ITMI20100390U1

ITMI20100390U1 - Gruppo di sensori ottici a rilessione in un porgitrama per telai tessili.

Info

Publication number: ITMI20100390U1
Application number: IT000390U
Authority: IT
Inventors: Luca Bagatin; Paolo Ricci
Original assignee: Roj Srl
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2011-03-24
Also published as: BR112013016013A2; EP2655712B1; WO2012085141A3; US8965553B2; WO2012085141A2; US20130276934A1; ES2561712T3; HK1189042A1; MX2013007026A; TWM445588U; EP2655712A2; CN103282566A; CN103282566B

Description

GRUPPO DI SENSORI OTTICI A RIFLESSIONE IN UN PORGITRAMA PER TELAI TESSILI

DESCRIZIONE

CAMPO DELL'INNOVAZIONE

Il presente modello di utilità si riferisce ad un gruppo di sensori a riflessione in un porgitrama di fili tessili, in particolare per telai di tessitura. STATO DELLA TECNICA ANTERIORE

I dispositivi porgitrama per telai di tessitura sono apparecchi che vengono interposti tra il telaio e le rocche di filo che forniscono la trama al telaio, per assolvere alla funzione di svolgere il filo dalle rocche e renderlo quindi disponibile ai dispositivi di inserimento trama, mantenendo la tensione del filo entro livelli accettabili durante l'intera operazione di inserimento della trama, e quindi evitando i bruschi picchi di tensione nel filo che si verificano invece nei telai privi di porgitrama al momento dell'inserzione della trama. Questo obiettivo viene raggiunto grazie alla presenza nel porgitrama di un gruppo di avvolgimento che preleva con regolarità e a velocità media più bassa il filo di trama dalle rocche, accumulandolo in spire successive su un tamburo cilindrico stazionario sul quale forma così una riserva di filo. Tale riserva viene poi prelevata, in modo discontinuo e ad alta velocità, dai dispositivi di inserimento della trama (ugelli di lancio o pinze) del telaio.

II porgitrama è un apparecchio ormai da molti anni entrato nell'uso corrente delle tessiture, in particolare da quando sono stati introdotti i moderni telai ad alta velocità nei quali l'alimentazione diretta dalle rocche non è mai stata tecnicamente possibile. Nel corso della sua evoluzione negli anni, in aggiunta alle funzioni di base sopra richiamate, i porgitrama si sono arricchiti di funzioni aggiuntive di controllo che permettono di verificare la costante presenza del filo nei punti critici del porgitrama, di regolare la quantità di filo accumulata nella riserva, di frenare il filo in uscita per contenere gli effetti dinamici determinati dalla brusca accelerazione di prelievo, di misurare la lunghezza del tratto di filo prelevato dai dispositivi di inserimento, e quindi di arrestare il prelievo del filo non appena ne è stata fornita una predeterminata lunghezza.

Queste diverse funzioni vengono ottenute grazie alla presenza, a bordo del porgitrama, di un'unità di elaborazione che opera sulla base di sofisticati algoritmi di calcolo, a partire da segnali elettrici di rilevamento della presenza/assenza di filo in corrispondenza dei suddetti punti critici dell'apparecchio. Attualmente questi segnali elettrici vengono ottenuti, preferibilmente rispetto all'impiego di sensori di tipo meccanico, mediante coppie di sensori ottici emettitori/ricevitori disposti sul porgitrama in modo tale che il percorso della radiazione ottica tra un sensore-emettitore e un sensore-ricevitore intercetti il percorso del filo in una desiderata posizione di controllo. A seconda del tipo di percorso della radiazione ottica, e conseguentemente del posizionamento dei sensori ottici sul porgitrama, gli attuali porgitrama si dividono in due categorie.

In una prima categoria di porgitrama, sia i sensori-emettitori che i sensori-ricevitori sono piazzati su un braccio di supporto che aggetta dal corpo di base del porgitrama e si estende parallelo alla superficie laterale del tamburo, ed il passaggio della radiazione ottica tra ogni coppia di sensori viene ottenuto grazie ad una rispettiva superficie riflettente fissata sulla superficie laterale del tamburo che fronteggia detto braccio di supporto, in una posizione e angolazione accuratamente predeterminate.

In una seconda categoria di porgitrama, i sensori-emettitori sono invece disposti sulla superficie esterna del tamburo stazionario che fronteggia il braccio di supporto, mentre i sensori-ricevitori rimangono nella posizione già sopra descritta su detto braccio di supporto.

PROBLEMA E SOLUZIONE

I porgitrama della prima categoria, ai quali è rivolto il presente modello, hanno avuto fino ad oggi una maggiore diffusione grazie ad una loro maggiore semplicità costruttiva rispetto ai porgitrama della seconda categoria, nei quali la installazione di sensori-emettitori sul tamburo stazionario crea problemi di non facile soluzione sia per la loro alimentazione elettrica che per il loro posizionamento meccanico. A fronte di tale maggiore semplicità costruttiva, tuttavia, i porgitrama della prima categoria presentano comunque una certa complicazione del sistema ottico dei sensori a riflessione, che necessita infatti di posizionamenti molto accurati e di un'ottima protezione dei componenti dalle polveri per poter funzionare in modo efficace nonostante la maggiore lunghezza di percorso dei segnali ottici.

Scopo del presente modello è dunque quello di offrire un gruppo di sensori ottici per porgitrama a riflessione particolarmente efficace nel suo funzionamento, semplice nel suo montaggio e quindi decisamente economico, e sostanzialmente esente da problemi di sporcamento delle sue componenti ad opera delle polveri di tessitura.

Un ulteriore scopo del presente modello è quello di fornire un gruppo di sensori ottici particolarmente compatto, così da presentare un ingombro ridotto, soprattutto in termini di spessore, all'interno del porgitrama. Quest'ultimo risulta in tal modo nell'insieme più compatto e quindi agevole da installare il più vicino possibile ai mezzi di inserzione di trama nel telaio, soprattutto quando ci si trova in presenza di molti porgitrama (tessuti multicolori).

Tali scopi vengono raggiunti, secondo il presente modello, mediante un gruppo di sensori ottici per porgitrama a riflessione avente le caratteristiche definite nella allegata rivendicazione principale. Caratteristiche preferenziali ed aggiuntive del gruppo di sensori ottici sono definite nelle rivendicazioni subordinate

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del gruppo di sensori secondo il presente modello di utilità risulteranno comunque meglio evidenti dalla seguente descrizione dettagliata, fornita a puro titolo esemplificativo e non limitativo ed illustrata nei disegni allegati, nei quali:

fig. 1A è una vista in alzato laterale di un porgitrama che incorpora un gruppo di sensori ottici secondo il presente modello di utilità;

fig. 1B è una vista in sezione del porgitrama di fig. 1A;

fig. 1C è una vista esplosa che illustra le principali parti componenti del porgitrama di fig. 1A;

fig. 2 è una vista esplosa del gruppo di sensori ottici per porgitrama secondo il presente modello; e

fig. 3 è una vista esplosa dello stesso gruppo di sensori ottici di fig. 2 in posizione ribaltata sottosopra.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Nelle figg. 1A, 1B ed 1C è chiaramente visibile la struttura generale, per sé nota, del porgitrama secondo il presente modello di utilità. Tale porgitrama è costituito da un corpo di base 1 all'interno del quale è alloggiato un motore elettrico M di azionamento di un albero rotante 2. L'albero rotante 2 mette in rotazione, con la sua porzione mediana, una girante 3 a tazza, e con la sua porzione di estremità un dispositivo ad eccentrico E alloggiato, libero alla rotazione, all'interno di un tamburo T. La superficie esterna del tamburo T è formata da più settori 4 che presentano ampie finestre attraverso le quali possono passare altrettante dita 5 solidali a detto dispositivo ad eccentrico E.

Il filo proveniente dalla rocca (non illustrato) si inserisce assialmente all'interno dell'albero cavo 2 del porgitrama, dalla sua estremità posteriore 6, e fuoriesce da un'apertura di uscita 7 formata sulla periferia della girante 3, tramite un canale formato internamente alla stessa ed in collegamento con la cavità assiale dell'albero 2. Quando la girante 3 viene posta in rotazione, il filo prelevato dalla rocca viene disposto in spire successive sui settori 4 del tamburo T. La contemporanea rotazione del dispositivo ad eccentrico, anch'esso trascinato dall'albero 2 in rotazione all'interno del tamburo T, determina poi un progressivo spostamento delle spire di filo sui settori 4, in allontanamento dalla girante 3 e ad una reciproca distanza costante e regolabile, grazie al movimento delle dita 5 che ciclicamente fuoriescono dai settori 4 e vi rientrano.

Sulla parte superiore del corpo di base 1 del porgitrama è fissata infine una copertura C che si estende sopra la superficie laterale del tamburo T e davanti allo stesso ed all'interno della quale trova alloggiamento un gruppo di sensori ottici S e il relativo circuito elettrico di alimentazione e di controllo. Un dispositivo di freno anulare F del filo prelevato dal tamburo T ed un portafilo P sono infine fissati alla copertura C, in corrispondenza della parte anteriore di essa.

La struttura del gruppo di sensori S, alla quale è specificamente rivolto il presente modello, è illustrata in maggior dettaglio nelle figg. 2 e 3 e comprende preferibilmente tre coppie di sensori emettitori/ricevitori E/R. Secondo una caratteristica principale del presente modello, sia i sensori-emettitori E che i sensori-ricevitori R sono costituiti da dispositivi del tipo SMT e cioè dispositivi a montaggio superficiale di dimensioni estremamente contenute, che possono essere saldati con un procedimento automatico ad una piastra a circuito stampato 8 unitamente a tutte le altre componenti del circuito di alimentazione e controllo di detti sensori ottici. Inoltre i sensori E ed R hanno il loro asse ottico di lavoro che giace nello stesso piano della piastra 8 - piano che in una soluzione preferenziale è parallelo all'asse del porgitrama ed è quindi orizzontale, o pressoché orizzontale, quando il porgitrama è nella sua normale posizione di funzionamento - anziché in un piano verticale o inclinato, come avviene invece nei gruppi di sensori fin qui noti.

Questa particolare scelta di tipologia dei sensori ottici E ed R e di orientamento del relativo asse ottico di lavoro permette di conseguire almeno due importanti vantaggi. Un primo vantaggio è la possibilità di utilizzare dei componenti elettronici (emettitore e ricevitore) montabili, con processo completamente automatico, direttamente sul circuito principale insieme alla CPU ed al driver del motore elettrico M; i processi di produzione automatici, infatti, oltre ad essere innegabilmente più economici, garantiscono anche risultati di costanza del posizionamento dei componenti e quindi standard qualitativi elevatissimi con l'ulteriore vantaggio di una netta riduzione degli scarti e di eventuali successive onerose attività di riparazione. Infatti in questo caso è possibile regolare in modo molto più preciso l'orientamento dell'asse ottico dei sensori E ed R durante il loro montaggio automatico sulla piastra 8, grazie al fatto che tale orientamento dipende dall'angolazione che il dispositivo assume rispetto allo stesso piano della piastra 8 su cui avviene la sua saldatura.

Un secondo importante vantaggio è quello di ridurre in misura notevole lo spessore del dispositivo rispetto a quello dei tradizionali dispositivi che impiegano sensori del tipo THT (through-hole technology) ad asse ottico verticale o variamente inclinato rispetto al piano della piastra 8.

Come chiaramente visibile nella fig. 3, i sensori-emettitori E, costituiti da LED SMT, comprendono un sensore Ei destinato a rilevare le spire di filo in ingresso sul tamburo T e quindi a monitorare l'eventuale rottura del filo, un sensore E2predisposto per rilevare la condizione di completo riempimento della riserva di filo sul tamburo T e infine un sensore E3che consente di contare le spire in uscita dal tamburo. Analogamente, i sensori-ricevitori R, costituiti da fototransistor SMT, comprendono a loro volta sensori Ri, R2ed R3, corrispondenti ciascuno ai sensori-emettitori di medesimo indice sopra descritti. Tutti i sensori E ed R sono fissati lungo rispettivi bordi di finestre W formate nella piastra, così da evitare indebite riflessioni della radiazione ottica da parte della superficie della piastra 8.

Come si è già detto sopra, l'asse ottico di tutti i sensori E ed R è orientato nello stesso piano della piastra 8. Al fine quindi di poter consentire alla radiazione ottica emessa da ciascuno dei sensori-emettitori E il desiderato percorso di andata fino al tamburo T - o, più precisamente, fino ad uno strato riflettente 9 (fig. 1C) formato su un settore 4 del tamburo T rivolto verso il gruppo di sensori S - e quindi il percorso di ritorno fino al corrispondente sensore-ricevitore R, è stato previsto nel presente modello un particolare sistema di riflessione a specchi che verrà illustrato qui di seguito.

Uno degli obiettivi che il presente modello si propone di risolvere è quello di fornire un gruppo di sensori molto compatto, di basso spessore e sostanzialmente esente da problemi di sporcamento. Al fine di raggiungere tale obiettivo, il sistema di riflessione a specchi del presente modello è costituito da due separati gruppi di specchi e precisamente, un primo gruppo di specchi V a riflessione totale, orientati in modo tale da deviare la radiazione ottica dal piano della piastra 8 ad un piano perpendicolare o inclinato rispetto alla stessa, ed un secondo gruppo di specchi H a riflessione parziale, e cioè semiriflettenti e quindi parzialmente trasparenti, orientati in modo tale da deviare una porzione della radiazione ottica - mentre la porzione rimanente attraversa gli specchi senza subire deviazione - mantenendola in un piano parallelo al piano della piastra 8.

In particolare specchi semiriflettenti Hi, H2ed H3sono rispettivamente disposti, con opportuna angolazione, nel punto di intersezione dell'asse ottico dei sensori-emettitori Ei, E2ed E3e di quello dei sensori-ricevitori Ri, R2ed R3. Lungo il percorso di andata della radiazione ottica in uscita dai sensori-emettitori E, una porzione della stessa attraversa dunque senza deviazioni tali specchi H e raggiunge gli specchi V dai quali viene interamente deviata in direzione inclinata o perpendicolare rispetto alla piastra 8, attraversando lenti di focalizzazione L, che concentrano la radiazione verso la superficie riflettente 9 posta sul tamburo T, che è per esempio costituita da un catarifrangente o da uno specchio. Lungo il suo percorso di ritorno, la radiazione segue un identico percorso, attraverso la lente L e gli specchi V a riflessione totale, fino a giungere agli specchi semiriflettenti H dove una porzione di tale radiazione viene deviata verso i sensori-ricevitori R. Le porzioni di radiazione ottica che vengono, rispettivamente, riflesse dagli specchi H nel percorso di andata e non deviate dagli stessi specchi H nel percorso di ritorno, si disperdono senza creare interferenze all'interno del gruppo di sensori.

Il particolare sistema di riflessione a specchi sopra descritto permette di utilizzare componenti SMT montati sul normale piano orizzontale (e cioè quello della piastra 8) e con asse ottico parallelo al piano di detta piastra, rendendo molto compatto il gruppo di sensori ottici nella direzione verticale, o più precisamente perpendicolare al piano della piastra a circuito stampato 8. Secondo il presente modello, gli specchi V ed H vengono infatti semplicemente inseriti e fissati in apposite sedi, aventi posizionamento ed inclinazione predeterminati, stampate all'interno di un guscio di alloggiamento degli stessi. Nella preferita soluzione qui illustrata, il guscio è realizzato sotto forma di due semigusci accoppiati e precisamente un semiguscio superiore 10, nel quale vengono formate le sedi per gli specchi H, ed un semiguscio inferiore 11, nel quale vengono formate le sedi per gli specchi V. A montaggio avvenuto, gli specchi H e V aggettano dai due semigusci contrapposti 10 e li verso la piastra 8 dove si dispongono all'interno delle finestre W formate nella stessa, lungo i cui bordi sono stati fissati i sensori E ed R, come illustrato nella fig. 3.

I due semigusci 10 ed 11 sono costruiti in modo tale da potersi accoppiare tra loro a sandwich sulla piastra 8 e da parti opposte della stessa, inglobando dunque la parte terminale della piastra 8 che porta i sensori E ed R, e vengono poi reciprocamente bloccati mediante viti 12, previa interposizione di guarnizioni antipolvere G tra ogni semiguscio e la rispettiva superficie della piastra 8. Il gruppo di sensori S assume così la forma di un blocco particolarmente compatto, di modestissimo spessore e il cui interno è del tutto impermeabile a polveri ed olio, prevenendone così l'invecchiamento. Infine le lenti LI, L2 ed L3, che sono necessarie per focalizzare la radiazione ottica uscente dagli specchi V sulla superficie riflettente 9 del tamburo T, vengono anche esse montate su rispettivi supporti, aventi posizionamento ed inclinazione predeterminati, formati per stampaggio sulla parete esterna del semiguscio inferiore 11.

Dalla descrizione che precede risulta in modo chiaro come il gruppo di sensori ottici del presente modello di utilità abbia pienamente raggiunto gli scopi previsti. Innanzitutto, l'utilizzo di sensori ottici di tipo SMT con asse ottico orizzontale, combinato col particolare sistema di riflessione a specchi sopra descritto, consente di abbassare lo spessore del gruppo di sensori S a valori particolarmente ridotti rispetto agli analoghi dispositivi precedentemente noti. Secondariamente, avendo preformato tutte le sedi per i diversi componenti del gruppo ottico - sensori E ed R, specchi V ed H e lenti L - per stampaggio ad iniezione nella piastra 8 (sensori E ed R), nel semiguscio superiore 10 (specchi H) e nel semiguscio inferiore 11 (specchi V e lenti L), il montaggio dei diversi elementi suddetti può essere facilmente realizzato in modo automatico e con elevato grado di precisione e ripetibilità. Infine, la disposizione del gruppo di sensori all'interno di un guscio chiuso a sandwich sulla piastra 8 garantisce la massima tenuta del gruppo a polveri e oli, garantendo così una costante e continuata affidabilità del gruppo sensore nel tempo.

S'intende comunque che il modello di utilità non deve considerarsi limitato alla particolare disposizione illustrata sopra, che ne costituisce soltanto una preferita esecuzione, ma che diverse varianti sono possibili, tutte alla portata di un tecnico del ramo, senza per questo uscire daN'ambito di protezione del modello di utilità, che risulta quindi definito unicamente dalle rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Gruppo di sensori ottici (S) in un porgitrama, in particolare per telai tessili, del tipo in cui una o più coppie di sensori-emettitori (E) e sensoriricevitori (R) sono disposte su una porzione del porgitrama (C) che si estende lateralmente al tamburo (T) del porgitrama sul quale vengono avvolte le spire di filo di trama, così da formare percorsi di radiazione ottica, di andata, da ciascuno di detti sensori-emettitori (E) verso una superficie riflettente (9) prevista su detto tamburo (T) e, di ritorno, da detta superficie riflettente (9) ai corrispondenti sensori-ricevitori (R), per rilevare la presenza/assenza di un filo che attraversa detti percorsi, caratterizzato da ciò che comprende: sensori ottici (E, R) di tipo SMT saldati su una piastra (8) a circuito stampato ed aventi asse ottico parallelo al piano di detta piastra (8); un primo gruppo di specchi (V) a riflessione totale, uno per ogni coppia di sensori emettitori/ricevitori (E, R), orientati in modo tale da deviare una radiazione ottica parallela al piano della piastra (8) in un piano perpendicolare o inclinato rispetto alla stessa; ed un secondo gruppo di specchi (H) a riflessione parziale, uno per ogni coppia di sensori emettitori/ricevitori (E, R), orientati in modo tale da deviare parzialmente una radiazione ottica mantenendola in uno stesso piano parallelo alla piastra (8).
2) Gruppo di sensori ottici (S) come in 1), in cui ciascuno degli specchi del primo (V) e del secondo (H) gruppo di specchi è disposto in modo tale da essere attraversato dall'asse ottico di un corrispondente sensoreemettitore (E).
3) Gruppo di sensori ottici (S) come in 2), in cui ciascuno degli specchi del secondo gruppo (H) a riflessione parziale é disposto in modo tale da essere attraversato anche dall'asse ottico di un corrispondente sensorericevitore (R).
4) Gruppo di sensori ottici (S) come in 3), in cui ogni specchio del secondo gruppo (H) a riflessione parziale è interposto tra un corrispondente sensore-emettitore (E) ed un corrispondente specchio del primo gruppo (V) a riflessione totale.
5) Gruppo di sensori ottici (S) come in 3), in cui detti specchi (V, H) del primo e secondo gruppo di specchi sono alloggiati in loro sedi, aventi po sizionamento ed inclinazione predeterminati, formate rispettivamente in un semiguscio inferiore (11) e in un semiguscio superiore (10).
6) Gruppo di sensori ottici (S) come in 4), in cui detti semigusci (10, 11) sono accoppiati reciprocamente a sandwich su detta piastra (8) mediante mezzi a vite (12), tramite l'interposizione di guarnizioni antipolvere (G).
7) Gruppo di sensori ottici (S) in un porgitrama come in 4), comprendente inoltre lenti di focalizzazione (L) della radiazione ottica proveniente da ciascuno di detti specchi (V) del primo gruppo di specchi, detti lenti (L) essendo fissate in loro sedi, aventi posizionamento ed inclinazione predeterminati, formate sulla superficie esterna di detto semiguscio inferiore (11).
8) Gruppo di sensori ottici (S) come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detti sensori-emettitori (E) e detti sensori-ricevitori (R) sono fissati lungo rispettivi bordi di finestre (W) formate nella piastra a circuito stampato (8).
9) Gruppo di sensori ottici come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta piastra (8) a circuito stampato è parallela all'asse del porgitrama.