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Schussfadenwächter an einem Webstuhl
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vorintervall mit der Spule des Signalgebers induktiv gekoppelt ist.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
Hiebei ist Fig. 1 eine Ansicht eines in einem Schützen untergebrachten Signalgebers, der bei Bruch des Schussfadens ein elektrisches Signal erzeugt ; Fig. 2 das elektrische Schaltungsschema des Signalgebers nach Fig. 1 und Fig. 3 das elektrische Schaltungsschema eines Signalumformers, der auf der Weblade montiert ist und aus einem bei Fadenbruch vom Geber erhaltenen Fehlersignal einen Steuerimpuls erzeugt, der zur Stillsetzung des Webstuhles dient. Die Fig. 4a und Fig. 4b zeigen zwei Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Signalumformers.
Der in Fig. 1 dargestellte Signalgeber weist eine Grundplatte --1-- auf, auf welcher ein stabförmiger, piezoelektrischer Kristall-2-- mittels zweier Halter-3 und 4-montiert ist. Auf der Grundplatte-l-ist auch ein vertikaler Schenkel eines federnden Bügels --5-- befestigt, der einen horizontalen Schenkel aufweist, welches über ein Koppelglied --6-- mit dem Kristall --2-- verbunden ist und auf welchem der Schussfaden --7-- aufliegt. Der Signalgeber ist im Schützen (Weberschiffchen) angeordnet, in dem sich die Vorratsspule des Schussfadens befindet, und der zum Eintragendes Schussfadens zwischen den Kettfäden längs der Weblade hin und her geworfen wird.
Der von der Spule ablaufende Faden --7-- streicht über den Bügel --5-- und versetzt denselben dabei durch seine Reibung in Schwingungen, ähnlich wie bei einer Geige der Bogen die Saiten zum Schwingen anregt. Ausser durch stetige Reibung kann die Anregung auch durch periodisches Anschlagen des laufenden Fadens beim Abspulen erfolgen. Der Bügel--5--, das Kopplungselement --6-- und der Kristall --2-- bilden dabei ein mechanisches Schwingungssystem von geringer Dämpfung, das in seiner Resonanzfrequenz schwingt.
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folgend gezeigt wird-zur Erzeugung eines Steuerimpulses führt, der den Webstuhl stillsetzt. Um zu verhindern, dass der Bügel --5-- auch durch andere Einwirkungen als die Reibung des Fadens --7--, z.
B. durch die Reibung des Schützens an der Weblade oder an den Kettfäden, zum Schwingen angeregt werden kann, ist die Grundplatte-l-im Schützen nicht starr, sondern nachgiebig montiert.
Auf oder in der Grundplatte-l-sind (in Fig. l weggelassene) elektrische Schaltungselemente montiert, nämlicheineKapazitätsdiode--8--,einWidertand--9--,einKIondensator--10--undeine Spule deren Schaltung in Fig. 2 gezeigt ist. Die Kapazitätsdiode --8-- und die Spule --11-bilden einen Schwingkreis, dessen Resonanzfrequenz --v-- nur unwesentlich von dem zur Kapazitätsdiode --8-- parallelgeschalteten, hohen Widerstand --9-- und dem mit der Spule --11-- in Serie geschalteten, eine grosse Kapazität aufweisenden Sperrkondensator --10-- abhängt, der lediglich den Piezokristall --2-- gleichstrommässig von der Spule --11-- trennt.
Da die Kapazität der Kapazitätsdiode --8-- jedoch von der an ihr liegenden, vom Piezokristall --2-- gelieferten Spannung abhängt, wird die Resonanzfrequenz --v-- des LC-Schwingkreises --8, 11--, die in der Grössenordnung von einigen MHz liegt, durch die Schwingungen des mechanischen Schwingungssystems-5, 6, 2-- modu- liert, dessen Resonanzfrequenz-tu-in der Grössenordnung von etwa 1 bis 2 KHz ist.
Das Fehlersignal, das der Signalgeber-l bis 11-- bei Fadenbruch abgibt, besteht darin, dass die Resonanzfrequenz --v-nicht mehr moduliert wird, sondern einen Grundwert- ! -- annimmt, der der Frequenz entspricht, die durch den Kapazitätswert der Kapazitätsdiode-8-beim Fehlen einer Spannung gegeben ist, wobei die bei Fadenbruch noch vorhandene Ladung an der Kapazitätsdiode-8-über den hiezu vorgesehenen Widerstand --9-- abgeführt wird.
Der an der Weblade angebrachte, insbesondere in derselben versenkt montierte Signalumformer umfasst gemäss Fig. 3 einen Hochfrequenzgenerator --12--, der über einen hochohmigen Widerstand - einen LC-Parallelschwingkreis--14-- (Umformerschwingkreis) zu Schwingungen anregt, auf dessen Resonanzfrequenz-f-er abgestimmt ist. An den Schwingkreis --14--, dessen Spule mit --20-bezeichnet ist, ist ein Demodulator --15-- angeschlossen, so dass an den Ausgangsklemmen des Signalumformers --12 bis 15-- eine Ausgangsgleichspannung --U-- auftritt.
In der Fig. 4a ist der Verlauf der Spannung --U-- in Funktion der Zeit --t-- dargestellt unter der Annahme, dass die Resonanzfrequenz --v0-- des Schwingkreises --14-- in Bereiche der modulierten Resonanzfrequenz --v-- des Schwingkreises --8, 11-- liegt, aber von dessen Grundwert-i-ab- weicht. Solange der Schützen bzw. der Geber-l bis 11-- sich nicht in der Nähe des Signalumformers --12 bis 15-befindet, tritt an dessen Ausgangsklemmen ein fester Spannungswert-Uoauf. Während der Schützen bzw. der Geber am Umformer vorbeifliegt, werden der Schwingkreis --8 11-- und der Schwingkreis --14-- für ein kurzes Zeitintervall-At-von z. B. etwa 5 ms über ihre Spulen --11 bzw. 20-- miteinander gekoppelt.
Befindet sich in diesem Intervall--At-- der Piezo-
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kristall --2-- nicht in Schwingung, d. h. ist der Schwingkreises --7-- abgerissen, so ist der Schwingkreis --8, 11--auf die Resonanzfrequenz --v1-- abgestimmt, die von der Resoanzfrequenz --v0-- des Schwingkreises --14-- abweicht. Der Schwingkreis --8, 11-- wirkt wie eine zum Schwingkreis --14-- parallelgeschaltete Impedanz, so dass die Spannung am Schwingkreis --14-- sinkt unter entsprechender
Erhöhung des Spannungsabfalles im hochohmigen Widerstand-13-. Die Ausgangsspannung fällt somit auf einen Wert-Ui-, d. h. es tritt in bezug auf den Normalpegel-Uo-ein negativer Impuls --16-- von kleiner Höhe auf.
Wenn der Schussfaden --7-- normal über den Bügel-S-streicht und so der Piezokristall--2-- mit der Resonanzfrequenz-M--von etwa 1 bis 2 KHz schwingt, so nimmt die Resonanzfrequenz --v-- des Schwingkreises --8, 11-- jeweils einmal während jeder Kristallschwingung den Wert --va -- an, in- dem der Frequenzhub bei der Modulation des Schwingkreises --8, 11-- so gross sein muss, dass die Resonanzfrequenz --v0-- bei jeder Schwingung des Kristalls --2-- durchfahren wird. Dies hatzur Folge, dass der Widerstand des in bezug auf die in der Spule --11-- induzierte Spannung einen Serienschwingkreis darstellenden Schwingkreises --8, 11-- sehr klein wird.
Infolgedessen fällt dann die Ausgangsspannung-U-- innerhalb des Zeitintervalls --At-- mehrmals auf einen Wert-U-ab, der wesentlich niedriger ist als der Wert --U1--. Bei normaler Arbeit wird also beim Vorbeifliegen des Gebers am Umformer ein Ausgangsimpuls --17-- erzeugt, welcher sich zusammensetzt aus einem negativen Grundimpuls, der z. B. ungefähr gleich hoch ist wie der Impuls --16--, und einer Mehrzahl von erheblich höheren, negativen Spitzenimpulsen.
Mittels eines nicht dargestellten, bekannten Impulsdauer-Diskriminators kann festgestellt werden, von welcher Art der Ausgangsimpuls ist und den Ausgangsimpuls --16-- kann als Steuerimpuls benutzt werden, um den Webstuhl stillzusetzen.
In der Fig. 4b ist der Verlauf der Spannung --U-- dargestellt unter der Annahme, dans --va = vl-ist. Beim Fehlen von Piezokristallschwingungen ist der Schwingkreis --8, 11-- somit auf die Frequenz - v0-- des Schwingkreises --14-- abgestimmt, so dass im Intervall --At-- die Ausgangsspannung auf den kleinen Wert--Ut--fällt und somit ein Ausgangsimpuls --18-- von grosser, negativer Amplitude erzeugt wird. Bei normalem Ablaufen des Fadens --7-- wird der Schwingkreis --8, 11-- während jeder Schwingung des Piezokristalls --2-- zweimal in bezug auf die Frequenz-i-verstimmt, indem seine Resonanzfrequenz --v-- einmal grösser und einmal kleiner als --v0-- wird.
Infolgedessen erscheint während des Intervalls --At-- am Ausgang des Umformers ein Impuls --19--, welcher sich zusammensetzt aus einem negativen Grundimpuls, der etwa dem Impuls --18-- entspricht, und einer Mehrzahl von positiven Spitzenimpulsen. Die Spitzen der positiven Spitzenimpulse sind in Fig. 4b etwa auf gleicher Höhe wie der normale Ausgangspegel (Normalpegel) --U0-- gezeichnet, unter der Annahme, dass der Schwingkreis-8, 11-soweit gegen die Frequenz- !/o- verstimmt wird, dass sein Widerstand bei dieser Frequenz sehr hoch wird. Praktisch dürften die Spitzen jedoch meistens etwas niedriger liegen.
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nutzt.
Bevorzugt wird die Ausführungsform, bei welcher --v1=v0-- ist, weil dadurch eine genaue Abstimmung überflüssig wird. Selbstverständlich können auch Mischformen der Impulse --17 und 19-- auftreten, wenn und fi-nichet weit voneinander entfernt sind. Durch den Impulsdauer-Diskriminator werden diese Impulse aber immer klar von den Impulsen --16 bzw. 18-- unterschieden.
Bei einer nicht dargestellten, prinzipiell sehr einfachen Ausführungsform des Fadenwächters fehlen im Fehlersignalgeber der Piezokristall --2-- und die Schaltungselemente --8 bis 10--. Stattdessen ist der Bügel --5-- mit einem durch einen Dämpfungswiderstand überbrückten Kontakt zu einem mechanischen Schwingungssystem gekoppelt. Die Spule --11-- wird durch den genannten Kontakt bei jeder Schwingung des genannten Systems einmal kurzgeschlossen.
Die Spule --11-- ist wieder in jedem Zeitintervall-At-induktiv mit der Spule des Schwing-
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--14-- des unveränderten Signalumformers --12Impuls --16-- ähnlicher Steuerimpuls. Bei normaler Arbeit wird die Spule --11-- während des Interwalls--At--mehrmals kurzgeschlossen, so dass ein Impuls --17-- entsprechender Ausgangsimpuls entsteht, der kein Abschalten des Webstuhls bewirkt.
Bei einer andern, ebenfalls nicht dargestellten Ausführungsform ist an Stelle des Piezokristalls-2eine elektrodynamische Vorrichtung vorhanden, während der Signalgeber und der Signalumformer im übrigen gegenüber den Fig. 1 bis 3 unverändert sind.