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Fadenwächter für Webmaschinen
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b) Es soll zu gleicher Zeit dünnes und dickes Schussmaterial verarbeitet werden können. c) Die Tastung soll an beliebiger Stelle derschützenflugbahn möglich sein, also insbesondere auch innerhalb des Gewebes. d) Auch der erste Schuss nach einem Spulenwechsel bei Automaten-Stühlen soll erfasst werden (der Schussfaden liegt noch nicht in der endgültigen Führung des Schützen). e) Sofern ein Teil der Überwachungseinrichtung direkt im Schützen eingebaut ist, soll eine Abweichung des Schützenfluges von seiner idealen Bahn die Überwachung nicht beeinträchtigen.
Erfindungsgemäss werden alle obigen Bedingungen von der nachfolgend beschriebenen Anordnung erfüllt.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Bewegungsbereich des Fadens eine drehbar gelagerte Rolle angeordnet ist, welche durch den gespannten, sich bewegenden Faden in Drehung versetzt wird und durch seine Drehung von seiner Rotationsgeschwindigkeit abhängige optische, magnetische oder elektrische Impulszüge erzeugt, dass ein Empfänger vorgesehen ist, welcher die von der Rolle erzeugten Impulszüge in eine Wechselspannung umsetzt, und dass in die Wechselspannung des Empfängers eine Anzeigeund/oder Schalteinrichtung eingeschaltet ist, die auf das Unterschreiten einer vorbestimmbaren Frequenz oder Spannung des Impulszuges anspricht.
Eine magnetische Überwachung der Rollendrehung kann erfindungsgemäss durch einen oder mehrere in die Rolle eingelassene Permanentmagnete erfolgen, welche bei der Drehung der Rolle in einer benachbarten Empfängerspule eine Wechselspannung induzieren. Die Frequenz der in der Abtastspule induzierten Wechselspannung ist ein Mass für die Drehgeschwindigkeit der Rolle. Die Abtastspule wird bei Webstühlen in der Ladenbahn eingebaut. Ein Verstärker verstärkt die induzierte Wechselspannung und führt sie einem Gleichrichter zu. Die Höhe der entstehenden Gleichspannung stellt ein Kriterium dafür dar, ob der Faden gebrochen ist oder nicht. Sie wirkt über geeignete Stromkreise auf die Anzeige-oder Abstellvorrichtung der Maschine.
Eine optische Abtastung kann erfindungsgemäss durch eine'Rolle erfolgen, die mit Mitteln versehen ist, um ein zwischen einer Lampe und einer lichtelektrischen Zelle verlaufendes Lichtstrahlenbündel in seiner Intensität zu modulieren. Die Höhe des verstärkten und gleichgerichteten Ausganges der lichtelektischen Zelle ist ein Kriterium für intakten oder gebrochenen bzw. losen Faden. Das Ausgangs-Signal des Wächters wirkt in gleicher Weise wie bei der magnetischen Abtastung auf die Maschine ein.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, dass in des Rolle ein oder mehrere Einsätze mit gegenüber dem Grundmaterial der Rolle stark verschiedener Dielektrizitätskonstante eingelassen sind, so dass durch die Drehung der Rolle in einem elektrischen Kondensatorfeld eine Kapazitätsänderung zustande kommt. Die durch die wechselnde Kapazität hervorgerufene Wechselspannung am Kondensator wird wieder verstärkt und gleichgerichtet, und mit dem Ausgangssignal werden Anzeige- oder Schaltvorgänge an der Maschine ausgelöst.
AnHand der Zeichnungen seien die genauere Funktion und weitere Gegenstände der Erfindung erläutert : Fig. l ist eine vergrösserte Darstellung von Rolle und Faden, Fig. 2 stellt den Grundriss von Fig. 1 dar, Fig. 3 ist ein Schnitt durch einen Webschützen, in dem diese Rolle eingebaut ist, Fig. 4 stellt in Vorderbzw. Seitenansicht eine Rolle dar, welche optisch abgetastet wird, Fig. 5 ist eine Variante von Fig. 4, Fig. 6 stellt eine Variante von Fig. l dar, Fig. 7 zeigt die räumliche Anordnung von Auslöse-Magnet, Auslöse-Spule, Abtastrolle und Abtastspule eines Schusswächters für Webstühle, Fig. 8 stellt die Kurvenform des Auslöse-Impulses einer Anordnung nach Fig. 7 dar.
Fig. 9 zeigt die Kurvenform der von der rotierenden Rolle im Empfänger erzeugten Wechselspannung, Fig. 10 ist ein Blockschema der Elektronik einer magnetischen Abtastung, Fig. 11 zeigt die räumliche Anordnung einer optischen Abtastung der Rolle. Fig. 12 zeigt den Verlauf der Amplitude des Auslöse-Impulses in Funktion des Abstandes zwischen Abtastspule und Auslöse-Magnet in der Anordnung nach Fig. 7, Fig. 13 ist ein Schaltungsbeispiel der Elektronik einer magnetischen Abtastvorrichtung. Fig. 14 zeigt die räumliche Anordnung von magnetischer Abtastspule und Rolle in einer Webmaschine. Fig. 15 zeigt eine Rolle, die gebremst wird, sobald die Faienspannung zu klein ist, Fig. 16 stellt. eine Rolle in Grund- und Aufriss dar, deren Oberfläche speziell verstärkt ist. Fig. 17 zeigt eine in einem elektrischen Kondensatorfeld angeordnete Rolle.
Fig. 18a und 18b zeigen die Ausführung einer Rolle für magnetische Abtastung, welche Querbohrungen zur pneumatischen Selbstreinigung der Zapfenlager und eine Fiederung zur Gewichtsreduktion und Erhöhung der An- : riebsreibung aufweist. Fig. 19 zeigt das Blockschema einer beidseitig der Ladenbahn eines Webstuhles angeordneten Schussüberwachungs-Vorrichtung mit flugrichtungs-empfindlicher Schaltung der Elektronik. fiat. 20 zeigt eine aus Einfädler und Rolle bestehende Baueinheit des Webschützen.
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Die Fig. 1 und 2 zeigen Grund- und Aufriss einer Rolle mit Magnet und den über die Rolle laufenden
Faden. Der Faden 1 wird über die Rolle 2 hinweggeführt und treibt diese bei seiner Vorwärtsbewegung durch
Reibung an. In die Rolle 2 ist ein kleiner Magnet 3 eingelassen, welcher sich mit der Rolle dreht und da- durch ein sich drehendes Feld erzeugt. Die Rolle 2 wird zwischen den Spitzen 4 gelagert, so dass mög- lichst kleine Reibung in den Lagerstellen entsteht.
Der Durchmesser der Rolle 2 wird so klein wie möglich gewählt, damit bei einer plötzlichen Be- schleunigung des Fadens 1 die Rolle 2 ebenso rasch beschleunigt werden kann, ohne dass der Faden einer zu hohen Zugspannung ausgesetzt wird (Schützenabschuss beim Webstuhl) ; in den Versuchsausführungen betrug der Durchmesser 4 mm. Wenn der Faden reisst, sollte die Rolle so rasch wie möglich wieder still- stehen. Auch dies wird durch eine kleine und möglichst leichte Rolle erreicht, die zur Gewichtsreduk- tion vorteilhaft mit Aussparungen versehen ist, so dass die Rolle beispielsweise die Form eines Käfigser- hält.
Zusätzlich kann bei Bedarf die rasche Verzögerung erreicht werden durch eine auf die Rolle wirken- de Bremse. Ein Bremsplättchen drückt den Faden 1 gegen die Rolle 2. Sobald der Faden reisst, wird über dieses Bremsplättchen die Rolle 2 augenblicklich gebremst. Wie eine solche Rolle mit dem Bremsplätt- chen in einen Webschützen eingebaut werden kann, zeigt Fig. 3. Die Rolle 5 enthält den Magneten 6 und ist zwischen den Spitzen 10 gelagert. Der Faden 8 läuft an der Rolle vorbei und wird durch das Brems- plättchen 7 auf die Rolle gedrückt. Die Feder 9 drückt das Bremsplättchen 7 mit konstantem Druck gegen den Faden.
Der Schützen 11, in den die Rolle 5 eingebaut ist, läuft im Webstuhl über die Ladenbahn 13.
In der Ladenbahn 13 ist die Abtastspule 14 eingebaut, welche das von der Rolle 5 mit ihrem Magneten
6 erzeugte Wechselfeld abtastet, und eine Wechselspannung abgibt.
Zwischen der Rolle und der Empfängerspule befindet sich ein magnetischer Leiter 12, damit möglichst viele Kraftlinien vom Magnet 6 auf die Spule 14 gelangen und die in der Empfängerspule induzierte Wechselspannung möglichst hoch wird. Wenn nun der Schützen 11 über die Ladenbahn 13 fliegt, und der Faden aus seinem Inneren herausgezogen wird, so läuft dieser über die Rolle 5, versetzt sie in Drehung und erzeugt ein Wechselfeld vor dem magnetischen Leiter 12. Dieser überträgt das Wechselfeld auf die Spule 14, in welcher während dem Vorbeiflug des Schützen eine Wechselspannung induziert wird.
Zur Bündelung der Kraftlinien in Richtung der Spule 14 kann sich ein Teil des magnetischen Leiters 12 auch in der Ladenbahn 13 befinden.
Ist der Faden gerissen, so steht die Rolle 5 still und an Stelle einer Wechselspannung wird nur ein einziger Impuls durch den stillstehenden Magneten in der Spule 14 induziert.
Fig. 4 zeigt eine andere Möglichkeit der Überwachung der Drehbewegung der Rolle. In die Rolle 15 werden zwei schmale Schlitze 16 hineingefräst und mit dunklem Material ausgefüllt. Die Rolle 15 besteht im übrigen aus glasklarem Material.
Wird nun ein Lichtstrahl auf diese Rolle gerichtet, so wird er durch die Drehung der Rolle periodisch unterbrochen. Dieser periodisch unterbrochene Lichtstrahl kann durch eine Photozelle aufgenommen und in eine Wechselspannung umgewandelt werden.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer solchen optisch überwachten Rolle. Die transparente Rolle 17 wird mit dunklen Streifen 18 belegt, welche wieder einen Lichtstrahl periodisch unterbrechen, sobald dieser durch die Rolle hindurchdringt und diese sich dreht. Hiebei besitzt die Rolle 17 gegenüber der Rolle 15 den Vorteil, dass sie bei einer einzigen Drehung den Lichtstrahl nicht nur zweimal, sondern achtmal unterbricht. Dadurch muss in der Anwendung als Schusswächter die Strecke, über welche die Rolle sich im überwachenden Lichtstrahl befindet, nicht so gross sein, wie dies bei der Rolle 15 der Fall ist, da man schon nach viel kürzerer Zeit feststellen kann, ob sich die Rolle dreht oder nicht.
Einen ähnlichen Zweck verfolgt man mit der magnetischen Rolle nach Fig. 6. Die Rolle 19 enthält vier Magnete 20,21, 22 und 23. Alle diese Magnete sind unter verschiedenen Winkeln in die Rolle hineingesteckt. Bei einer einzigen Umdrehung entsteht deshalb durch die Rolle nach Fig. 6 eine Wechselspannung mit der vierfachen Frequenz gegenüber derjenigen, die durch die Rolle nach Fig. 1 erzeugt wird. Dadurch wird die Strecke, über welche man die Drehung der Rolle feststellen kann, wesentlich kürzer.
Da beim Schusswächter in der Abtastspule während dem Vorbeiflug des Schützen nur während sehr kurzer Zeit eine Wechselspannung induziert wird, nämlich nur dann, wenn sich die Rolle mit dem Magneten in unmittelbarer Nähe der Spule befindet, muss der Einrichtung, welche diese Wechselspannung verarbeitet, noch ein Impuls geliefert werden, welcher anzeigt, zu welchem Zeitpunkt die Wechselspannung im Falle des intakten Fadens zu erscheinen hat. Erfindungsgemäss wird zu diesem Zweck durch einen im Schützen eingebauten Permanentmagneten in einer in der Ladenbahn angebrachten Spule in
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Auslöse-Impuls induziert, der den Abtastemoment der sich drehenden Rolle festlegt.
Die Notwendigkeit einer solchen Anordnung hat ihren tieferen Grund darin, dass bei gebrochenem oder überhaupt nicht vorhandenem Schussfaden ein Signal abgegeben werden muss, bei intaktem Faden dagegen kein solches auftreten darf. Da ein gar nicht vorhandener Faden aber kein Signal auslösen kann, muss eine Signalinversion mit Hilfe einer Auslösevorrichtung in der beschriebenen Weise vorgenommen werden :
Von der Auslösevorrichtung wird ein "Uhr-Impuls" hergeleitet, der die Emplängervorrichtung zu bestimmten Zeitmomemen"abfragt". Grundsätzlich könnte dieser "Uhr-Impuls" von einem synchron mit der Schlagbewegung arbeitenden Steuerschalter abgenommen werden ; das hat sich jedoch nicht be- währt, weilsich der Schützen vom Moment des Abschusses an als selbständiges kinematisches System wei- terbewegt und nicht mehr mit dem ortsfesten Webstuhlsystem gekoppelt ist. Die von diesem ortsfesten System gegebenen Taktzeiten sind deshalb für das bewegte Schützensystem nicht mehr ohne weiteres gültig.
Daraus ergeben sich für die Praxis schwerwiegende Einstellschwierigkeiten, indem der Bewegungsablauf des Schützensystems nicht einfach durch Langsam-Laufenlassen nachgebildet werden kann.
Fig. 7 zeigt den Schützen 24, wie er während dem Webvorgang über die Ladenbahn fliegt. Er enthält in seineminnerndie Schuss-Spule 25, von welcher der Faden 26 abgezogen wird. Dieser Faden läuft wäh- rend dem Abzugvorgang über die Rollen 27, welche den kleinen Magneten enthält. Im gegenüberliegenden Ende des Schützen. 24 ist der Permanentmagnet 28 fest eingebaut. Im gleichen Abstand wie der Permanentmagnet 28 und die Rolle 27 sind in der Ladenbahn die Auslöse'-Spule 29 und die Abtastspule 30 eingebaut.
Während dem Vorbeiflug des Schützen 24 wird nun in der Auslöse-Spule 29 ein Auslöse-Impuls induziert, der vom Magneten 28 herrührt. Zur selben Zeit wird in der Abtastspule 30 eine Wechselspannung induziert, welche von der drehenden Rolle 27 und dem in ihr enthaltenen Magneten stammt. Bei gebrochenem Faden 26 dreht sich die Rolle 27 nicht. Es entsteht infolgedessen bei gebrochenem Faden 26 nur ein Auslöse-Impuls in der Spule 29 und keine Wechselspannung in der Spule 30. Fig. 8 zeigt die Kurvenform des Auslöse-Impulses, wie er beim Vorbeiflug des Schützen 24 in der Spule 29 induziert wird.
Zur Bündelung der magnetischen Kraftlinien werden zwischen die Spulen 29 bzw. 30 und die Permanentmagnete 28 bzw. 27 vorteilhaft magnetische Leiter eingebaut, von denen sich Teile im Schützen und Teile in der Ladenbahn befinden können (Fig. 3).
Fig. 9 zeigt die Form der Wechselspannung, welche in der Spule 30 während des Vorbeifluges des Schützen und bei ungebrochenem Faden 26 erzeugt wird.
In Fig. 10 ist die Einrichtung dargestellt, welche den Auslöse-Impuls nach Fig. 8 und die Wechselspannung nach Fig. 9 verarbeiten. Die Wechselspannung nach Fig. 9 wird an den Punkt 31 geführt und durch den Verstärker 33 verstärkt. Anschliessend findet eine Gleichrichtung und Glättung im Verstärker 33 statt, und die gleichgerichtete (positive) Spannung wird dem Widerstand 34 zugeführt. Der Auslöse-Impuls nach Fig. 8wirdanPunkt32 geführt, und durch die Gleichrichter 36 wird nur der negative Teil des Auslöse-Impulses an den Widerstand 35 übertragen. Die beiden Widerstände 34 und 35 addieren die positive Spannung, welche von 33 und die negative Spannung, welche von 36 herkommen, und führen sie dem monostabilen Flip-rop 37 zu.
Wenn derAuslöse-Impuls an Punkt 32 zugleich mit der Wechselspannung am Punkt 31 erscheint, heben sich die beiden Spannungen an den Widerständen 34 und 35 gegenseitig auf. Der Flip-Flop 37 wird
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rät dieser in seinen unstabilen Zustand und zieht das Relais 38 während z. B. 0, 3 sec an. Dieses schliesst seinen Kontakt 39, durch welchen der Abstellmagnet des Webstuhles betätigt wird, und in der Folge wird der Webstuhl stillgesetzt.
Anstatt magnetisch kann die Drehung der Rolle auch optisch überwacht werden. Eine solche optische Überwachung der Drehung der Rolle ist in Fig. 11 dargestellt. Im Schützen 40 ist der schon bekannte Auslöse-Magnet 41 eingebaut, welcher während dem Vorbeiflug in der Spule 42 den Auslöse-Impuls erzeugt. Zu gleicher Zeit wird durch die Lampe 43 über den halbdurchlässigen Spiegel 44 und die Linse 45 die Rolle 46 beleuchtet. Diese Rolle 46 ist ausgeführt gemäss Fig. 4 oder Fig. 5. Das durch die Rolle hindurchtretende Licht fällt auf den katadioptrischen Rückstrahler 47, welcher das auftreffende Licht in derselben Richtung zurückwirft. Dieses Licht trifft über die Linse 45 auf den halbdurchlässigen Spiegel 44 und ein Teil davon auf die Photozelle 48. In dieser Photozelle entsteht eine Wechselspannung, welche ähnliche Form besitzt, wie in Fig. 9 dargestellt.
Diese Wechselspannung wird wieder durch eine Verstärkereinrichtung nach Fig. 10 verarbeitet.
Da bei einem Webstuhl der Abstand des Schützen von der Ladenbahn und damit von den Abtast-
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spulen variieren kann, ist es sehr wichtig zu wissen, dass auch bei den grössten vorkommenden Abständen die in den Spulen induzierten Spannungen noch genügend gross sind. Fig. 12 zeigt den Verlauf der induzierten Spannung in Funktion des Abstandes bei 10 Meter pro Sekunde Fluggeschwindigkeit des Schützen.
Hieraus ist ersichtlich, dass, wenn der Schützen seinenAbstand z. B. von 5 auf 10 mm erhöht, die in der Spule induzierteSpannung zwischen 1 und 2 V schwankt. Diese Schwankung liegt noch in einer Grössenordnung, welche durch die Verstärkereinrichtung einwandfrei verarbeitet werden kann.
In Fig. 13 ist ein Ausführungsbeispiel der gesamten Elektronik angegeben. 49 bedeutet die Abtastspule, welche die Wechselspannung vom sich drehenden Magneten erhält. Diese wird im Verstärker 51 verstärkt und im Gleichrichter 52 in eine positive Gleichspannung umgewandelt. Der Auslöse-Impuls wird inderAuslöse-Spule 50 induziert und im Gleichrichter 53 zu einem negativen Spannungsstoss gleichgerichtet. Dieser wird dem Widerstand 54 zugeführt, welcher ihn dem monostabilen Flip-Flop 56 liefert. Zugleich wird die vom Gleichrichter 52 abgegebene positive Spannung über den Widerstand 55 auch an den Eingang des monostabilen Flip-Flop 56 gegeben. Beim Fehlen dieser positiven Gleichspannung vom Widerstand 55 her geht der Flip-Flop in seine unstabile Stellung und betätigt während ungefähr 0, 3 sec das Relais 57.
Mit Hilfe des Kontaktes am Relais 57 kann über einen Abstellmagneten der Webstuhl stillgesetzt werden. In der Elektronik werden als aktive Schaltelemente ausschliesslich Halbleiter verwendet, welche praktisch unbegrenzte Lebensdauer besitzen.
Bei Webmaschinen mit Greiferschützen oder schützenlosen Maschinen mit Eintrag des Schusses von einer feststehenden Vorratsspule muss die Überwachungseinrichtung nicht in den Schützen eingebaut werden, da der Faden ausserhalb des Gewebes ohne weiteres überwacht werden kann. Fig. 14 zeigt, wie dies
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wachungsrolle 63, welche den kleinen Magneten enthält und eine Wechselspannung in der Abtastspule 64 induziert. Reisst der Faden 59, bevor der Webschützen 65 das Gewebe verlässt, so steht die Rolle 63 still und es wird keine Wechselspannung in der Spule 64 induziert. Auch diese Wechselspannung und ein Aus- löse-Impuls werden der Einrichtung nach Fig. 13 zugeführt und dementsprechend zur Abstellung der Web- maschine verarbeitet.
Die Rolle 63 kann durch eine Bremsvorrichtung für den Faden, ähnlich wie in Fig. 3 dargestellt, bei Fadenbruch zusätzlich gebremst werden.
Beim Brechen eines Fadens muss die Rolle, wie sie in Fig. 1-6 gezeigt ist, möglichst rasch stillstehen. Die Zeit, welche benötigt wird, um die Rolle stillzusetzen, ist abhängig von der Bremskraft, welche auf sie wirkt und vom Massenträgheitsmoment, das sie besitzt, Da das Massenträgheitsmoment mit der vierten Potenz des Durchmessers der Rolle wächst, wächst auch die benötigte Bremskraft in Funktion des Durchmessers sehr stark. Dadurch erhält man die Möglichkeit, bei kleinen Rollendurchmessern auf sehr kleine Bremszeiten zu kommen. Ausserdem kann der Frequenzgang des Verstärkers 51 in Fig. 13 so ausgelegt werden, dass diejenige Frequenz, welche der höchsten Drehzahl der Rolle entspricht, stark bevorzugt wird, und die tieferen Frequenzen überhaupt nicht verstärkt werden.
Dies führt dazu, dass schon bei leicht abgefallener Drehzahl der Rolle die Ausgangsspannung des Verstärkers stark sinkt und beim Eintreffen des Auslöse-Impulses der monostabile Flip-Flop anspricht. Dadurch bewirkt man, dass auch dann ein Fadenbruch erfasst wird, wenn dieser zeitlich erst kurz vor dem Erreichen des Tastmomentes auftritt ; auch kann mit dieser Massnahme eine stärkere Beeinflussung des Wächters durch ungenügende Fadenspannung erreicht werden, womit auch ein loser Faden den Wächter zum Ansprechen bringt.
Bei dünnen Fäden besteht die Möglichkeit, dass der Faden zwischen der Rolle 5 und dem Bremsplättchen 7 (Fig. 3) durchläuft, ohne dass sich die Rolle dreht, u. zw. dann, wenn das Bremsplättchen 7 oder die Rolle 5 an ihrer gegenseitigen Berührungslinie eine Einbuchtung besitzt, so dass an jenen Stellen der Faden nicht eingeklemmt wird. Fig. 15 zeigt, wie dies vermieden werden kann, indem die auf die Rolle wirkende Bremse bei richtiger Fadenspannung und richtiger Geschwindigkeit durch den Faden von der Rolle abgehoben wird. Über die Rolle 67 mit ihrem Magneten 68 läuft der Faden 66.69 stellt die Abtastspule dar. 70 ist eine Blattfeder von derselben Breite der Rolle 67. Am Träger 71 ist die Blattfeder 70 befestigt. Sie drückt auf den Faden 66 gegen die Rolle 67.
Sobald die Spannung des Fadens 66 nachlässt, bewegt sich die Feder 70 gegen die Rolle und bremst diese bei Berührung. Ist hingegen die Spannung des Fadens 66 genügend hoch, so hebt sie die Feder 70 von der Rolle 67 ab, so dass sich diese mit Sicherheit dreht, sobald sich der Faden 66 bewegt.
Durch das ständige Beschleunigen und Abbremsen der Rolle (z. B. 67 in Fig. 15), besteht die Gefahr der Abnutzung der Oberfläche. Um dies zu verhüten, wird in einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Rolle mit einer harten Aussenfläche versehen. Fig. 16 zeigt eine solche Ausführung in Grund - und Aufriss. Der Aussenmantel 72 besteht z. B. aus einer Aluminiumlegierung, welche oxydiert ist, also glasharte Ober-
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fläche besitzt. Dadurch wird die Abnützung verhindert. Der Kern 73 besteht aus einem Material, z. B.
Nylon, welches gute Trockenlaufeigenschaften besitzt. Die Lagerspitzen 75 sind vorzugsweise aus Stahl.
Sie werden an der Spitze abgerundet und poliert, so dass nur eine kleinste Lagerreibung auftritt. Damit sich in den Lagerstellen kein Staub absetzen kann, werden die Lagerbohrungen im NylQnkörper 73 möglichst slash und kurz ausgeführt. Der Magnet 74 besteht aus einem Material mit möglichst hoher Koerzitivkrait z. B. Oxydkeramik.
Die harte Oberfläche des Rollenkörpers wird mit Vorteil aufgerauht. Dadurch wird ein sauberer An- trieb der Rolle durch den Faden sichergestellt. Die Aufrauhung kann beispielsweise durch scharfkantige, parallel zur Längsachse der Rolle verlaufende Rillen erfolgen, oder das Mantelmaterial kann scharfkan- tige Einschlüsse wie feinste Glassplitter u. dgl. in seiner Masse enthalten.
Fig. 17 zeigt die in einem elektrischen Feld angeordnete Rolle 76. Der Grundkörper 77 der Rolle be- steht aus einem Material von gegenüber dem Einsatz 78 (z. B. Bariumtitanat) stark verschiedener Dielek- trizitätskonstante. Die Rolle dreht sich im Feld des aus den beiden Platten 79,80 bestehenden Konden- sators, und das Feld wird im Rhythmus der Rotationsfrequenz moduliert. Im selben Rhythmus ändert sich die Kapazität des Kondensators und damit z. B. bei konstanter Ladung die Spannung an den Platten. Die- se Wechselspannung wird analog zur magnetischen und optischen Abtastung weiterverarbeitet.
Fig. 18a und 18b zeigen eine in Draufsicht (Fig. 18b) sternförmig ausgebildete Rolle mit Zapfenlage- rung. Zur Erhöhung der Lebensdauer der Lagerung der Rolle 81 werden Zapfenlager 84 verwendet, die we- sentlich geringeren Lagerdruck aufweisen, als die Spitzenlager. Es besteht jedoch die Gefahr, dass durch
Ansammlung von Faserresten im Lager 84 die Rolle 81 so stark gebremst wird, dass die Antriebskraft des
Fadens 83 nicht mehr genügt.
Eine solche Verschmutzung des Lagers 84 kann durch Entlüftungsbohrungen 85 verhindert werden, indem durch die hohe Umfangsgeschwindigkeit der Rolle 81 eine Sogwirkung vom Lager 84 durch die Bohrungen 85 entsteht, die das Lager 84 ständig sauber hält. Die Antriebskraft des Fadens 83 kann ausserdem noch gesteigert werden durch Fiederung der Rolle 81. Die Kanten, die dadurch an der Oberfläche entstehen, ergeben eine grössere Reibwirkung zwischen Faden 83 und Rolle 81. Die Rolle 81 wird zudem leichter, was die Lagerbelastung herabsetzt und das Trägheitsmoment verkleinert, so dass ein rascheres Abbremsen der Rolle 81 bei Fadenbruch stattfindet. Der Permanentmagnet 82 lässt sich auch bei dieser Ausführungsart leicht in der gezeigten Art in die Rolle 81 einbauen.
Fig. 19 zeigt das Blockschema einer beidseitig der Ladenbahn eines Webstuhles angeordneten Überwachung mit flugrichtungsempfindlicher Schaltung der Elektronik. Bei Webstühlen soll der Schussfaden bis andie äussersie Gewebekanie überwacht werden. Dementsprechend müssen an beiden Enden der Ladenbahn Abtastorgane vorgesehen werden. Da aber der Faden im Schützeninnern beim Eintritt des Schützen in das Fach noch nicht läuft, muss jeweils jenes Abtastorgan unempfindlich geschaltet sein, das sich auf der Eintrittsseite ins Fach befindet.
In den Abtastspulen 86 wird die Wechselspannung von der drehenden Rolle induziert. Je eine der Spulen befindetsich links und rechts am Ende der Ladenbahn. Im Verstärker 87 wird die induzierte Wechselspannung verstärkt und dem Tor 88 zugeführt. Bei geöffnetem Tor geht die verstärkte Wechselspannung zum Gleichrichter 89. Die gleichgerichtete Wechselspannung wird im Integrator 90 integriert und steuert denDiskriminator 91. Dieser Diskriminator gibt eine Spannung ab, sobald die von 90 integrierte Spannung einen bestimmten Wert überschreitet und steuert mit dieser Spannung das Tor 98. Die Auslöse-Spulen 92 und 93 sind neben den Abtastspulen 86 angeordnet, u. zw. je eine Spule 92 und 93 sowohl rechts als auch links der Ladenbahn.
Hiebei fliegt der Schützen immer beim Austritt aus dem Fach zuerst über die entsprechende Auslöse-Spule 92 und dann über 93, beim Eintritt ins Fach dagegen zuerst über 93 und dann über 92. Die Auslöse-Impulse werden in den Impulsformer 94und 96 verstärkt und zu Rechteckimpulsen geformt. Der Im- pulsumformer 94 speist den Impulsverlängerer 95, der z. B. als monostabiler Flip-Flop ausgeführt ist und den Auslöse-Impuls auf beispielsweise 20msec verlängert. Der verlängerte Impuls steuert die Tore 88 und 97. Das Tor 88 gibt also die Wechselspannung des Verstärkers 87 von dem Zeitpunkt an frei, wo der Schützen über die Spule 92 fliegt. Hieraufwird der Integrator 90 während beispielsweise 20msec aufgeladen und ent- lädt sich nachher wieder langsam.
Nachdem der Schützen über die Spule 92 geflogen ist, fliegt er nach z. B. 10 msec über die Spule 93 und induziert den zweiten Auslöse-Impuls, dieser wird dem Tor 97 zugeführt. Dieses Tor ist während 20 msec offen. Also gelangt der Impuls nun zum Tor 98. Bei aufgeladenem Integrator 90 ist das Tor 98 geschlossen. Bei nicht aufgeladenem Integrator dagegen, also bei Fadenbruch, ist das Tor 98 offen. Der Impuls geht zum Impulsverlängerer 99, wird auf zirka 300 msec verlängert und zieht das Relais 100 an. Fliegt der Schützen ins Fach ein, so erscheint zuerst der Auslöse-Impuls von Spu-
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le 93 und kann nicht durch das Tor 97 gelangen, da dieses noch geschlossen ist.
Demzufolge wird nur bei
Fachaustritt des Schützen das Relais 100 betätigt, u. zw. nur dann, wenn der Faden gebrochen ist. Über dieses Relais wird ein leistungsstarker elektromechanischer Wandler 101, z. B. ein Elektromagnet, ge- spiesen, der die Kupplung und die Bremse des Webstuhles betätigt und damit den Webstuhl stillsetzt.
Fig. 20 zeigt, wie der Einfädler und die Rolle als Einheit zusammengebaut werden : 102 stellt den
Einfädlerblock dar und 103 die Rolle. Der von der Schussspule ablaufende Schussfaden 104 tritt hinten in den Einfädler 102 ein, wird über die Rolle 103 geführt und verlässt den Einfädler wieder über eine Faden- führung 105. Das ganze Aggregat wird vermittels der Bohrung 106 im Webschützen verschraubt.
Mit der vorstehend an Hand verschiedener Ausführungsbeispiele beschriebenen erfindungsgemässen
Vorrichtung sind die Schwierigkeiten der bisher bekanntgewordenen Fadenwächter behoben. Insbesondere wird durch die Ausnützung einer kontinuierlichen Rotation die eigentliche Bewegung des Fadens erfasst, und nicht nur, wie das bei bekannten Vorrichtungen der Fall war, die Fadenspannung. Die Ansprechzeit des Wächters bei Fadenbruch beträgt nur einige msec, so dass das verbleibende Fadenende auch bei den höchsten auftretenden Fadengeschwindigkeiten von 20 msec nur einige cm lang ist.
Das im Schützen eingebaute Wächterorgan hat gegenüber an der Lade montierten Vorrichtungen zwei entscheidende Vorteile :
Erstens ist innerhalb des Schützen der ablaufende Faden durch Führungen in seiner Lage genau fixiert und kann bequem überwacht werden ; dadurch erübrigt sich das dauernde Nachstellen. Im Gegensatz dazu wird bekanntlichdieüberwachungdurch Wächter, die an der Lade montiert sind, in hohem Mass erschwert, weil sich der Schussfaden während dem Eintrag infolge der Schützenflugabweichungen und der allgemei- nen Webstuhltoleranzen nicht immer in derselben Lage befindet.
Zweitens kann das im Schützen mitbewegte Wächterorgan genau auf eine Garnsorte eingestellt werden, denn an mehrschützigen Webstühlen verarbeitet ein bestimmter Schützen innerhalb eines Gewebes ja stets dieselbe Garnsorte. Man ist bei der Einstellung des Wächters nicht mehr auf einen Kompromiss angewiesen, der bisher ein sicheres Arbeiten des Schusswächters in vielen Fällen überhaupt verunmöglichte.
Das im Schützen eingebaute Wächterorgan ist nicht an eine Fadenumschlingung gebunden und eignet sich daher auch für Automaten-Webstühle.
Die Übertragung des Signals von dem im Schützen untergebrachten Wächterorgan auf den Webstuhl erfolgt während des Schützenfluges berührungs-und trägheitslos ; die Nachteile von mechanischen oder elektromechanischen Übertragungssystemen sind damit umgangen.
Das Wächterorgan im Schützen erfasst sowohl den gebrochenen wie den losen, d. h. mit ungenügender Spannung eingetragenen Schussfaden, der in gleicher Weise wie der gebrochene Faden einen Gewebefehler verursachen kann. Vom erfindungsgemässen Wächter wird deshalb neben der Fadenbewegung auch die Fadenspannung erfasst, wobei die Wirkung dieser beiden Einflussgrössen durch Änderung des Umschlingwinkels der Rollenbremse nach Bedarf abgestuft werden kann.
Der Schusswächter arbeitet mit Ausnahme eines Abstellmagneten ohne elektromechanische Hilfsmittel, woraus sich eine vereinfachte Montage und eine entsprechend geringere Störanfälligkeit ergeben.
Eine weitere Eigenschaft von erheblicher Bedeutung, die das eigentliche Wächterorgan besitzt, besteht in einer Selbstsicherung. Bei einem Ausfall des Wächters stellt der Webstuhl ab ; ein Weiterlaufen der Maschine ist ausgeschlossen.
Bei der magnetischen Abtastung ergibt sich der weitere Vorteil, dass die Tastung an beliebiger Stelle der Schützenflugbahn möglich ist, da die Kettfäden die Signalübertragung nicht stören. Ausserdem liegt die Beeinflussung der Signalhöhe durch Flugbahnabweichungen des Schützen bei der magnetischen Abtastung in Grenzen, die von den im elektronischen Teil verwendeten Halbleiterelementen ohne weiteres verarbeitet werden können.
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