DE3700590A1 - Verfahren zur uebertragung von lichtsignalen zwischen zwei stellen, von denen sich eine gegenueber der anderen dreht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Übertragung von Informationen über optische Fasern. Insbesondere betrifft sie die Übertragung von Informationen, bei denen sich zwei Teilstücke von Bündeln, die durch optische Fasern gebildet werden, gegeneinander bewegen.

Es ist bekannt, Informationen über Bündeln von optischen Fasern zu übertragen. Die Übertragung fand jedoch seither prinzipiell nur in Situationen statt, bei denen die Quelle der Daten im Verhältnis zum Empfänger der Daten stationär ist oder die Drehung bzw. Relativbewegung von Quelle und Empfänger durch die Flexibilität des Bündels von Fasern aufgenommen werden konnte.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zu schaffen, durch das bzw. durch die Daten von einer Stelle zu einer anderen Stelle durch Bündel optischer Fasern auch dann übertragen werden können, wenn eine dieser Stellen (Quelle, Empfänger) durch einen Bauteil gebildet wird, das gegenüber dem anderen Bauteil eine Dreh- oder sonstige Relativbewegung ausführt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die in dem Patentanspruch 1 bzw. Patentanspruch 5 angegebenen Maßnahmen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert. Dabei ist vorgesehen, daß das Bündel optischer Fasern in zwei Längenstücke aufgeteilt wird. Das erste Längenstück ist gegenüber dem anderen Längenstück drehbar. Das erste Längenstück wird stationär angeordnet und mit dem stationären Bauteil verbunden. Das andere Längenstück ist drehbar. Die Achse des stationären Längenstücks muß mit der Drehachse des drehbaren Längenstückes übereinstimmen. Die Enden der Längenstücke sind derart abgeschnitten, daß die Schnittflächen bzw. die Endflächen (Stirnflächen) in einer zu der genannten Drehachse radialen Ebene liegen, d. h. in einer Ebene, die senkrecht zu der Achse des Bündels bzw. der Achse der das Bündel bildenden Fasern liegt. Die beiden radialen Ebenen der Bündel, die durch die Vielzahl der abgeschnittenen Stirnflächen der einzelnen Fasern gebildet werden, liegen zueinander parallel und in einem gewissen Abstand voneinander. Auf diese Weise treffen von einem Ende eines der Längenstücke ausgehende Lichtsignale stets, d. h. auch bei Relativbewegung der Enden der Bündel zueinander, auf die Enden der Fasern in den anderen Bündeln.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß das beschriebene Verfahren bzw. die beschriebene Vorrichtung in einer Situation eingesetzt wird, in der elektrische Energie an die sich drehenden Maschinenteile über eine elektrische Schleifringanordnung übertragen wird. Derart werden Befehle und Überwachungsinformationen übertragen. Die Übertragung von Information ist in beiden Richtungen gleichzeitig möglich.

Es gibt ferner Umstände, in denen die Übertragung von zwei optischen Signalen gefordert wird, von denen eines eines drehbar angeordneten Teils dient und das andere zur Überwachung der gesteuerten Einheit zurückgeführt, d. h. rückgekoppelt wird. In diesem Falle werden zwei Gruppen von optischen Fasern jeweils in den genannten Längenstücken der Bündeln von Fasern vorgesehen. Die beiden Gruppen von Fasern sind an einem Ende voneinander getrennt; dieses "eine" Ende ist dasjenige, an dem dann getrennt das eine Signal abgegeben und das andere Signal empfangen wird. An demjenigen Ende, an dem die End-Schnittflächen der Fasern einander in relativ kurzem Abstand und parallel zueinander gegenüberliegen, sind die Enden der beiden Gruppen von Fasern miteinander zufallsmäßig vermischt, so daß auch bei verschiedenen relativen Stellungen der beiden Längenstücke zueinander immer stets einige der einer Gruppe zugeordneten Fasern eines Bündel-Längenstücks Signale empfangen, die von Fasern derselben Gruppe im anderen Längenstück abgegeben wurden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung weist entsprechend eine Quelle für optische Information enthaltende Signale und einen zugeordneten Empfänger für diese Signale auf, wobei eine relative Drehung zwischen Quelle und Empfänger gegeben ist. Dabei ist ein Längenstück stationär, das andere drehbar angeordnet, wobei die Stirnflächen, die durch das Abschneiden der Faserenden beim Abschneiden der Bündel-Längenstücke entstehen, wieder parallel zueinander im Abstand gruppiert um dieselbe Achse bzw. Drehachse angeordnet sind.

Anwendungsbeispiele für derartige Vorrichtungen ergeben sich in verschiedenen Gebieten, einschließlich der Instrumentierungs- und Meßtechnik oder ähnlichem, allgemein in jeglichen Anordnungen, wo optische Signale zwischen Teilen übertragen werden sollen, die sich gegeneinander drehen, z. B. also auch in Düsen-Motoren. Eine ganz besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung ergibt sich in der Strickmaschinentechnik.

Die Erfindung findet also vorzugsweise bei einer Rundstrickmaschine Anwendung. Dabei ist der Grundrahmen stationär. Ferner ist eine Mehrheit von Betriebseinheiten oder beim Betrieb aktivierten Betriebsmitteln oder -gliedern so angeordnet, daß sie an der Bewegung um die zentrale Drehachse der Maschine während des Strickvorganges teilnehmen. In einem solchen Anwendungsfall ist das erste Längenstück des Bündels optischer Fasern so angeordnet, daß es mit einer Steuereinrichtung verbunden ist. Diese Steuereinrichtung ist stationär. Die Übertragung erfolgt auf ein zweites Längenstück, über das der zweite Teil der Informationsübermittlung vollendet wird, d. h. daß diese Signale an einen Empfänger weitergibt, der an einem Maschinenteil, ein Betriebsmittel oder ein beim Stricken aktiviertes Betriebsglied angeordnet ist, der während des Strickvorganges an der Rotationsbewegung um die genannte zentrale Drehachse teilnimmt. Auch dabei sind die abgeschnittenen Enden der Bündel, die durch die Vielzahl der abgeschnittenen Faserenden gebildet werden, in zwei zueinander parallelen und in einem gewissen Abstand voneinander angeordneten Ebenen angeordnet und gruppieren sich um dieselbe Drehachse, wobei diese radiale Ebene zu dieser Drehachse rechtwinklig ist. Die Anordnung ist derart, daß das zweite Längenstück des durch die Fasern gebildeten Bündels sich beim Betrieb mit um diese Längenachse dreht, und zwar zumindest mit dem Ende, das dem zugeordneten Ende des stationären Längenstücks des Bündels von Fasern gegenüberliegend angeordnet ist.

Vorteilhafterweise umfaßt die Strickmaschine weiterhin eine Schleifringanordnung, die dazu dient, elektrische Energie bzw. Leistung an die genannten Betriebsglieder auf den sich drehenden Maschinenteilen zu übertragen und es damit ermöglicht, die durch die optischen Fasern übertragenen Befehle auszuführen.

Außerdem betrifft die Erfindung eine vorteilhafte Weiterbildung, bei dem die geschilderten Maßnahmen im Zusammenhang mit der Zufuhr von Druckluft oder eines Saugdruckes an die sich drehenden Teile kombiniert ist. Letzeres ist bei Rundstrickmaschinen ggf. erforderlich, um Lint (auch: Lintfasern) von den genannten Betriebsgliedern an der Maschine zu entfernen. Diese Luftdruckzufuhr bzw. Absaugeinrichtungen werden über ein stationäres Reservoir von unter Druck stehender Luft bzw. einer stationären Saugkammer gebildet, die in der Drehachse angeordnet ist. In einem solchen Fall wird das erste Längenstück eines Bündels optischer Fasern so geführt, daß es höhenmäßig durch zumindest einen Teil dieses Reservoirs bzw. dieser Kammer hindurchgeführt wird.

In Fällen, in denen motorangetriebene Gebläse zur Beseitigung von Lintfasern eingesetzt werden, kann alternativ zu der beschriebenen Vorgehensweise die elektrische Energie für das Gebläse über einen Schleifring zugeführt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und ihrer vorteilhaften Weiterbildungen wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 und 2 den oberen bzw. unteren Teil eines Querschnitts durch den Mittelbereich einer Rundstrickmaschine (Fig. 2 ist die Fortsetzung von Fig. 1 nach unten);

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Teils des Querschnitts nach Fig. 2;

Fig. 4 die Darstellung eines Bündels optischer Fasern, wie in der Maschine verwendet; und

Fig. 4a eine teilweise Ansicht eines Endbereiches eines Längenstückes eines Bündels optischer Fasern nach Fig. 4.

Die Figuren zeigen den Zentralbereich einer Rundstrickmaschine. Diese Rundstrickmaschine weist einen (nicht gezeigten) Nadelzylinder und verschiedene andere Betriebseinheiten auf, einschließlich - im vorliegenden Ausführungsbeispiel - Garnaufwickeleinheiten, vorzugsweise derart, wie sie in der britischen Patentanmeldung 86 01 772 (Veröffentlichungsnummer 21 71 120) beschrieben sind.

Die Maschine ist um eine Welle 2 auf einer Mittellinie aufgebaut, wobei die Welle 2 in einem Stützträger 4 angeordnet und über diesen mit dem Hauptrahmen der Maschine (nicht gezeigt) verbunden ist. Am unteren Ende ist die Welle 2 mittels dreier Verbindungsstäbe 6 mit dem oberen Ende 8 eines unter Druck stehenden Luftreservoirs 10 verbunden. Der am unteren Ende des Luftreservoirs 10 vorgesehene Verschlußteil 12 ist mit vollkommen luftdichten permanent umschlossenen Lagern 14 versehen, um die herum drehbar ein zylindrischer Teil 16 angeordnet ist, der eine innere Kammer 18 aufweist (Fig. 2).

Der Verschlußteil 12 weist einen zentralen Durchgang 20 auf (Fig. 3). Der Verschlußteil 12 ist dabei an seinem unteren Ende mit einem Ansatz 22 versehen, der in die Kammer 18 hineinragt und Öffnungen 24 aufweist, die eine Kommunikation zwischen dem Inneren des Luftreservoirs 10 und dem oberen Bereich 19 der Kammer 18 herstellen. Die Außenwand der Kammer wird von dem rotierenden zylindrischen Teil 16 gebildet, von dem vier Rohre 26 (von denen zwei gezeigt sind) wegführen, durch welche hindurch unter Druck stehende Luft den Nadeln des Nadelzylinders zugeführt werden kann, um die Lintfasern zu entfernen, wobei sich der Teil 16 und die Rohrleitungen 26 während des Betriebs der Maschine drehen.

Mit den Luftleitungen 26 und dem Teil 16 dreht sich eine untere Welle 28 (Fig. 2), die mit dem Teil 16 über Verbindungsstangen 30 verbunden ist und dazu dient, Spreizvorrichtungen (nicht gezeigt) für das von der Strickmaschine hergestellte Gestrick abzustützen.

An die sich drehenden Teile der Maschine wird elektrische Leistung mittels eines Kabels 32 übertragen (Fig. 1), die zu einer Schleifringanordnung 34 führen, die an dem Gehäuse des Luftreservoirs 10 befestigt ist. Die zugeordnete Bürstenanordnung 36, die um die Anordnung 34 rotiert, ist mit Leitungen 38 versehen, die die elektrische Energie an die sich drehenden Teile weiterführen, wie z. B. an die (nicht gezeigte) Abstreif-Auswahleinheit (nicht gezeigt) oder Aufwickeleinrichtungen für Garne Y.

Die unter Druck stehende Luft, die hierzu benötigt wird und die an die Nadeln durch die Luftleitungen 26 gelangt, wird ihrerseits im Luftreservoir 10 über ein Rohr 46 zugeführt (Fig. 1), das in einer Einlaßöffnung im oberen Bereich 8 des Luftreservoirs befestigt ist. Eine Lint- Abdeckplatte 40 dient dazu, in der Luft schwebende Lintfasern abzuhalten.

In dem oberen Ende 8 des Luftreservoirs 10 ist eine Einlaßöffnung für ein Längenstück 50 eines Bündels optischer Fasern vorgesehen. Das Längenstück 50 ist mittels einer Rohrmutter 48 und einer Olive 49 befestigt und abgedichtet. Das Längenstuck 50 wird durch die Kammer des Luftreservoirs 10 nach unten geführt. Ein Ende 52 des Längenstücks 50 ist innerhalb einer Bohrung, des stationären Ansatzes 22 des Verschlußteils 12 koaxial fixiert, und zwar mittels einer Rohrmutter 54 und einer Olive 55. Des Ende 52 des Bündels 50 ist in einer zur Drehachse, die koaxial mit der Drehachse der Maschine verläuft, radialen Ebene abgeschnitten. Die abgeschnittenen Stirnflächen der Fasern liegen alle in dieser radialen Ebene.

Ein weiteres Längenstück 56 des Bündels optischen Fasern ist koaxial in dem rotierenden zylindrischen Teil 16 derart angeordnet, daß sich ein Ende 58 (vgl. Fig. 2 und Fig. 3) desselben in den zylindrischen Teil 16 hineinerstreckt; dieses Ende 58 des Längenstücks 56 ist ebenso in einer radialen Ebene abgeschnitten, so daß die abgeschnittenen Stirnflächen der Fasern in dieser Ebene liegen. Die Enden der Fasern an beiden Längenstücken sind einander konfrontierend angeordnet und voneinander durch einen optimalen Spalt getrennt, der eine freie Relativbewegung zwischen ihnen ermöglicht. Der Zugang zu den Enden 52 bzw. 58 der beiden Längenstücke 50 bzw. 56 zur Reinigung und genauen Einstellung des Spalts wird durch eine verschließbare Inspektionsöffnung 42 in der Wand der Kammer 18 geschaffen.

Da die Signale nicht nur in der einen Richtung von dem Längenstück 50 an das Längenstück 56 übertragen werden müssen, um an die sich drehenden Betriebseinheiten übermittelt zu werden, um Betriebsvorgänge in Gang zu setzen bzw. zu steuern, sondern weil in umgekehrter Richtung auch ein Rückkopplungssignal rückübertragen werden muß, um die zufriedenstellende Betriebsweise der Instrumenteneinheiten (Betriebseinheiten) zu überwachen, ist es zweckmäßig, in jedem Bündel- Längenstück 50 bzw. 56 zwei Gruppen von Fasern A, B vorzusehen. Diese Fasern sind gruppenweise voneinander an ihren äußeren einander abgewandten Enden getrennt (Fig. 4). Eine infrarote Lichtquelle sendet Signale ab, die an einem äußeren Ende lediglich an die Fasern A gelangen. Im Empfänger R am anderen äußeren Ende werden diese Signale über die Fasern A′ empfangen. Das Rückkopplungssignal wird über die Fasern B′ abgesandt, über die Fasern B empfangen.

Wegen der relativen Drehbewegung zwischen den Enden 52 und 58 (Fig. 3) der Bündel-Längenstücke 50, 56 ist es erforderlich, um zu jeder Zeit einen Übertragungsweg für beide Signale zur Verfügung zu stellen, die Fasern in der in Fig. 4a gezeigten Art und Weise zueinander anzuordnen, d. h. miteinander zu vermischen. Bei einer zufälligen Aufeinanderfolge bzw. zufälligem Nebeneinanderliegen von Fasern der Gruppen A und B bzw. A′ und B′ ist stets gewährleistet, daß zumindest einige Fasern A einigen Fasern A′ und zumindest einige Fasern B einigen Fasern B′ gegenüberliegen und auf diese Weise stets ein Lichtsignalfluß von A nach A′ und zurück von B nach B′ gewährleistet ist.

Claims (15)

1. Verfahren zur Übertragung von Information zwischen zwei oder mehr Stellen, von denen zumindest eine sich in Bewegung befindet derart, daß sie sich gegenüber der anderen dreht oder verdreht, bei dem ein erstes Längenstuck (50) eines Bündels optischer Fasern und zweites Längenstück (56) eines Bündels optischer Fasern vorgesehen werden, wobei jedes Längenstück (50, 56) ein in einer quer dazu verlaufenden Ebene liegendes Ende (52, 58) aufweist, und bei dem die abgeschnittenen Enden der die Längenstücke bildenden Fasern frei liegen und mit ihren Stirnflächen in einer Ebene liegen, die zur Längsachse der Längenstücke senkrecht verläuft, und bei dem ferner die beiden Längenstücke derart angeordnet sind, daß die Stirnflächen der Fasern an deren Enden gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (58) eines Längenstückes (56) an der Bewegung um die genannte Längsachse teilnimmt, so daß die einzelnen abgeschnittenen Enden der Fasern eines Längenstückes in Folge nacheinander den abgeschnittenen Enden der Fasern des anderen Längenstückes während der Übertragung der Information gegenüberliegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Information entweder in einer Richtung oder gleichzeitig in beiden Richtungen zugelassen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal in der ersten Richtung ein Eingangssignal und das Signal in der zweiten Richtung ein zur Überwachung dienendes Rückkopplungssignal ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen (A, B; A′, B′) optischer Fasern in jedem Längenstück (50, 56) vorgesehen sind, wobei die Fasern jeder Gruppe an den einander entfernten Enden voneinander getrennt und an den dazwischenliegenden einander gegenüberliegenden Enden (56, 58) zufallsweise derart nebeneinander angeordnet sind, daß sichergestellt wird, daß zu jeder Zeit eine Übermittlung zwischen beiden Gruppen stattfindet.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Quelle für ein Information enthaltendes Lichtsignal und einen Empfänger (R) für das Lichtsignal, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Quelle und dem Empfänger eine relative Drehbewegung gegeben ist, wobei erste und zweite Längenstücke (50, 56) eines Bündels optischer Fasern zur Führung des Lichtsignals vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß abgeschnittene Enden der Fasern des ersten Längenstückes in einer gegenüber der genannten Drehachse radialen Ebene liegen und die abgeschnittenen Enden der Fasern des zweiten Längenstückes ebenfalls auf einer zu dieser Achse radialen Ebene liegen, die zu der erstgenannten radialen Ebene parallel ist und ihr gegenüber in einem gewissen Abstand angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, in der das erste Längenstück stationär und das zweite Längenstück drehbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückkopplungssignal von einer zweiten Quelle in Nähe des Empfängers zu einem zweiten Empfänger in Nähe der ersterwähnten Quelle vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen optischer Fasern in jedem längenstück vorgesehen sind, wobei die Fasern jeder Gruppe voneinander an den voneinander entfernten Enden der Längenstücke getrennt sind, aber zumindest an den dazwischenliegenden Enden (56, 58) zufallsmäßig untereinander derart vermengt sind derart, daß das Übertragen beider Signale zu jedem Zeitpunkt sichergestellt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schleifringanordnung vorgesehen ist, um elektrische Leistung an die sich bewegenden Teile, die das zugeordnete Längenstück des optischen Faserbündels tragen, zu übertragen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Luft mit Drücken oberhalb oder unterhalb des atmosphärischen Drucks von einem Reservoir (10) her zur Verfügung gestellt wird, wobei ein Gehäuse des Reservoirs mit einem Ansatzteil versehen ist, durch den das erste Längenstück derart hindurchgeführt ist, daß es in der Drehachse der genannten Drehung liegt, und das drehbare zweite Längenstück auf einem sich drehenden Teil derart angeordnet ist, daß es ebenfalls in der genannten Drehachse liegt, wobei der sich drehende Teil eine Kammer (18) aufweist, in die der genannte Ansatz (22) hineinragt, wobei diese Kammer mit Durchbrüchen (24) zur Luftzufuhr versehen ist.

11. Rundstrickmaschine mit einem stationären Rahmen und einer Mehrzahl von Betriebseinheiten, die in einer Bewegung um eine zentrale Drehachse der Maschine während des Strickvorganges teilnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Längenstück eines Bündels optischer Fasern derart angeordnet ist, daß die Übertragung von Signalen von einer in bezug auf den Maschinenrahmen stationären Steuereinrichtung zu einem zweiten Längenstück eines Bündels optischer Fasern erfolgt, die derart angeordnet sind, daß sie die Übertragung der genannten Signale an einen Empfänger vervollständigen, der auf einem Maschinenteil angeordnet ist, das an der Drehbewegung um die genannte Drehachse teilnimmt, wobei die abgeschnittenen Enden der Fasern des ersten Längenstückes stationär in einer radialen Ebene bzgl. und auf der genannten Drehachse liegen und die abgeschnittenen Enden der Fasern des zweiten Längenstückes bzgl. der genannten Achse ebenfalls in einer radialen Ebene liegen, die parallel und in einem gewissen Abstand zu der erwähnten Ebene liegt, wobei das zweite Längenstück derart angeordnet ist, daß es zumindest mit seinem Ende in Nähe der abgeschnittenen Faserenden um die genannte Drehachse rotiert.

12. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schleifringanordnung vorgesehen ist, um elektrische Energie an die Betriebseinheiten zu übermitteln, die an den sich drehenden Maschinenteilen angeordnet sind, und die die Ausführung der mit Hilfe der Längenstücke aus Bündeln optischer Fasern übermittelten Befehle ermöglichen.

13. Maschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß drehbare Luftdruckeinrichtungen vorgesehen sind, um Lint von den Betriebseinheiten der Maschine zu entfernen, wobei die genannten Einheiten über ein stationäres Luftdruckreservoir bzw. eine Unterdruckkammer betrieben werden, welche in der Maschinenachse angeordnet ist, wobei das erste Längenstück des Bündels optischer Fasern derart verlegt ist, daß es im allgemeinen höhenmäßig zumindest über einen gewissen Bereich des Reservoirs bzw. der Kammer geführt ist.

14. Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich drehender Teil einschließlich einer Kammer vorgesehen ist, der sich um die genannte zentrale Drehachse dreht, sowie dadurch, daß das stationäre Luftreservoir bzw. Die Saugkammer mit einem Ansatz versehen ist, durch den hindurch das erste Längenstück des Bündels optischer Achse derart geführt ist, daß es auf der genannten Achse liegt, wobei das drehbare zweite Längenstück des Bündels optischer Fasern derart in dem sich drehenden Teil angeordnet ist, daß es ebenfalls auf dieser Achse liegt, wobei Wände dieser Kammern mit Offnungen für Luft von dem Luftreservoir oder zu der genannten Saugkammer vorgesehen sind.

15. Maschine nach Anspruch 14, in der die Wände der genannten Kammern eine Inspektionsöffnung aufweisen, die in Nähe der einander gegenüberliegenden End-Schneidflächen der ersten und zweiten Längenstücke angeordnet ist.