DE2443920A1

DE2443920A1 - Optische messvorrichtung fuer eine automatische mehrstationen-garnverarbeitungsmaschine

Info

Publication number: DE2443920A1
Application number: DE19742443920
Authority: DE
Inventors: Barry Evans Bernstein; Robert Stephen Erbstein
Original assignee: Leesona Corp
Current assignee: Leesona Corp
Priority date: 1973-09-19
Filing date: 1974-09-13
Publication date: 1975-03-20
Also published as: IT1021487B; US3902308A; FR2244025A1; JPS5076342A

Description

HENKEL, KERN, FEILER&HÄNZEL

BAYERISCHE HYPOTHEKEN- UND TELEX: 0? 29 802 HNKL D PnIIARH SPHMiD-STRASSF 2 WECHSELBANK MÜNCHEN Nr. 318-85111

tpipfon in im «1197 «30 91 92 AKÜ-bLHMlU-Ä 1^KAS!)t ^l DRESDNER BANK MÜNCHEN 3 914

ThLEhON. (0 89) 66 3197, 66 30 91 - 92 D-8000 MÜNCHEN 90 POSTSCHECK: MÜNCHEN 162147 -

TFLEGRAMME: ELLIPSOID MÜNCHEN TT-

13. SEP.

LEESONA GORPOEATION
Warwick, E.I. / U.S;A.

"Optische Meßvorrichtung für eine automatische Mehrstationen-Garnverarbeitungsmaschine"

Die Erfindung "bezieht sich auf .eine automatische Spinnmaschine mit mehreren Stationen, d.h. auf eine Spinnmaschine mit einem automatisch arbeitenden Bedienungs- oder Wartungsläufer, der an den Seiten der Maschine entlangläuft und an einer Spinnstation längs der Maschine einen "anomalen" Betriebszustand, der eine Bedienung erfordert,-festzustellen und die erforderlichen Arbeitsgänge zur Eückführung der betreffenden Stationen in ihren normalen Betriebszustand durchzuführen.vermag. Insbesondere betrifft die Erfindung eine optische Vorrichtung zur Feststellung der Ankunft des Bedienungs- oder Wartungsläufers an einer oder mehreren der verschiedenen über die

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Länge der Spinnmaschine verteilten Stationen sowie eine die Anzeige dieser Vorrichtung benutzende Laufersteuerung zur wirksamen Ausrichtung des Bedienungsläufers in funktioneller ÜberStimmung mit einer vorgegebenen, zu bedienenden Station.

Ringspinnmaschinen wurden bisher üblicherweise manuell gewartet oder bedient, wobei eine Bedienungsperson eine vorgegebene Zahl von Spinnstationen überwacht, feststellt, wenn an einer vorgegebenen Spinnstation ein "anomaler" Betriebszustand auftritt, d.h., wenn ein Spulenkörper vollgespult oder die Garnzufuhr unterbrochen ist, den je nach Pail teilweise oder vollständig bespulten Spulenkörper abnimmt und einen unterbrochenen Garnfaden wieder verbindet oder das Vorgarn mit einem neuen, leeren Spulenkörper verbindet, um die betreffend® Station wieder in den normalen Betriebszustand asu versütasno Balbei "braucht nicht besonders betont zu werden, daß &®έ manuelle Arbeitsaufwand für diesen Zweck erheblich ist_s weshalb sieh die Textilhersteller in letzter Zeit stark aiaf al® Entwicklung von Vorrichtungen konzentrierten j welGlie di® für die Bedienung oder Wartung solcher Spinnmaschinen erforderlichen Handhabungen im wesentlichen automatisch durchführen. Beispiele für derartige Vorrichtungen siad In äon US-PSen 3 403 866, 3 688 486, 3 724 192 und 5 755 576 beschriebene Im wesentlichen ähnliche Vorrichtungen sind auch in den US-PSen 3 486 319, 3 540 200 und 3 740 937 offenbart.

Obgleich, eich, die ia den genannten Patentschriften offenbarten Vorrichtungen bezüglich Konstruktion und Arbeitsweise in Einzelheiten voneinander.unterscheiden, beruhen sie sämtlich auf dem gleichen Grundgedanken, und sie sehen die Zuordnung eines Bedienungsläufers oder -wagesis zu einer Ringspinnmasciiine vor, welcher aa den Eeihen von. SpinastaisioK.sji an jeder Seite der MaseMn© Ms= tsscI 3a@2?lfiaft o&ms im diese Sta vuLiä. c?.C;lM-i auf @ia©3? £v=e ß-rl^meu Iitr®ek an der

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Maschine befestigten Schiene geführt ist. Der Bedienungsläufer ist dabei mit Fühl- oder Meßvorrichtungen zur Peststellung eines eine Bedienung durch ihn erfordernden anomalen Zustande an einer der Spinnstationen versehen, Typischerweise besteht ein solcher anomaler Zustand im Fertigspulen eines, voll bespulten Spulenkörpers oder in einer Unterbrechung bzw. einem Bruch des an einer bestimmten Spinnstation zum Spulenkörper zulaufenden Garnfadens. Im zuerst genannten Fall zieht der Bedienungsläufer den vollgespulten Spulenkörper von der Spindel an der betreffenden Station ab, setzt einen neuen Spulenkörper auf diese Spindel auf und leitet dann das Anspülen des Garns auf den neu aufgesetzten Spulenkörper ein. Im zweitgenannten Fall kann ein hinteres Garnende vom teilweise bespulten Spulenkörper abgezogen und mit dem gesponnenen Garn vereinigt werden, oder wahlweise kann der teilweise bespulte Spulenkörper abgezogen und durch einen neuen Spulenkörper ersetzt werden, worauf das Aufspulen des gesponnenen Garns wie im erstgenannten Fall auf dem neuen Spulenkörper wieder eingeleitet wird. Nach der Durchführung der Bedienungsfunktion bestätigt der Bedienungsläufer, daß die zu bedienende Station in den normalen Betriebszustand zurückgeführt wurde, worauf der Bedienungsläufer seine Bewegung längs der Spindelreihen wieder aufnimmt, bis eine andere Station festgestellt wird, die einer Bedienung bedarf.

Damit die vom Bedienungsläufer getragene Ausrüstung die für die eben erwähnten Bedienungsvorgänge erforderlichen Handhabungsfunktionen durchführen kann, ist es wesentlich, daß der Bedienungsläufer innerhalb ziemlich enger Toleranzen in Querausrichtung auf die betreffende Spinnstation angeordnet wird. Genauer gesagt, ist daB Anspinnen oder Einfädeln des Spinngarns durch den Läufer des Spinnrings ein kritischer Vorgang, so daß die hierfür eingesetzte Vorrichtung gegenüber

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der Spinnstation genau ausgerichtet sein muß. Diese Ausrichtung kann mechanisch erfolgen, wie dies beim System gemäß der US-PS 3 493 866 der Fall ist, bei welcher an der Spinnmaschine für jede Spinnstation ein Ausrichtschlitz vorgesehen ist, während der Bedienungsläufer mit einer mechanischen Einrichtung, etwa einer Keilvorrichtung versehen ist, die unmittelbar in den Ausricht- oder Positionierschlitz eingreift. Die Verwendung einer mechanischen Verbindung ist jedoch bei dem fraglichen System mit beträchtlichen Nachteilen behaftet, da praktisch jede für den vorgesehenen Zweck geeignete mechanische Vorrichtung beim Anhalten auf die Bedienungsläufereinheit einen erheblichen Stoß ausübt, welcher die häufig vom Bedienungsläufer getragene, empfindliche elektronische Einrichtung stören oder beschädigen und sogar zu einem Bruch von mechanischen Bauteilen führen kann. Außerdem besitzen die mechanischen Anhaltevorrichtungen normalerweise eine beträchtliche Trägheit, so daß sie die für das effektive Anhalten des Bedienungsläufers und für die Wiedereinleitung seiner Überwachungsbewegung erforderliche Zeitspanne wesentlich verlängern können.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer automatischen Bedienungsläufereinheit der in den genannten Patentschriften beschriebenen Art mit einer optischen Fühl- oder Meßvorrichtung, bei welcher die Ankunft des Bedienungsläufers in einer Ausrichtstellung auf eine Spinnstation der Spinnmaschine durch optische Einrichtungen festgestellt wird, die keinerlei körperlichen Kontakt mit den mechanischen Bauteilen der Spinnmaschine erfordern. Diese Vorrichtung wird vorzugsweise zur tatsächlichen Steuerung des Bedienungsläufers herangezogen, um seine Bewegung im richtigen Betriebsverhältnis zur Spinnstation anzuhalten, kann jedoch auch für andere Zwecke benutzt werden, beispielsweise um bei der Bewegung des Bedienungsläufers über die Ausrichtstellung an den

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längs der betreffenden Seiten der Spinnmaschine auf Abstände verteilten Spinnstationen hinaus Steuersignale abzugeben, die eine Reihe von Inspectionsvorgängen zur Feststellung des Zustande des Spinnbetriebs an jeder Station einleiten, um dadurch festzustellen, ob sich ein anomaler Zustand ergeben hat, der eine Bedienung durch den Bedienungsläufer erfordert. Eine weitere Funktion besteht darin, den Bedienungsläufer gegenüber der Spinnmaschine auszurichten, indem die Spindeln von einem vorher festgelegten Bezugspunkt aus gezählt werden. In bevorzugter Ausführungsform weist die erfindungsgemäße optische F-eststell- oder Meßvorrichtung mehrere optische Detektor- oder Meßstufen auf, welche die Bewegung des Bedienungsläufers anzuhalten und ihn gemäß einer vorbestimmten programmierten Folge von Arbeitsschritten in einwandfreier betrieblicher Ausrichtung in Übereinstimmung mit der betreffenden Spinnstation zu bringen vermögen.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teilaufsieht auf eine Spinnmaschine mit einem zugeordneten Bedienungsläufer, der mit einer optischen Meßvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung versehen ist,

Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene schematische, perspektivische Darstellung eines !Teils der Maschine gemäß Fig. 1, welche die der besseren Übersichtlichkeit halber vom restlichen Bedienungsläufer getrennte optische Meßvorrichtung in betrieblicher Beziehung zu den Spindeln der verschiedenen Spinnstationen zeigt,

Fig. 3 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1,

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Fig. 4a eine in stark vergrößertem Maßstab gehaltene Detailansicht einer für die Vorrichtung gemäß Fig. 3 geeigneten Anordnung von Photoisellen,

Fig. 4b eine Fig. 4a ähnelnde Ansicht einer abgewandelten Anordnung von Photozellen,

Fig. 5a, 5b und 5c vereinfachte schematische Darstellungen, auf die Anordnung von Fig. 2 gesehen, welche die räumliche Beziehung der optischen Meßvorrichtung zu einer einzigen Spindelposition in drei aufeinanderfolgenden Betriebsstellungen zeigen,

Fig. 6 ein Schaltbild ©Ines elektronischen Steuerkreises ZUT Verarbeitung der durch zwei' Photozellen der Anordnung giiEiäi Hg ο 4a erzeugten Steuersignale zwecks Liefezrüsg einer Ausgangsanzeige, wenn dieses Photosellenpaar symmetrisch zur Mittellinie der abgetasteten Spinnstation ausgerichtet ist,

Figo "7 eliie graphische Darstellung der Spannungswellenformen der hauptsächlichen Bauteile des elektronischen Schaltkreises gemäß Fig. 6 in zeitlichem Verhältnis zueinander,

FIg _β 8 eine graphische Darstellung der tatsächlichen Ausgangskurven der verstärkten Spannung, die durch die Photodetektoren einer speziellen, den Fig. 4a und 6 entsprechenden Ausführungsform der Erfindung erzeugt wird, welche die überraschende Gleichförmigkeit dieser Kurven sowie ihre räumliche Beziehung zueinander zeigt,

fig« 9 ein. v©r@iaf©©iLt©s S@iialtMl<ä ©Istsi? Ql©lrtrlssheii Schal-

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tung zur Verarbeitung des Ausgangssignals einer Photozelle der abgewandelten Anordnung gemäß Fig. 4b zur Messung des Spitzenansprechens dieser Photozelle,

Fig.10 ein Spannungsdiagramm zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Schaltung gemäß Pig. 9,

Pig.11. eine Pig. 8 ähnelnde graphische Darstellung von Ausgangskurven bei der abgewandelten Anordnung gemäß Pig. 4b,

Pig.12 ein Schaltbild einer abgewandelten elektrischen Schaltung zur Gewährleistung der gleichen Funktion wie die Schaltung gemäß Fig. 9 und

Fig.13 ein Stufendiagramm der Arbeitsfolge zur Steuerung des Betriebs des Bedienungsläufers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt in stark schematisierter Form in einer leildarstellung die wesentlichsten Bauteile einer allgemein mit 20 bezeichneten Textilspinnmaschine. Diese Bauteile umfassen eine Basis bzw. einen Sockel 22, der eine Spindelbank 37 trägt, auf der eine Reihe von Spindeln S jeweils getrennt drehbar gelagert sind. Jede dieser Spindeln S stellt dabei eine eigene Spinnstation an der Maschine dar. Da nur die Pußteile der Spindeln S für die Erfindungszwecke von Bedeutung sind, sind die restlichen Spindelteile in Pig. 1 weggelassen, doch ist zu beachten, daß jede Spindel einen teleskopartig auf sie aufgesetzten Spulenkern abnehmbar zu tragen vermag, der zur Aufnahme eines zu einem Garnwickel oder -körper zu spulenden Garnfadens dient. Jede dieser SpindelStationen S kann als eine "Mittellinie" besitzend angesehen werden, die durch eine lotrechte Ebene gebildet wird, welche quer zur Reihe der Spindeln S durch die Spindelachse verläuft. In Fig. 1 sind

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mehrere derartige Mittellinien durch, die gestrichelten Linien CL. angedeutet.

Zur Durchführung der in den eingangs genannten US-PSen, auf deren Offenbarungen hiermit Bezug genommen wird, vorgesehenen Wartungs- "bzw. Bedienungsvorgänge ist ein in Fig. 1 lediglich durch sein Gehäuse C dargestellter Bedienungsläufer T vorgesehen, welcher an der Reihe der Spindeln S entlangläuft. Pur die Erfindungszwecke ist es unwesentlich, ob der Wagen des Bedienungsläufers auf längs der Vorderseite der Spinnmaschine angeordneten Schienen läuft oder wahlweise von über der Spinnmaschine angeordneten Schienen getragen wird. Die erste dieser beiden Möglichkeiten ist beispielsweise in der US-PS 3 403 866 und die zweite in der US-PS 3 724 192 beschrieben, und beide Möglichkeiten eignen sich gleich gut für die Erfindungszwecke. Bei der dargeetellten Ausführungsform ist die erste dieser beiden Möglichkeiten gewählt, wobei die Schienenführung aus zwei mit Abstand parallel zueinander angeordneten Schienen 26 unterhalb des Wagens C auf dem Spinnmaschinensockel 22 besteht, auf denen ein Satz von an der Unterseite des Wagengehäuses C gelagerten Rädern 28 abrollt. Dieses Gehäuse ist an der rechten Seite von Fig. 1 weggebrochen dargestellt, so daß zwei am rechten Ende des Wagengehäuses C vorgesehene Räder ersichtlich sind, die auf einer gemeinsamen Welle 30 sitzen, welche in von der Unterseite des Gehäuses C nach unten ragenden Lagern 32 gelagert sind.

Zur Lieferung der Antriebskraft für die Hin- und Herbewegung des Bedienungsläuferβ T ist eine Antriebseinrichtung für den Wagen vorgesehen, die gemäß Fig. 1 aus einem vom Wagengehäuse getragenen Motor M besteht, dessen Motorwelle über einen registerhaltigen Riemen, z.B. einen Zahnriemen mit einer auf der Welle 30 sitzenden Antriebsriemenscheibe verbunden ist. Dem Motor M ist ein Drehzahlgeber bzw. Tacho-

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meter K zugeordnet, welcher eine Anzeige für die Motordrehzahl liefert, die auf noch zu erläuternde Weise eine Steuerfunktion erfüllen kann. Zur Unterstützung des Anhaltens der Bewegung des Bedienungsläuferwagens 0 beim Abschalten des Motors M ist am Wagengehäuse außerdem eine Wagenbremse B montiert, die eine Bremsbacke 35 aufweist, welche durch eine zweckmäßige Betätigungseinrichtung, beispielsweise eine einen Teil der Bremse B bildende Magnetspule oder dergl. in Bremseingriff mit der Welle 30 vorschiebbar ist. An der der Spindelreihe zugewandten Innenseite des Wagengehäuses ist eine optische Fühl-·bzw. Meßeinheit 0 vorgesehen, die bei der dargestellten Ausführungsform aus einem kombinierten optischen Projektor/Empfänger-Rohr besteht, das mit seiner Achse parallel zu den Mittellinien der Spinnpositionen S angeordnet ist und mit seinem Innenende durch die Innenwand des Wagens C hindurchragt, so daß es ein "Sichtfeld" besitzt, in welchem bei der Bewegung des Bedienungsläufers T längs der Schienen 26 ein Teil jeder Spindel S abtastbar ist.

Das räumliche Lagenverhältnis zwischen der optischen Meßeinheit 0 und den Spindeln S ist aus der perspektivischen Darstellung von Pig. 2 deutlich ersichtlich. In Pig. 2 ist die Reihe der Spindeln S dargestellt, die jeweils einen vorrichtungsfesten, an einer gemeinsamen Spindelbank 37 befestigten Tragpfosten 36 und einen drehbaren Oberteil 40 aufweisen, wobei diese Oberteile auf dem vorrichtungsfesten Lager- bzw. Tragpfosten 36 drehbar gelagert sind und durch einen Antriebsriemen 39, der mit einem zwischengefügten Wirbelabschnitt 38 in Kraftschlußberührung steht, in Drehung versetzt werden können. Erfindungsgemäß ist die anderweitig herkömmliche Konstruktion der SpindelStationen S in der Weise abgewandelt, daß jeweils eine gekrümmte Reflexions- bzw. Spiegelfläche R vorgesehen ist, die bei der Aueführungsform gemäß Fig. 2 die Form eines kurzen Stücke einer polierten,

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zylindrischen Manschette "besitzen kann, welche unterhalb der Ebene der Spindelbank 37 am betreffenden Spindelpfosten 36 befestigt ist. Die optische Meßeinheit 0 ist am Boden des Wagengehäuses G mittels einer etwa lotrechten Halterung 42 in einwandfrei lotrechter Ausrichtung auf die Reflexionsflächen R montiert.

Die Einzelheiten des kombinierten optischen Projektor/Empfäriger-Rohres 0 sind am besten aus Fig. 3 ersichtlich, Gemäß Pig. 3 weist das Rohr "bzw, der Tubus 0 einen an seinem innersten Ende eine Linse 46 tragenden^ einwärtsgerichteten Rohrabschnitt 44 sowie einen äußeren Gehäuseabschnitt 48 auf. Im Gehäuseabschnitt 48 ist mit Abstand axial sum Rohr 44 und zur Linse 46 ®ia@ Mel-rkmella 50 angeordnet, die über eine elektrische 2rfil©Itimg 31 as Spannung legbar ist und welche einen Lichtstrahl alt ausreichend hoher"Intensität über einen lIeSitteIl©aö,®a Spiegel 52 - der in der Optik als "Strahlteiler'³ feekanatsai Art an übertragen vermag« Gemäß Fig. 3 ist öler Spiegel 52 unter einem Neigungswinkel gegenüber der Achse ä©'£ Lichtquelle 50 angeordnet, wobei er das Licht in Richtung auf ίί,Ιβ Linse 46 durchläßt und beim Empfang der in Gegearielitung durch die Linse 46 reflektierten Strahlung einen ffiiQlBibaren Anteil dieser Strahlung quer zur Achse, der optischen Einheit, d.h. bei der dargestellten Ausführungsform abwärts reflektiert. Innerhalb des Gehäuseabschnitts 48 ist im wesentlichen unterhalb des lichtteilenden Spiegels 52 ein Tragblock vorgesehen welcher eine Reihe von einstückig mit einer Halterung 56 ausgebildeten Photozellen P abnehmbar trägt. Die Halterung 56 weist einen lotrecht abwärts weisenden Flansch 58 auf, der zwei Abstand voneinander besitzende, waagerechte Zapfen 60 trägt, die mit Schiebesitz in zugeordnete Bohrungen im fragbloek 54 ©Imsetzbai? sind ο As. Ihrer Oberseite Ist dl© Halterung 36 alt Qia©r fl&ßliea AiiBaefeBiimg vers©b,©H.j, Ia welch© <3Aq Βμχάο, xroa Bi©t@g©lXcii 3? olasetsbar ist»

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Die Zahl der in der Anordnung P enthaltenen Photozellen ist innerhalb des Rahmens der Erfindung weiten Änderungen zugänglich. In den Fig. 4a und 4b sind in stark vergrößertem Maßstab zwei spezielle Ausführungsformen dargestellt. Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 4a sind sechs Photozellen P₁ ^-Pg vorgesehen, die jeweils paarweise angeordnet sind, wobei jedes einzelne Paar auf noch näher zu beschreibende Weise eine getrennte Meßstufe darstellt. Die Meßstufen I, II und III umfassen somit die Photozellen P₁ und Pp, P, und P. bzw. P₁- und Pg. Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß Pig. 4b wirken die Photozellen jeweils einzeln, so daß insgesamt drei Photozellen P¹., P'g und P' vorgesehen sind, die jeweils als getrennte Meßstufen wirken. In jedem Fall sind die Photozellen P in einer parallel zur Ebene des lichtteilenden Spiegels 52 verlaufenden Reihe angeordnet. Dies bedeutet, daß eine durch die Photozellenreihe verlaufende Ebene die Ebene des Spiegels 52 in einer Linie parallel zur Photozellenreihe schneidet. Eine andere Abwandlung der bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 4a besteht in der Verwendung von fünf Photozellen, die so angeordnet sind, daß die Zelle P, entfällt und die Photozellen P. und P,- die Meßstufe II und die Photozellen P₅ und P₆ die Meßstufe III bilden. Die Photozelle P₅ ist dabei den Meßstufen II und III gemeinsam zugeordnet, wodurch

Größe und Komplexität der Photozellenanordnung P vermindert werden.

Die Lichtübertragung von den verschiedenen Photodetektoren P kann auf verschiedene, dem Fachmann auf diesem Gebiet geläufige Weise erfolgen. Die Photodetektoren P können somit, wie noch näher erläutert werden wird, jeweils unmittelbar durch einen Photowandler gebildet sein, der elektrisch an einen entsprechenden Schaltkreis angeschlossen ist, oder die Photodetektoren P können wahlweise durch die Enden von optischen Faserbündeln gebildet sein, welche das vom Spiegel 52'

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reflektierte Licht empfangen und zu Photowandlern an irgendeiner entfernt gelegenen Stelle übertragen. Die Einzelheiten dieser Ausführungsformen sind nicht erfindungswesentlich, daher auch nicht näher veranschaulicht.

Ziemlich überraschend hat es sich herausgestellt, daß dann, wenn auf eine gekrümmte Spiegelfläche, etwa auf die mit E bezeichnete Spiegelfläche ein Lichtstrahl mit ausreichender Winkelausdehnung fällt, so daß er einen weiten Kreisbogen dieser Fläche, vorzugsweise einen vollen Kreisbogen von 180° bestrahlt, und sich eine Anordnung von auf Abstand voneinander stehenden Photodetektoren als Ganzes gemeinsam mit der Lichtquelle relativ zur feststehenden Spiegelfläche bewegt, von dieser Spiegelfläche ein reflektierter Lichtstrahl empfangen werden kann, der in einem engen Schlitz ausreichend stark gebündelt werden kann, so daß er jeden Photodetektor selektiv bestrahlt, wobei sich dieser Lichtfleck während der genannten Relativbewegung über die Reihe der Photodetektoren verschiebt und diese abtastet. Vom Standpunkt der Erfindung ist es noch wesentlicher_p daß die Intensität des von jedem Photodetektor dieser Anordnung empfangenen Lichts unerwarteterweise einem höchst gleichmäßigen Schema folgt, und zwar ungeachtet der "Verschiebung gewisser Photodetektoren infolge ihrer Relativbewegung von der Mittellinie der Spiegelfläche hinweg. Im Hinblick auf die normalen Gesetze der Lichtreflexion könnte erwartet werden, daß dann, wenn ein Lichtstrahl auf eine gekrümmte Spiegelfläche fällt,· die Intensität des von dieser Spiegelfläche zurückgeworfenen Lichtstrahls genau in der Mitte dieser Fläche ein Maximum erreichen würde, während bei der Querverschiebung der Lichtquelle von der Mittelachse der Spiegelfläche hinweg die Intensität des reflektierten Lichtstrahls schnell abnimmt oder abfällt, was auch der EaIl ist. Es konnte jedoch nicht erwartet werden, daß dieser Effekt praktisch konstant sein würde, wenn der reflektierte Lichtstrahl winkelmäßig gegenüber der Achse des

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Systems verschoben wird. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß dann, wenn die Gesamtheit der Spiegelfläche oder zumindest der größte Teil ihres Kreisbogens mehr oder weniger stark beleuchtet wird, die den reflektierten Lichtstrahl empfangende Photodetektoreinrichtung ein beträchtliches Stück von der Mittellinie der Spiegelfläche weg verschoben werden kann, ohne daß sich eine wesentliche Änderung der Intensität und des Schemas des von den Photozellen empfangenen, reflektierten Lichtstrahls ergibt.

Die eben beschriebene Erscheinung trat also völlig überraschend auf. Zur Erläuterung dieser Erscheinung ist die Arbeitsweise der optischen Fühl- bzw. Meßeinheit gemäß der Erfindung in den Pig. 5a, 5b und 5c schematisch in drei aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten veranschaulicht. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die Relativpositionen der Lichtquelle 50 und der Anordnung der Photozellen bzw. Photodetektoren P umgekehrt worden, so daß die Photozellenanordnung im wesentlichen auf der Achse der Linse 46 liegt und die Lichtquelle 50 in Querrichtung zur einen Seite hin versetzt angeordnet ist, wobei das Arbeitsprinzip jedoch in jedem Pail das gleiche bleibt. Hierbei sind nur drei Photozellen veranschaulicht, deren Größe aus Darstellungsgründen wesentlich übertrieben dargestellt ist. Gemäß Fig. 5a nähert sich die Einheit 0 der Achse der gekrümmten Spiegelfläche R, doch befindet sie sich, wie duroh den strichpunktierten Lichtkegel der Einheit 0 angedeutet, noch ein kurzes Stück von dieser Achse entfernt. Der projizierte Lichtstrahl ist durch diese strichpunktiertenLinien angedeutet und die Breite dieses Lichtstrahls ist groß genug, um die gesamte Spiegelfläche R zu beleuchten. Dabei vermag nur ein begrenztes, mit R bezeichnetes Segment der Spiegelfläche R die- Strahlung innerhalb der Ausdehnungsgrenzen der Linse 46 zurückzuwerfen, wobei diese Linse den reflektierten Lichtstrahl zu einem dünnen, lotrechten Streifen oder Strich bündelt, welcher in der

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in Pig ο 5a dargestellten Position auf den ersten Photodetektor P₁ der Photozellenanordnung fällt. In Pig. 5b fällt die Achse der optischen Einheit 0 infolge ihrer Weiterbewegung nunmehr genau mit der Achse der Spiegelfläche R zusammen. Der Lichtstrahl wird dabei vom gleichen begrenzten Segment R_x wie vorher zurückgeworfen und durch die Linse 46 gleichfalls zu einem Strich gebündelt, welcher nunmehr auf den in der Mitte befindlichen Photodetektor P₂ fällt. Sodann bewegt sich die Einheit 0 an der Achse der Spiegelfläche R vorbei, wobei der vom Segment R zurückgeworfene Lichtstrahl gemäß Pig. 5c auf den Photodetektor P₅ fällt.

Im Gegensatz su dem₉ was anhand der vorherigen Ausführungen erwartet werden könnte, hat es sich herausgestellt, daß der reflektierte Lichtstrahl in jedem der drei aufeinanderfolgenden Schritt© gaaäß den Fig. 5a, 5b und 5c jeweils vom gleichen Kreisloogaasegment R der Spiegelfläche geliefert wird₉ wobei - xfas noch wichtiger ist - die Intensität des die eiiistalaeri Pliotodetektoreii P₁ - P~ abtastenden Lichtstrichs jeweils praktisch genau gleich groß ist. Dieses Ergebnis ist in Hg ο B tiargestellt j, in welcher die tatsächlichen AnsprechfeWen für eine Anordnung aus sechs Photodetektoren wie bei oi®5? bevorzugten Aiisführungsform gemäß Pig. 4a ausgewertet sind. Die Gleichförmigkeit sowohl der Krümmung als auch der Spitzenintensität dieser verschiedenen Kurven ist beachtenswert , und infolge äieser Gleichförmigkeit können die von den betreffenden ?hotod@t@ktoren erzeugten Lichtsignale elektronisch, ausgewertet werden,, ura eine genau reproduzierbare Anzeige der Relativstellung in bezug auf die Achse der Spiegelfläche S und somit zwischen der Station S und der optischen Einheit O bzw«, dem 3edienungeläuf@z?wag@n C zu liefern, Indem die verscniedenen PhotodetslEtorea der iaor&iaimg Ib, Einern bekaisataa A1b9tamdeT©ieM,its-i[! cp,©r^j _B eLlio sssüireckt iilioi.? die Achse der optischen ΙΙξαθΙϊ Q &ϊΆ{ΐβθΐ£<αΆ®% iwt@.qii₉ lises festgestellt eLi© !üttaiaelis© &®is optiDefe®a Siiälieit genau auf

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die Achse der Spiegelfläche R und folglich der Spinnstation ausgerichtet ist, während zudem innerhalb festgelegter Grenzen das Vorhandensein einer Relatiwerschiebung zwischen diesen Achsen bestimmt werden kann. Es ist mithin möglich, sowohl die Ankunft der Einheit an der Mittellinie der Spinnstation festzustellen als auch dann, wenn der Wagen des ■Bedienungsläufers endgültig angehalten worden ist, zu bestimmen, ob die Einheit tatsächlich innerhalb annehmbarer Grenzen genau auf die Mittellinie der Spinnstation ausgerüstet ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Photozellen, die bei der Bewegung des Schlittens an den einzelnen Spindelpositionen vorbei durch die Reflexion von den gekrümmten Spiegelflächen an den jeweiligen Spindelpositionen erregt werden, paarig angeordnet, wobei das Ansprechverhalten der Zellen jedes einzelnen Paares elektronisch auf bestimmte Weise verglichen wird, um eine Anzeige für das Auftreten eines Übereinstimmungszustands zu liefern, der beim Vorbeilauf des Wagens vorübergehend und bei angehaltenem Wagen andauernd sein kann. Wie erwähnt und wie in Pig. 8 dargestellt, erreicht das Ansprechverhalten jeder Zelle bei der Bewegung zur Mittellinie einer vorgegebenen Spinnstation und über diese hinaus einen Kurvenscheitelpunkt, der vergleichsweise scharf definiert ist, wenn die gekrümmte reflektierende Spiegelfläche im Vergleich zum Abstand zwischen der Photozellenanordnung und der Spindelachse einen verhältnismäßig kleinen Radius besitzt. Dabei sind selbstverständlich durch Änderung des Radius der reflektierenden Spiegelfläche gewisse Änderungen der Breite des Scheitelpunkts möglich. Bei der bevorzugten Ausführungeform der Erfindung sind die beiden Photozellen jedes Paares so dicht nebeneinander angeordnet, daß sich die benachbarten Planken ihrer jeweiligen Kurven überlappen und mehr oder weniger X-förmig an irgendeiner Stelle in der Mitte ihrer Höhe schneiden. Bei dieser Ausführungsform gibt dieser Schnitt-

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punkt einen Bezugspunkt an, der auf die genaue Mittellinie der durch das Photozellenpaar abgetasteten Spinnstation abgestimmt werden kann, weil die Photozellen eine feste, bekannte Position relativ zur optischen Achse der Einheit einnehmen, und Ansprechkurven mit höchst gleichförmiger Krümmung erzeugen, die somit symmetrisch gegenüber einer Linie verlaufen, welche sich parallel zur optischen Achse durch ihren Schnittpunkt erstreckt.

Das Auftreten dieses Schnittpunkts zwischen den Ausgangskurven jedes Photozellenpaares wird elektronisch festgestellt, wobei in Fig. 6 eine für diesen Zweck geeignete Schaltung für ein vorgegebenes Paar von Photozellen dargestellt ist. Das von dieser Schaltung zu erfüllende grundsätzliche Erfordernis besteht darin, den Punkt zu ermitteln, an welchem die Ansprechkurven der beiden Photozellen einander gleich sind, vorausgesetzt, daß dieser Punkt eine bestimmte Bezugsspannung Vf. übersteigt. Diese Voraussetzung ist deshalb nötig, weil das Ansprechverhalten der beiden Photozellen auch beim Fehlen eines auf sie fallenden Lichtstrahls gleich sein kann, so daß dieser Fall zur Vermeidung einer Falschanzeige ausgeschlossen werden muß.

Gemäß Fig. 6 sind die Photodetektoren bzw. Photozellen 62, 64, die aus Photo transistoren bestehen können, in Eeihe mit einem Widerstand 65 spannungsmäßig an eine Gleichstromquelle angeschlossen. Das Ausgangssignal jeder dieser Photozellen wird an den Eingang eines eine geschlossene Schleife" aufweisenden Operationsverstärkers 66 bzw. 68 angelegt, dessen Verstärkungsgrad durch das Verhältnis der Widerstände in der Rückkopplungsschleife stimmt wird. Die Funktion dieser Operationsverstärker 66, besteht darin, sowohl die Ausgangsspannung des betreffenden Phototransistors zu verstärken als auch eine hohe Eingangsimpedanz einzuführen, um eine Dämpfung der über die V/ider-

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stände 65 erzeugten Spannring zu verhindern, wobei der effektive Widerstandswert dieser Widerstände 65 so niedrig gewählt ist, daß die Ansprechzeit der Phototransistoren kurz genug ist, um die Vorrichtung unabhängig von der Wagengeschwindigkeit zu machen. Die beiden Operations-Verstärker 66, 68 .sind mit ihren Ausgängen mit den beiden Eingängen'von zwei eine offene Schleife bildenden Operationsverstärker 70, 72 über Kreuz verbunden ("cross-referenced"), d.h. der Ausgang des Verstärkers 66 ist an den Pluseingang des Verstärkers 70 und an den Minuseingang des Verstärkers 72 angeschlossen, während der Ausgang des Operations .-Verstärkers 68 mit dem Pluseingang des-Verstärkers 72 und dem Minuseingang des Verstärkers 70 verbunden ist. Die beiden eine offene Schleife bildenden Verstärker vergleichen somit effektiv die verstärkten Ausgangssignale der beiden Photozellen, so daß dann, wenn das Ausgangssignal der Photozelle 62 höher ist als dasjenige der Photozelle 64, das Ausgangssignal des entsprechenden Verstärkers 70 hoch und dasjenige des anderen Verstärkers 72 gleich Null ist. Liefert dagegen die zweite Photozelle 64 ein höheres Ausgangssignal als die erste, so ist das Ausgangssignal des entsprechenden, eine offene Schleife bildenden Verstärkers 72 hoch, während dasjenige des Verstärkers 70 gleich Hull ist. Die Verstärker 70, 72 besitzen einen hohen Verstärkungsgrad von etwa 20 000 und liefern eine maximale Ausgangsspannung von beispielsweise etwa 13V.

Die genannte Bezugsspannung V _f wird durch einen Spannungskomparatorkreis geliefert, der zwei Dioden 74» 76 aufweist, von denen jede das verstärkte Ausgangssignal einer der Photozellen 62, 64 auf nimmt, und die nach Art eines ODER-Glieds entsprechend den verstärkten Spannungen .der Photozellen " --;· wirken und eine der höheren der beiden verstärkten Spannungen entsprechende . - Ausgangsspannung liefern. Die Ausgangsspannung von den beiden Dioden wird in einem weiteren, eine

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offene Schleife aufweisenden Operationsverstärker 78 verstärkt, dessen negativer "bzw. Minuseingang über einen Regelwiderstand 80 an Masse liegt, um eine Einstellung des Werts der Bezugspannung zu ermöglichen. Die Ausgangsspannung vom Verstärker 78 wird an zwei UND-Glieder 82, 84 angelegt, die auch das Ausgangssignal von monostabilen Multivibratoren 86, 88 empfangen, deren Eingänge mit den Ausgangssignalen von den offene Schleifen aufweisenden Verstärkern 7O> 72 gespeist wer den. Die Ausgangssignale von den "beiden IWD-Gliedern 82, 84 'werden am ODER-Glied 90 kombiniert, so daß eine Ausgangsspannung Vj. geliefert wird.

Die Arbeitsweise der eben "beschriebenen Schaltung läßt sich anhand eines SpannragBäiagr-amms gemäß Fig. 7 besser verstehen, in welchem das Anspreehverhalten der-Hauptbauteile der vorstehend beschriebenen Schaltung verglichen ist. In der obersten Seile dieses Diagramms sind die Ansprechkurven der Photosellen unter der Annahme dargestellt, daß sich die Pkotossllen in die durch den Pfeil angedeutete Pachtung be- wegen« Ber JÄstand zwischen den Kurven ist dabei derart, daß sie einander an einer einzigen, mit Y bezeichneten Stelle fseteaeiöeri. Die Bezugsspannung V_ref, die einen quantitativen Wei't Ton etwa 2 V besitzen kann, ist dvirch die waagerechte gestrichelte linie angedeutet.

Der Verstärker 78 vergleicht das höhere der verstärkten Ausgangssignale der Piiotozellen 62, 64 mit der Bezugsspannung V -, und wenn das Ausgangssignal von einer dieser Photozellen die Bejsugsspannung übersteigt, erreicht das Ausgangss'ignal des Verstärkers 78, wie durch die zweite linie in Fig. 7 dargestellt j einen hohen Wert. Der durch die dritte linie angedeutete Yerstärksr 7.0 orrelolit eis laoli-se Aiisgangssigzialj, u@3sa die ir@rstärte-fec Eingangs spaimmg royy der Photozeil© 62 dia verstSrlste Eixigaiigsspaaninig öls.i? Pliotoselle 64 "übersteigt_f ifäksQiia sela Amsga35.gssig1s.al siiif IpJLI abfällt,

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wenn am Punkt Y der entgegengesetzte Fall eintritt. Der Verstärker 72 verhält sich selbstverständlich umgekehrt zum Verstärker 70, d.h. sein Ausgangssignal wird hoch, wenn die verstärkte Ausgangsspannung der Photozelle 64 diejenige der Photozelle 62 am Punkt Y übersteigt, wobei sein Ausgangssignal hoch bleibt, bis das Ansprechverhalten der Photozelle, wie in der nächsten Zeile dargestellt, auf Null zurückkehrt .

Die monostabilen Multivibratoren 86, 88 triggera nur bei einem in positiver Richtung ansteigenden Impuls, und sie sind so ausgelegt, daß sie einen Ausgangsimpuls mit einer Breite liefern, die im Vergleich zu der Periode, während welcher der Komparatorverstärker 78 im hohen Ausgangszustand verbleibt, klein ist. Der Multivibrator 86 gibt somit sofort einen Impuls ab, wenn der Verstärker 70 auf den hohen Zustand übergeht, während der andere Multivibrator 88 augenblicklich einen Impuls erzeugt, wenn der Verstärker 72 auf den hohen Zustand übergeht, wie dies in der fünften und in der sechsten Zeile von Mg. 7 dargestellt ist. Durch Vereinigung der Ausgangsimpulse der beiden Multivibratoren 86, 88 mit der Ausgangsspannung des Komparatorverstärkers 78 über die UND-Glieder 82, 84 und das ODER-Glied 90 wird eine endgültige Ausgangsspannung V_QU. an einem der anfänglich gestellten Bedingung genügenden Punkt erhalten, d.h. wenn die verstärkten Spannungen der beiden Photozellen an einem über der Bezugsspannung V _f liegenden und mit dem Punkt Y übereinstimmenden Pegel gleich groß sind.

Die vorstehend beschriebene Schaltung ist ersichtlicherweise gleichermaßen effektiv, wenn die Bewegungsrichtung der Photozellen gegenüber derjenigen gemäß Fig. 7 umgekehrt wird und sie ist zudem unabhängig von den Relativpegeln der Anfangsspannung der beiden Photodetektoren. Bei möglichen unterschiedlichen Eigenschaften von anderweitig identischen Photo-

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detektoren sowie möglichen unterschiedlichen Umgebungsbedingungen für diese sollte die Anfangsspannung einer der beiden Photozellen höher sein als diejenige der anderen. Da jedoch eine etwaige anfängliche Änderung in den relativen Spannungspegeln der beiden Detektoren außerhalb der Zeitspanne auftritt, während welcher sich der Komparatorverstärker 78 in seinem hohen Zustand befindet, haben Änderungen dieser Pegel keinen Einfluß auf das gewünschte Ausgangssignal der Schaltung.

Bei einer abgeänderten, aber weniger bevorzugten Ausführungsfora der Erfindung ist anstelle der paarigen Photozellen bei der bevorzugten Aueführungsfona eine einzige Photodetektorzelle vorgesehen, um eine Inseige für das Erreichen einer entweder vorübergehenden oder andauernden tfbereinstimmungsposition mit der Mittellinie einer Spindelstation zu liefern. Vorzugsweise sind dabei drei derartige Photozellen auf die vorher in Verbindung mit Mg. 4B erwähnte Weise zu einer Photozellenanor&ming zusammengefaßt, wobei die Ansprechkurven der Photozellen dieser Anordnung in der Praxis den in Fig. 11 für die drei Photozellen Ρ⁸., P'₂ und P*s dargestellten Relativschemata entsprechen würden. Bei dieser Ausführungsform sei angenommen, daß das Ausgangssignal jeder einzelnen Photozelle ©ine dlfferensierbare Funktion mit einem einzigen Maximum ist _g so daß der Wert dV/dt im Bereich nahe des Maximums hoch ist. Diese Voraussetzung entspricht eraichtlieJierweise den Änsprschkurven gemäß Fig. 11. Unter diesen Bedingungen kann das Auftreten des einzigen- Maximums, d.h. des Scheitelpunkts der Ansprechkurve festgestellt werden^ wodurch eine Anzeige dafür geliefert wird, daß die betreffende Photozelle in Ausrichtung auf die Mittellinie einer|vorgegebenenSpinB,statioii gelangt ist.

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In Pig. 9 ist eine einfache Ausführungsform einer elektronischen Schaltung zur Feststellung des Auftretens einer Spannungsspitze dargestellt, bei welcher das Ausgangssignal von dem mit 100 bezeichneten Photodetektor, der wiederum spannungsmäßig mit einem Widerstand 102 verbunden ist, über eine Diode 104 zu einem Kondensator 106 und dann über einen Differenzverstärker . 108 geleitet wird. Das. Ausgarigssignal des Photodetektors 100 wird außerdem zu Vergleichszwecken über eine getrennte Diode 110 zu einem Differenzverstärker 108 geleitet. Das Ausgangssignal des Differenz-■Verstärkers 108 wird wiederum einem Komparator 112 eingegeben.

Die Arbeitsweise der eben beschriebenen Schaltung ist in Pig. 10 graphisch dargestellt, in welcher die obere Linie Vp die Eingangs spannung am Eingang des mit einem PCondensator 106 verbundenen Differenzverstärkers.108 darstellt, während die Kurve V. die unmittelbar vom anderen Eingang des· Differenzverstärkers empfangene Spannung angibt. Solange die Spannung ansteigt, bewegen sich die beiden Spannungswerte gemeinsam. Sobald jedoch die Eingangsspannung abzufallen beginnt, fällt die Spannung Vp langsamer ab als die Spannung V.., was auf die Wirkung des Kondensators 106 zurückzuführen ist„ Folglich tritt zwischen V^ und V₂ ein Unterschied auf, der durch den Differenzverstärker 108 verstärkt wird und ein der Kurve an der Unterseite von Pig. 10 entsprechendes Ausgangssignal ergibt. Der Komparator 112 bestimmt den Punkt, an welchem dieser Spannungsunterschied (Vp-V₁) einen vorbestimmten Wert übersteigt, um eine Anzeige für das Auftreten dieses Zustands zu liefern. Ersiehtlieherweise muß für die Feststellung des Spannungsunterschieds am Differenzverstärker 108 eine gewisse endliche Zeitspanne verstreichen, weshalb bei dieser Anordnung, wie in Pig. 10 angedeutet, ein gewisser

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Fehler auftreten kann. Dieser Fehler kann jedoch ziemlich klein gehalten und außerdem vorherbestimmt werden, so daß er ohne weiteres ausgeglichen werden kann.

Sine zweckmäßigere Ausführungsform der Schaltung gemäß Fig.9 ist in Fig. 12 veranschaulicht, bei welcher die Wirkungen der Spannungsabfälle über die Dioden dadurch vermieden werden, daß diese Dioden durch Operationsverstärker ersetzt sind. Ersichtlicherweise sind die Schaltungen gemäß den Fig. 9 und 12, was auch für diejenige gemäß Fig. 6 zutrifft, jeweils einer einzigen Meßstufe zugeordnet, so daß für die dreistufige Anordnung bei beiden Ausführungsformen jeweils drei derartige Schaltungen vorgesehen werden müssen, um eine Anzeige des Übereinstimmungszustande jeder dieser Stufen zu gewährleisten.

In der Einleitung zu dieser Beschreibung wird auf die mögliche Anwendbarkeit der durch die erfindungsgemäße optische Meßeinheit gelieferten Übereinstimmungs- bzw. Ausrichtanzeige für eine Vielfalt unterschiedlicher Zwecke in Verbindung mit einer automatischen Wartungs- oder Bedienungsanordnung hingewiesen. Eine besonders bevorzugte Anwendungsmöglichkeit besteht jedoch in der Steuerung der Anhaltebewegung des Bedienungsläuferwagens in Übereinstimmung mit einer speziellen, vorbestimmten Arbeitsreihenfolge. Diese in Fig. 13 schematisch dargestellte Arbeitsreihenfolge wird im folgenden anhand von Fig. 13 in Verbindung mit Fig. 1 näher erläutert. Im Betrieb bewegt sich der Bedienungsläufer 50 unter der Antriebskraft des Motors M mit einer vorbestimmten Laufgeschwindigkeit auf den Schienen 26 längs der Reihe von Spinnpositionen S. Die Motorsteuereinheit MC des Motors M vermag die Drehzahl des Motors auf mindestens drei unterschiedliche Drehzahlwerte zu regeln, wobei die normale laufgeschwindigkeit vorzugsweise der höchsten die-

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ser Drehzahlen entspricht, damit der Bedienungsläufer bei seiner Bewegung zu einer "bestimmten, eine Bedienung erfordernden Station möglichst viele Spinnstationen abläuft.

Für die Zwecke der Beschreibung wird ein an einer speziellen Spinnstation auftretender Zustand, der einer Wartung oder Bedienung bedarf, als "anomaler Zustand" bezeichnet. Wenn der Bedienungsläufer an einer in einem anomalen Zustand, befindlichen Spinnstation ankommt, wird ein Signal zur Aktivierung des Wagen-Ausrichtsteuersystems einschließlich der Einheit MG erzeugt, welche dabei ein Signal erhält und infolgedessen den Antriebsmotor M abschaltet. Die zur Überwachung des Betriebszustands der verschiedenen, vom Bedienungsläufer bestrichenen Spindelpositionen erforderlichen Geräte stellen keinen wesentlichen Teil der Erfindung dar, da ihre Einzelheiten in den eingangs genannten US-Patentschriften ausgiebig erläutert sind, wird auf die Offenbarungen dieser US-Patentschriften verwiesen.

Nach dem Abschälten des Motors läuft-der Wagen des Bedienungsläufers unter seiner Trägheit über die Spinnstation hinaus, an welcher der eine Bedienung erfordernde anomale Zustand herrscht, so daß der Wagen in einwandfreie Bedienungs-tiber einst immung mit der betreffenden Spinnstation zurückgesetzt werd-en muß. Zur Vermeidung einer Beschädigung des Motors, der mit der Antriebswelle des Wagens über einen registerhaltigen Riemen, z.B. einen Zahnriemen, verbunden ist, sollte wünschenswerterweise sichergestellt sein, daß der Motor vor der Umkehrung seiner Drehrichtung stillsteht oder zumindest eine ausreichend niedrige Drehzahl erreicht hat. Dies kann durch eine in der Motorsteuerung vorgesehene Zeitverzögerung erfolgen, welche eine Umkehrung der Motordrehrichtung effektiv nur nach Ablauf einer ausreichenden Zeitspanne zuläßt, wodurch gewährleistet wird, daß sich die Motordrehzahl auf einen Punkt erniedrigt hat, an dem die

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Richtungsumkehrung sicher durchgeführt werden kann. Vom Standpunkt 'der Zeiteinsparung ist es jedoch wirksamer, einen Drehzahlgeber K vorzusehen, welcher mit der Motordrehzahl gekoppelt ist und dann eine Anzeige liefert, wenn der Motor zum Stillstand gekommen ist oder sieh zumindest in ausreichendem Maß verlangsamt hat. Bei Lieferung dieser Anzeige durch den Drehzahlgeber wird die Drehrichtung des Motors umgekehrt, so daß sich der Wagen in Segen- "bzw. Hückwärtsrichtung zu bewegen beginnt.

Während auch in Hückwärtsrichtung die urBprüngliehe hohe Antriebsgeschwindigkeit aufrechterhalten werden könnte, wird der Motor über die Motorsteuerung MC vorzugsweise auf eine niedrigere bzw. "mittlere" Drehzahl -umgeschaltet, da der Wagen im allgemeinen im Bereich der eine Bedienung erfordernden Spinnetation zum Stillstand kommen soll und daher kaum in der Lage eein dürfte, seine anfängliche hohe Geschwindigkeit zu erreichen, bevor er an der Spinnstation ankommt. Durch die Null-Anzeige des Drehzahlgebers wird daher vorzugsweise aueh die Motorsteuerung auf eine mittlere Drehzahl des Motors umgeschaltet« 33er Drehzahlgeber K dient ebenfalls als Seil des Motorreglers bzw. der Motorsteuerung MG zur Regelung der Sreheahl äee Motors M₉ Beispielsweise kann die hohe Geschwindigkeit bei 457 bis 914 mm/eeo liegen, wälirend eine zweckmäßige mittler® Geschwindigkeit 100 bis 200 mm/sec beträgt» Der Wagen wird also iranmehr mit mittlerer Geschwindigkeit zu der zu bedienenden Spinnstation zurückgesetzt _s iimd wenn die Torrlchtung so ausgelegt ist, daß der Wagen zuaäclist nicht innerhalb der Strecke zwischen der zu bedienenden Station und der nächstfolgenden Station zum Stillstand gebracht werden kann, sondern noch eine oder mehrere folgende Stationen überläuft, muß ersichtlicherweise eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, welche die Zahl der bis zum Stillstand überlaufenen Stationen feststellt und

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das Anhalten des Wagens bei seinem Rücksetzen bis zum Erreichen der richtigen Station verhindert. Dies kann durch Zählen der überlaufenen Stationen und anschließendes Rückwärtszählen bei der Rückwärtsbewegung des Wagens erfolgen.

Wie vorher erläutert, sind drei Meß- bzw. Detektorstufen jeweils in Form von paarweise angeordneten Detektorzellen oder in Form jeweils einer einzigen Detektorzelle vorgesehen, wobei diese Meßstufen innerhalb der Meßeinheit in bezug auf die Bewegungsrichtung des Wagens mit einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind. Der Zweck dieser Mehrfachanordnung der Meßstufen ist im folgenden näher erläutert. Kurz gesagt, stellt die erste dieser Meßstufen fest, wann sich der rückwärts fahrende Wagen der zu bedienenden Station annähert. Diese Meßstufe ist daher relativ zur nächsten Station mit einem für diesen Zweck ausreichenden Abstand, der lediglich etwa 6,4 mm betragen kann, "vorverlegt". Wenn die Schaltung dieser Meßstufe·, die durch einen der vorher beschriebenen elektrischen Schaltkreise gebildet sein kann, eine Ausgangsanzeige liefert, wird diese zur Motorsteuerung übertragen, um augenblicklich die Geschwindigkeit des Wagens auf einen Mindestwert von beispielsweise etwa 13 bis 25,4 mm/sec zu verringern.

Der Wagen bewegt sich nunmehr langsam in Rückwärtsrichtung zu der zu bedienenden Station, wobei kurzzeitig die nächste bzw. mittlere Meßstufe mit dieser Station in Übereinstimmung gelangt. Die durch den Schaltkreis dieser Meßstufe erzeugte Ausgangsanzeige überträgt dabei ein Signal, das sowohl den Motor M anzuhaltenj d.h. abzuschalten als auch die Wagenbremse B zu betätigen vermag,'um die Bewegung des Wagens schnell anzuhalten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit ihren sämtlichen Bauteilen ist so ausgelegt, daß der Bedienungsläuferwagen mit den von

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ilaa getragenen Handhabungs- oder Bedienungsgeräten zur Durchführung der Wartungs- bzw. Bedienungsarbeit nach der vorgegebenen Station innerhalb zulässiger Grenzen der Ausrichtstellung gegenüber der betreffenden Station zum völligen Stillstand kommt» Da jedoch die Maschine schwer beschädigt werden kann, wenn die Bedienungsarbeiten bei außerhalb der zulässigen Grenzen der Ausrichtstellung befindlichem Wagen vorgenommen werden^ ist es als Sicherheitsmaßnahme praktisch unbedingt erforderlich, eine Einrichtung vorzusehen, welche ein Überschreiten der zulässigen Grenzen feststellt. Diese Funktion wird durch die dritte Meßstufe gewährleistet, welche gegenüber der zweiten bzw. der mittleren Meßstufe mit einem ausreichenden Abstand "nachläuft", so daß sie mit der höchstzulässigen Abweichung übereinstimmt. Die zweite und die dritte Meßstufe legen somit die zulässigen Grenzen der Ausrichtstellung fest. Offensichtlich muß sichergestellt werden,' daß der Wagen tatsächlich angehalten worden ist, bevor die zweite und die dritte Meßstufe ihre Überwachung bzw. Abtastung durchführen. üOlglich wird der Drehzahlgeber wieder rückgestellt, um eine Anzeige dafür zu liefern, daß sich der Motor im Stillstand».zustand befindet, und wenn diese Anzeige empfangen, wird/ werden die zweite und die dritte Meßstufe "abgefragt", um festzustellen, ob durch sie ein Ausgangssignal erzeugt worden ist.

Wenn der Wagen einwandfrei innerhalb der durch die zweite und die dritte Meßstufe festgelegten Grenzen ausgerichtet worden ist, werden die für die Bedienung der betreffenden Station erforderlichen Handhabungen auf die in den eingangs genannten Patentschriften beschriebene Weise eingeleitet. Der erfolgreiche Abschluß dieser Arbeiten wird sodann durch eine Beobachtung des Yorhandenseins des zulaufenden Garnfadens an der betreffenden Station bestätigt, wobei die hierfür "benutzten Einrichtungen einen Teil der Systeme gemäß den

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genannten US-Patentschriften bilden. Im Anschluß daran wird die Drehrichtung des Motors wiederum umgekehrt, um den Wagen in seine normale Laufrichtung in Bewegung zu setzen, und für die Lauf "bewegung mit der ursprünglichen hohen Geschwindigkeit programmiert.

Wenn der Wagen des Bedienungsläufers dagegen "beim Stillstand die vorgesehene Station in einem unzulässigen Ausmaß überlaufen hat, so daß er in eine sogen. "Kollisionszone" eintritt, d.h. in einen Bereich, in welchem die am Wagen vorgesehenen Bedienungsgeräte mit den Bauteilen der Spinnstation kollidieren würden, wird dieser Zustand durch die Erzeugung eines Ausgangssignals (das im Diagramm von Pig.13 symbolisch mit "JA" bezeichnet ist) vom Schaltkreis der letzten Meßstufe angezeigt. Dieses Signal wird dann effektiv zur Anweisung des Wagens zur Durchführung eines zweiten Versuchs benutzt, um eine einwandfreie Übereinstimmung mit der zu bedienenden Station herzustellen. Hierzu wird wiederum die Drehrichtung des Motors umgekehrt und mithin der Wagen in Vorwärtsrichtung angetrieben, bis er siqh von der betreffenden Spinnstation wegbewegt hat und sich dann in der Lage befindet, einen weiteren Ausrichtversuch zu unternehmen. Die Fahrstrecke des Wagens bei seiner Vorwärtsbewegung ist vergleichsweise kurz, so daß durch das "Vorwärts"-Signal zweckmäßig jede beliebige Geschwindigkeit gewählt werden kann. Insbesondere ist hierfür die mittlere Geschwindigkeit geeignet.

Der Wagen bewegt sich vorwärts, bis die anfänglich vorauslaufende Meßstufe, die sich nunmehr in der Nachlaufstellung befindet, ein Signal dafür erzeugt, daß sich die optische Meßeinheit voll von der vorgegebenen Spinnstation getrennt hat. Dieses Signal wird zur Motorsteuerung MC übertragen, um den Motor anzuhalten und dabei effektiv die Wagen-Arbeits-

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reihenfolge auf den unmittelbar nach der ersten Feststellung des anomalen Zustande herrschenden Zustand zurückzustellen (vergl. Fig. 13). Dabei werden alle Schritte der Ausriehtreihenfolge wiederholt, wenn die letzte Meßetufe eine Mißausrichtung feststellt. Ba die beim zweiten Ausrichtversuch durchlaufenen Strecken wesentlich kürzer sind als beim ersten Ausrichtversuch, wird dieser zweite Versuch voraussichtlich erfolgreich sein* so daß die Tom Wagen getragenen Bedienungsgeräte ilbxe Bedienungs- bzw. Wartungsfunktionen aufnehmen können. Wenn d©r aweite Ausrichtversuch wiederum nicht erfolgreich ist, Jteönnen gewüneehtenfalls i'/eitere Versuche vorgenommen werden. Wahlweise kam <äer Wagen so programmiert sein, daß er seinen weiteren Betrieb unterbricht und ein Signal, etwa ein blinkendes Rotlicht oder eine andere sichtbare und/oder hörbare Alamaaaeige dahingehend liefert, daß eine durch die Vorrichtung nicht behebbare Störung aufgetreten ist, um so die Aufmerksamkeit einer Bedienungsperson ail erwecken.

Ersichtlicherweise ist die vorstehend erläuterte Arbeitsreihenfolge ohne weiteres an die Erfordernisse bei einer Vielfalt von Spinnmaschinen anpaßbar und leicht einstellbar, um den Erfordernissen bei Spinnmaschinen verschiedener Größen zu entsprechen_? bei denen die Spiimstationen normalerweise mit Mittenabständen von etwa 76 bis 127 mm voneinander entfernt sindf ein in den Vereinigten Staaten von Amerika üblicher Spindelabstand beträgt etwa 89 mm. Die Betrieb sdreh&aiLL dee Motors In den vereoMedenen angegebenen Stufen kann selbstverstäadlicii gegenüber den angegebenen Werten variiert werden, so daß die Motordrehzahl bei der Rücklaufbewegung in mehreren zusätzlichen Stufen verringert werden kann, was besondere dann vorteilhaft ist, wenn der Wagen des Bedienungsläiifers mit einer so hohen normalen !laufgeschwindigkeit betrieben wird, daß er während der anfängli-

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chen Bremsphase mehrere Stationen überläuft, da es in diesem lall wünschenwert wäre, den Motor zunächst in Rücklauf richtung zu "beschleunigen, um die für die Rückführung des Wagens zu der zu "bedienenden Spinnstation erforderliche Zeitspanne zu verkürzen. Selbstverständlich sind innerhalb des Rahmens der Erfindung noch andere Abwandlungen und Änderungen möglich.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Optische Meßvorrichtung für eine automatische Mehrstationen-Garnverarbeitungsmaschine mit einem motorgetriebenen Bedienungsläufer-Wagen, welcher das Vorhandensein eines anomalen Zustande an einer Verarbeitungsstation der Maschine festzustellen und die betreffende Station zu ihrer Rückführung in den normalen Betriebszustand zu warten bzw. zu bedienen vermag, wobei die optische Meßvorrichtung die Bewegung des Wagens in Ausrichtung auf eine Station feststellt und eine Anzeige hierfür liefert, dadurch gekennzeichnet , daß die optische Meßvorrichtung an jeder der verschiedenen Stationen je eine gekrümmte Spiegelfläche, deren Achse in einer durch die Mittellinie der betreffenden Station verlaufenden Querebene liegt, eine mit dem Wagen mitbewegbare Lichtquelle, die einen einen beträchtlichen Kreisbogen der Spiegelfläche bestrahlenden Lichtstrahl projiziert, und mindestens eine am Wagen in einem vorbestimmten Verhältnis zur Spiegelfläche angeordnete Photodetektorstufe zum Empfangen des von der Spiegelfläche reflektierten Lichts aufweist, daß der Badius der Spiegelfläche im Vergleich zum Abstand zwischen ihr und der Photodetektorstufe klein ist und daß ein elektrischer Schaltkreis vorgesehen ist, welcher das Signal von jeder Photodetektorstufe empfängt, anhand der Größe dieses Signals einen Übereinstimmungs- oder Ausrichtzustand der Photodetektorstufe gegenüber der Mittellinie der Station bestimmt und eine Ausgangsanzeige für diesen Zustand liefert.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jede Photodetektorstufe zwei mit festem Abstand dicht nebeneinander angeordnete Photodetektorzellen aufweist und daß der Schaltkreis die jeweiligen Ausgangssignale der betreffenden Photozellen jedes Paars vergleicht und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn diese Photozellen im wesentlichen symmetrisch zur Mittellinie der betreffenden Station angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jede Photodetektorstufe eine einzige Photodetektorzelle aufweist, wobei der Schaltkreis ein dem Auftreten eines maximalen Signals entsprechendes Ausgangssignal erzeugt, wenn die betreffende Photozelle im wesentlichen symmetrisch zur Mittellinie der betreffenden Station ausgerichtet ist.
4· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie mehrere Meßstufen aufweist, Wobei sich zwei einander benachbarte Meßstufen in eine gemeinsame Photozelle teilen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die eine Meßstufe ein Signal zum Anhalten der Bewegung des Wagens zu erzeugen vermag .
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung zur Betätigung des Wagens für die Durchführung eines weiteren Versuchs, einen Ausrichtzustand gegenüber dem Mittelpunkt der betreffenden Station einzunehmen, falls der Wagen beim ersten Ausrichtversuoh nicht mit dieser Station in Übereinstimmung gelangt, vorgesehen ist.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet* daß eine Einrichtung vorgesehen istj, die nach einer vorbestimmten Zahl von Ausrichtversuchen dee Wagens den Betrieb des- elektrischen Sehaltkreises beendet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7t> dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die ein Signal dahingehend abgibt, daß der Vagen nach der vorbestimmten Zahl von Versuchen den Ausrichtzustand auf die Mitte der betreffenden Station nicht eingenommen hat,
9. Vorrichtung nach Anspruch S₃ dadurch gekennzeichnet j daß das Signal eine sichtbare Anzeige ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet s daß daß Signal eine hörbare Anzeige ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens zwei Photodetektorstufen in einem festen vorbestimmten Abstandsverhältnis auf einer parallel zur Bewegungsrichtung des Wagens verlaufenden Linie angeordnet sind, wobei dieser Abstand durch einen Grenzwert einer zulässigen Abweichung in der Ausrichtung des Wagens relativ zur Mittellinie der betreffenden Station bestimmt wird, und daß eine betriebliche Anhaltestreeke für den Wagen festgelegt ist.
12. Steuervorrichtung für eine automatische Mehrstationen-Garnverarbeitungsmaschine mit einem motorgetriebenen

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Bedienungsläufer-Wagen, welcher das Vorhandensein eines anomalen Zustande an einer Verarbeitungsstation der Maschine festzustellen und die "betreffende Station zu ihrer Rückführung in den normalen Betriebszustand zu warten bzw, zu bedienen vermag, wobei die Steuervorrichtung den Wagen in einer betrieblichen Ausrichtstellung gegenüber der betreffenden Station anzuhalten vermag, gekennzeichnet durch eine auf die Feststellung eines anomalen Zustande an einer vorgegebenen Station ansprechende Einrichtung zur Beendigung der Bewegung des Wagens- aii einer hinter der Mittellinie dieser Station gelegenen Stelle und zur anschließenden Umkehrung der Antriebs- oder Drehrichtung des Wagen-Motors, mehrere am Wagen in einem festen Abstandsverhältnis in Bewegungsrichtung des Wagens angeordnete Meßstufen, die jeweils die Bewegung des Wagens in Ausrichtung auf die Mittellinie mit der betreffenden Station festzustellen und ein entsprechendes Ausgangssignal zu liefern vermö-' gen, eine Einrichtung zum Anhalten der Rückwärtsbewegung des Wagens in Abhängigkeit von einem von einer ersten Meßstufe abgegebenen Signal und eine im Stillstand des Wagens wirksame Einrichtung zur Untersuchung oder Überwachung der Signale von der ersten Meßstufe und von- einer zweiten, in bezug auf die Wagenbewegung in Rückwärtsrichtung hinter der ersten Meßstufe gelegenen Meßstufe zur Anzeige einer Mißausrichtung des Wagens gegenüber der Mittellinie der betreffenden Station.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,' daß eine weitere, in Bewegungsrichtung vor den beiden anderen Meßstufen angeordnete Meßstufe zur Feststellung der Ankunft des rückwärts laufenden Wagens in der Nähe der zu bedienenden Station und zur Vorbereitung des Wagens für <äas Anhalten vorgesehen ist. .

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14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Meßstufe die Bewegungsgeschwindigkeit des ¥a,gens vor seinem Anhalten herabsetzt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß eine der Meßstufen die

• Zahl der weiteren, beim Anhalten des Wagens von diesem tiberlaufenden Stationen zu zählen vermag und dadurch das Anhalten des Wagens beim Zurücksetzen desselben verhindert, bis der Wagen die richtige Station erreicht.
16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch, gekennzeichnet , daß eine auf die eine Mißäusrichtung angebenden Signale von der ersten und der zweiten Meßstufe ansprechende Einrichtung vorgesehen •ist, welche den Wagen zur Durchführung eines erneuten Versuchs_/ ihn in Übereinstimmung mit der Mittellinie der betreffenden Station anzuhalten, betätigt.
17· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Beendigung des Betriebs des Wagenmotors nach einer vorbestimmten Zahl von Ausrichtversuchen des Wagens vorgesehen ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die ein Signal dahingehend abgibt, daß der Wagen nach der vorbestimmten Zahl von Versuchen den Ausrichtzustand auf die Mitte der betreffenden Station nicht eingenommen hat.