenzsensor R Lichtleiter K, K2, K3 in die Speichertrommel D einzusetzen, die ein linienförmig und in Umfangsrichtung der Speichertrommel D wesentlich weiter gespreiztes Ende 27 aufweisen als das axial davon beabstandete andere und in Umfangsrichtung der Speichertrommel wesentlich kleinere Ende 28. Das linienförmige Ende 27 ist in etwa in Umfangsrichtung ausgerichtet, d.h. parallel zu den Windungen TN im Vorrat S des Fadens Y und wird von jeder Windung quer zu deren Längsrichtung überstrichen. Die Breite des Endes 27 braucht nur ca. lmm oder weniger zu betragen, während die in Umfangsrichtung in Richtung einer Hauptachse Z gemessene Länge 10 mm oder mehr betragen kann. Dieses Ende 27 kann entweder als Einlaß I verwendet werden, auf den die Lichtquellenanordnung mit ihrem Lichtauslaß ausgerichtet wird, oder als Auslaß O, O3, O2, so daß dann das andere Ende 28 als Einlaß I (der gemeinsame Einlaß für alle Sensoren) verwendet ist und mit der Lichtquellenanordnung fluchtet. Der Lichtleiter gemäß Fig. 8 kann aus mehreren parallelen lichtleitenden Fasern 25 bestehen, die beim Ende 28 gebündelt sind und eine viereckige oder runde, relativ kleine Fläche an der Oberfläche der Speichertrommel T einnehmen. Die Achse der Speichertrommel T ist in Fig. 8 strichpunktiert angedeutet. Die beiden Enden 27, 28 werden über einen Lichtübertragungskörper 32 (entweder aus auch die Enden 27, 28 definierenden lichtleitenden Fasern 25 oder aus homogenem lichtleitendem: Material) miteinander verbunden. Es ist aber auch denkbar, den Lichtleiter K, K2, K3 für den Fadenbruch- bzw. den Referenz- oder Vorratssensor R, B als Formstück aus Plexiglas, gegebenenfalls als biegsame Folie, auszubilden, einem Werkstoff also, der lichtleitende Eigenschaften (Totalreflektion, lichtsammelnder Kunststoff) hat. Bei Verwendung dieses Lichtleiters für den Fadenbruchsensor B bzw. den Vorrats- oder Referenzsensor R ergibt sich dadurch der Vorteil einer starken Modulation, sobald der Faden quer zu seiner Längsrichtung über das Ende 27 hinwegstreicht, weil dieses Ende sehr rasch vollständig abgedeckt und auch wieder sehr rasch vollständig freigegeben wird. Dank dieser starken Modulation läßt sich das entstehende Signal sehr deutlich unterscheiden von einem Signal, das beim Überstreichen des anderen Endes 28 entsteht, und das eine wesentlich schwächere Modulation hat. Der Abtastbereich für den Faden liegt oberhalb des linienförmigen, gespreizten Endes 27.

Der in Fig. 8 angedeutete Lichtleiter kann auch in einem Abzugssensor W entsprechend den Fig. 3 bis 7 verwendet werden. Das linienförmige Ende 27 wird in einem Bereich des Speichertrommelumfangs plaziert, in dem der abgezogene Faden bereits den Vorrat S verlassen hat und schon eine weitgehend axiale Orientierung zum Abzugsrand 3 hat. Das linienförmige Ende 27 ist dann in etwa parallel zur Orientierung des Fadens im Abtastbereich ausgerichtet, um die starke Modulation zu gewährleisten. Das andere Ende 28, das ggfs. als Einlaß I dient, liegt dann axial vom Ende 27 beabstandet, z.B. näher beim Vorrat S.

In Fig. 9 ist der Lichtleiter K, K2, K3 für den Fadenbruchsensor B bzw. den Referenz- oder Vorratssensor R ein in sich verwundenes, gegebenenfalls flexibles Filmband 29, das ein linienförmiges Ende 27 und ebenfalls ein linienförmiges anderes Ende 28 besitzt. Das linienförmige Ende 27 ist in Umfangsrichtung der mit ihrer strichpunktierten Achse repräsentierten Speichertrommel T ausgerichtet, während das andere Ende 28 in axialer Richtung der Speichertrommel ausgerichtet ist. Jedes Ende 27 oder 28 kann wahlweise als Einlaß oder Auslaß benutzt werden. Gegebenenfalls besteht das Filmband 29 aus mehreren parallel angeordneten Fasern 25. Die Enden 27, 28 sind in axialer Richtung der Speichertrommel beabstandet. Passiert der in Umfangsrichtung liegende Faden bei seiner Axialbewegung das dazu parallele Ende 27, dann tritt eine starke Modulation auf. Passiert hingegen der Faden später das andere Ende 28, so führt dies bei in Umfangsrichtung verlaufender Lage des Fadens oder bei schräg zur Achse ausgerichteter Lage des Fadens zu einer wesentlich schwächeren Modulation, so daß aufgrund der unterschiedlich starken Modulationen das richtige Signal problemlos ableitbar ist.

In Fig. 10 ist angedeutet, daß der Lichtleiter eine Prismen- oder Spiegelanordnung ist, die einen in Umfangsrichtung längeren Prismenkörper 33 mit einer Verspiegelung an seiner schrägen Seite 35 und axial davon beabstandet einen kürzeren Prismenkörper 34 mit einer ebenfalls verspiegelten schrägen Fläche 36 umfaßt. Der Einlaß I befindet sich beispielsweise an der Oberseite des Prismenkörpers 34. Das eintretende Licht wird in axialer Richtung zum Prismenkörper 33 reflektiert und in diesem umgelenkt und nach außen auf die Empfängeranordnung gerichtet. Die Fadenwindung Tn passiert zweckmäßigerweise den Auslaß O parallel zu ihrer Längsachse, so daß sich eine starke Modulation ergibt. Beide Prismenkörper 33, 34 sollten in einen Lichtübertragungskörper integriert sein, der z.B. aus LISA-Kunststoff (Kunststoff mit lichtsammelnden Eigenschaften und innerer Totalreflexion) bestehen kann.

Das Ende 27 des Lichtleiters kann in der Oberfläche der Speichertrommel verdrehbar angeordnet sein, z.B. in einem drehbaren Einsatz. Damit ließe sich das Ende 27 wahlweise in eine zu den darüber hinwegstreichenden Fadenwindungen parallele Lage drehen. D.h. beim Fadenbruch- oder Referenzsensor B, R in etwa in Umfangsrichtung der Speichertrommel T, beim Fadenabzugssensor R in Axialrichtung oder schräg, z.B. unter 45° gegenüber der Axialrichtung. Diese Drehbewegungen sind möglich, dank der Flexibilität des Lichtleiters.

Claims

Liefervorrichtung (F) für einen Faden (Y), mit einer Speichertrommel (T), auf die der Faden tangential mittels eines Wickelantriebs (M, 7) aufwickelbar, in mehreren Windungen (T1 - Tn) in einem Vorrat (S) speicherbar und aus dem Vorrat (S) überkopf der Speichertrommel (T) abziehbar ist, und mit wenistens einer opto-elektronischen Fadenabtastvorrichtung (A), die stationär außerhalb der Speichertrommel eine mit ihrem Lichtaustritt auf die Speichertrommel ausgerichtete Lichtquellenanordnung (L)und eine auf einen Abtastbereich ausgerichtete, signalerzeugende Empfängeranordnung (E, E1, E2, E3) und in der Speichertrommel (T) wenigstens einen darin angeordneten Lichtleiter (K, K1, K2, K3) aufweist, der mit einem nach außen weisenden Einlaß (I) auf den Lichtaustritt der Lichtquellenanordnung (L) und mit einem nach außen weisenden Auslaß (O, O1, O2, O3, O1') auf die Empfängeranordnung ausgerichtet ist, wobei der Einlaß vom Auslaß beabstandet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Einlaß (I) und Auslaß (O, O1, O2, O3, O1') des Lichtleiters (K, K1, K2, K3) an zumindest in axialer Richtung beabstandeten Positionen der Speichertrommel (T) angeordnet sind.
Liefervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (I) des Lichtleiters (K, K1, K2, K3) in Fadenabzugsrichtung stromab der Soll-Grenze des Vorrats (S) und an einer Position an der Speichertrommel (T) angeordnet ist, die der Faden (Y) beim Abzug mit einer raschen Bewegungskomponente in Umfangsrichtung der Speichertrommel passiert.
Liefervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einlaß (I) und Auslaß (O, O1, O2, O3, O1') des Lichtleiters (K, K1, K2, K3) zusätzlich in Umfangsrichtung der Speichertrommel (T) zueinander beabstandet sind.
Liefervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstastvorrichtung (A) ein Vorratssensor, z.B. ein Referenzsensor (R), zum Feststellen der axialen Größe des Vorrats (S) ist, und daß der Auslaß (O, O2) des Lichtleiters (K, K2) in einer Position an der Speichertrommel (T) angeordnet ist, an der die die Soll-Grenze des Vorrats (S) definierende, in etwa in Umfangsrichtung verlaufende vorderste Fadenwindung (Tn) axial vorliegt.
Liefervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung (A) ein Fadenbruchsensor (B) zum Feststellen eines. Fadenbruchs im dem Vorrat (S) zugeführten Faden (Y) ist, und daß der Auslaß (O3, O) des Lichtleiters (K, K3) an einer Position an der Speichertrommel (T) angeordnet ist, an der die zumindest erste oder ersten, aufwickelseitigen Windungen (1) des Vorrats (S) vorliegen.
Liefervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (K, K2, K3) des Fadenbruchsensors (B) und/oder des Vorratssensors bzw. Referenzsensors (R) am von in etwa in Umfangsrichtung verlaufenden Fadenwindungen (T1, Tn) überstrichenen Ende (27) in etwa in Umfangsrichtung der Speichertrommel (T) linienförmig und wesentlich breiter gespreizt ausgebildet ist als an seinem anderen, axial beabstandeten Ende (28), und daß das linienförmige und gespreizte Ende (27) entweder der Einlaß (I) oder der Auslaß (O, O2, O3) des Lichtleiters (K, K2, K3) in der Abtastvorrichtung (A) ist.
Liefervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (K, K2, K3) aus mehreren, parallelen Fasern (25) besteht, die an dem linienförmigen und gespreizten Ende (27) in Umfangsrichtung nebeneinander liegen und an dem anderen Ende (28) in einer runden oder viereckigen Fläche (26) gebündelt sind.
Liefervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (K, K2, K3) ein flaches Filmband (29) ist, dessen eines von den in etwa in Umfangsrichtung der Speichertrommel (T) verlaufenden Fadenwindungen (T1, Tn) überstrichenes Ende (27) in etwa in Umfangsrichtung liegt, und dessen anderes Ende (28) um ca. 90° gegenüber dem Ende (27) verdreht und in Axialrichtung der Speichertrommel (T) in der Speichertrommel (T) liegt.
Liefervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (K, K2, K3) ein Formkörper (31) mit einem flachbandartigen Ende (27) und einem runden oder viereckigen Ende (28) ist, dessen Enden (27, 28) über einen Lichtübertragungskörper (32) verbunden sind, und daß der Lichtleiter mit in Umfangsrichtung der Speichertrommel (T) ausgerichteter Hauptachse (Z) des flachbandartigen Endes (27) und axial beabstandetem, anderen Ende (28) in der Speichertrommel (T) angeordnet ist.
Liefervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung (A) ein Abzugssensor (W) zum Feststellen der Abzugsbewegung bzw. zum Zählen der aus dem Vorrat (S) abgezogenen Windungen (T1-Tn) ist, und daß der Auslaß (O, O1) des Lichtleiters (K, K1) an einer Position in der Speichertrommel (T) stromab des Vorrats (S) angeordnet ist, über die sich der Faden (Y) beim Abzug mit einer raschen Bewegungskomponente in Umfangsrichtung der Speichertrommel (T) bewegt, vorzugsweise jeweils zu einem anderen Zeitpunkt als über die Position des Einlasses (I).
Liefervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung (A) mehr als einen Sensor aus der Gruppe: Vorrats.- bzw. Referenz-, Abzugs- und Fadenbruchsensor (R, W, W1, B), aufweist, daß für jeden Sensor ein eigener Lichtleiter (K, K1, K2, K3, K1') vorgesehen ist, daß die Einlässe (I) der Lichtleiter gemeinsam an einer außerhalb der axialen Erstreckung des Vorrats (S) liegenden Position der Speichertrommel (T) angeordnet sind, und daß für die Sensoren eine gemeinsame, auf die gemeinsamen Einlässe (I) ausgerichtete Lichtquellenanordnung (L) vorgesehen ist.
Liefervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichertrommel (T) nach Art eines Stabkäfigs (8) mit in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden, axialen Stäben (9, 10) ausgebildet ist, und daß Einlaß (I) bzw. Auslaß (O, O1, O2, O3); des bzw. jedes Lichtleiters (K, K1, K2, K3) in ein- und demselben stationären Stab (9) angeordnet sind.
Liefervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (K, K1, K2, K3, K1'), ein vorzugsweise flexibles, Lichtleitkabel aus Glas oder Plexiglas in Monoblock- oder mehradriger Ausbildung ist.
Liefervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (K) eine Prismen- oder Spiegelanordnung ist.
Liefervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen-(L) oder/und Empfängeranordnung (E, E1, E2, E3) aus mehr als einer Lichtquelle bzw. mehr als einem Empfänger besteht, die unmittelbar benachbart oder einander überlappend angeordnet sind.
Liefervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (K, K1, K2, K3, K1') derart in der Speichertrommel (T) festgelegt ist, daß die Lichteintritts-bzw. Lichtaustrittsrichtung des Ein-(I) bzw. des Auslasses (O, O1, O2, O3) mit einem durch den Einlaß bzw. Auslaß gehenden Radius auf die Achse der Speichertrommel (T) einen Winkel einschließt, vorzugsweise in einer die Achse der Speichertrommel (T) enthaltenden Ebene.
Liefervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellenanordnung und die Empfängeranordnung(en) (E, E1, E2, E3) an einer gemeinsamen Platine (12) in einem schlanken Sensorgehäuse (13) zusammengefaßt sind, das an der Unterseite eines sich im Abstand entlang der Speichertrommel (T) erstreckenden Auslegers (4) der Liefervorrichtung (F) angeordnet ist.
Liefervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Lichtquellenanordnung (L) für zumindest zeitweise moduliertes Licht, z.B.in einem Bereich von 200 KHz.
Liefervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Abzugssensor (W, W1) mehrere Lichtleiter (K1, K1') von einem gemeinsamen Einlaß (I) zu mehreren axial vom Einlaß (I) beabstandeten Auslässen (O1, O1') führen, die in Umfangsrichtung der Speichertrommel (T) verteilt angeordnet sind, daß auf jeden Auslaß (O1, O1') eine außenliegende Empfängeranordnung (E1) ausgerichtet ist, und daß der Abzugssensor (W, W1) zusätzlich als Schußfadenwächter ausgebildet und mit einer Abschaltsteuerung einer von der Liefervorrichtung mit Faden belieferten Webmaschine (X) verbunden ist.