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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Faden-Überwachungsvorrichtung für Stick- maschinen, mit einem periodisch im Stickrhythmus der Maschine und von dieser betätigten, einen
Steuerstromkreis und einen Signalstromkreis öffnenden bzw. schliessenden Schalter, sowie mit bei jeder Lockerung der Fadenspannung schliessenden, parallelgeschalteten fadenbetätigten Kontakten im Steuerstromkreis.
Es ist bekannt, dass bei Stickmaschinen der zu verarbeitende Faden im Stickrhythmus der
Maschine periodisch gelockert und gespannt wird. Demgemäss sind die von den Fäden unmittelbar betätigten Fühlerkontakte jeweils nur während einer sehr kurzen Zeitspanne geöffnet, wenn der
Faden bei seinem Spannen einen Kontakt von einer Kontaktschiene abhebt. Hiebei dürfen die be- weglichen Kontakte bzw. Kontaktarme kein grosses Eigengewicht haben, denn es würde sonst die für den Stickvorgang notwendige Fadenspannung nachteilig beeinflusst. Ein geringes Eigengewicht der Kontakte bedeutet aber, dass sie bereits durch die Vibration und Schwingungen an der
Maschine unbeabsichtigt und selbsttätig abheben und so einen intakten gespannten Faden vor- täuschen können.
Aus der CH-PS Nr. 521464 ist eine elektronische Faden-Überwachungsvorrichtung der vorgenannten Art bekanntgeworden, bei welcher durch eine periodische Abfrage zu einem genau definierten Zeitpunkt, ob alle Kontakte geöffnet und somit alle Fäden ordnungsgemäss vorhanden bzw. gespannt sind, gerade die vorgenannten vibrationsbedingten Kontaktabhebungen als intakte Fäden gewertet werden, da die Abfrage mit einem sehr kurzen Kontrollimpuls erfolgt. Zudem verlangt eine solche Anordnung, dass alle Kontakte in bezug auf den Kontrollimpuls genau zum gleichen
Zeitpunkt von den Fäden angehoben werden, was gerade bei langen Stickmaschinen mit regelbaren relativ hohen Drehzahlen wegen des dynamischen Verhaltens solcher Maschinen zu sehr schwierigen Einstellverhältnissen führt.
Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, eine elektronische Faden-Überwachungsvorrichtung der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, dass sie zwischen ordnungsgemässen und vibrationsbedingten Kontaktabhebungen bei einer grossen Anzahl fadenbetätigter Kontakte unterscheiden kann. Weiters soll die Faden-Überwachungsvorrichtung so ausgebildet sein, dass sie eine relativ grobe Einstellung gestattet und dennoch mit hoher Betriebssicherheit arbeitet.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass das vom Steuerstromkreis verursachte, das ordnungsgemässe Öffnen aller Kontakte anzeigende, zeitgebundene Pilotsignal zusammen mit den Impulsen des Taktgebers direkt das Eingangssignal einer im Signalstromkreis liegenden Schwellwertschaltungsstufe und, invertiert, das Rückstellsignal dieser Stufe bildet, die bei ununterbrochenem Zählen der vorprogrammierten Anzahl von Impulsen ein, das ordnungsgemässe Öffnen aller Kontakte anzeigendes Signal für eine nachgeschaltete Abfrageschaltstufe erzeugt. Dadurch ist es nunmehr möglich, mit dem Signalstromkreis zu untersuchen bzw. festzustellen, ob die Zeitdauer der gemeinsamen Öffnung aller Kontakte innerhalb eines grossen Zeitraums eines Maschinenzyklusses einen vorgegebenen Zeitschwellwert erreicht.
Ist dies der Fall, so wird angenommen, dass alle Fäden während des momentanen Messintervalls in Ordnung sind. Trifft das nicht zu, kann die Abfrageschaltungsstufe ein geeignetes, eine Störung anzeigendes Signal abgeben, wobei die Abfragung zu einem geeigneten Zeitpunkt nach Abschluss des vorgängigen Messintervalls erfolgen kann, was zeitgebundene präzise Einstellungen an den Kontakten erübrigt.
Hiebei ist zu beachten, dass bei einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art mehrere Kontakte, die parallel geöffnet werden, nicht exakt gleich lange offen stehen. Dies gilt umsomehr, als die Kontakte im vorliegenden Falle durch textile Fäden betätigt werden. Die Zeit, in der alle Kontakte offen stehen, ist also wesentlich kürzer als die Öffnungszeit eines Kontaktes. Ferner kann beobachtet werden, dass die Kontakte auf Grund von Maschinenerschütterungen und der Elastizität der textilen Fäden während der Öffnungszeit, der Zeit also, da sie normalerweise von ihrer Kontaktschiene abgehoben sind, letztere kurzzeitig berühren. Bei einer grossen Anzahl von parallen Kontakten ist es demnach möglich, dass während der Öffnungszeit aller Kontakte dennoch eine grössere Zahl kurzer Kontaktpreller entstehen.
Schliesslich muss beachtet werden, dass ein Kontakt, der auf Grund eines gerissenen Fadens nicht von der Kontaktschiene abgehoben wird, ebenfalls prellt.
Alle diese Schwierigkeiten werden durch die erfindungsgemässe Vorrichtung überwunden und
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es ist diese Vorrichtung auch in der Lage, Kontaktprellungen, die durch Erschütterungen hervorge- rufen werden, einwandfrei von jenen Kontaktprellungen zu unterscheiden, die bei gerissenem Faden entstehen. Es wird daher eine verlässliche Fadenüberwachung für die Stickmaschine erzielt.
Aus der DE-OS 2653633 ist es für die Überwachung des Schusseintrages an einer Webmaschine bekannt, eine fehlerhafte Schusseintragung nur dann anzuzeigen, wenn die Berührungen des Schuss- fadens mit einem Messelektrodenpaar eine vorgegebene Zahl übersteigen. Damit lassen sich aber die durch die Erfindung gelösten Probleme nicht bewältigen.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist der Steuerstromkreis vom Signalstromkreis galvanisch getrennt. Hiebei ist die Ausbildung vorteilhaft, dass im Steuerstromkreis die Senderdiode eines Optokopplers liegt, dessen Fototransistor einen Eingangsumschalter für den Signalstromkreis bildet. Weiters ist es vorteilhaft, wenn die Schwellwertschaltungsstufe ein Zähler mit einem Zählein- gang und einem Rücksetzeingang ist, welche Eingänge über Torschaltungen mit einem Takt-Geber verbunden sind. Hiebei ist es zweckmässig, wenn der von den Torschaltungen gebildete Umschalter eine Logikschaltung ist mit einer ersten Torschaltung und einer zweiten Torschaltung, die je mit
Takt-Geber verbunden und wechselweise vom Pilotsignal entsprechend seinem L-Wert oder seinem
H-Wert durchschaltbar bzw. sperrbar sind.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn über einen Kontakt des Schalters ein periodisches Abfrage- signal erzeugbar ist, wobei dann der Kontakt zur Erzeugung des Abfragesignals schliesst, wenn alle Kontakte bei lockeren Fäden geschlossen sind.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild der erfindungsgemässen elektronischen Faden-Über- wachungsvorrichtung. Fig. 2 und 3 zeigen je einen Kontakt der Vorrichtung gemäss Fig. 1 bei ge- spanntem bzw. lockerem Faden. Fig. 4 zeigt das Funktionsimpulsdiagramm der Vorrichtung gemäss
Fig. l bei intaktem bzw. gebrochenem Faden.
Wird bei der in Fig. 1 dargestellten elektronischen Faden-Überwachungsvorrichtung der Schalter --1-- mit seinen Kontakten --la und 1b-- durch eine periodische Maschinenbewegung, beispiels- weise über die nicht dargestellte Nadelwelle betätigt, so gelangt im Steuerstromkreis --20-- eine
Gleichspannung von z. B. 180 V über den betreffenden Kontakt --la-- und einen Widerstand --R1-- sowie eine Senderdiode --3a-- eines Optokopplers --3-- auf die fadenbetätigten Kontakte --4-- der Kontaktschienenanordnung--40--der Maschine. In einer praktischen Ausführungsform sind dabei bis zu achtzig Kontakte --4-- parallelgeschaltet, wobei jeder Kontakt --4-- von einem gespannten Faden--5-- (Fig. 2) periodisch geöffnet wird.
Bei lockerem bzw. gerissenem Faden (Fig. 3) hingegen bleibt der betreffende Kontakt --4-- geschlossen.
Ist der Faden--5'--nicht gespannt, so fliesst ein Strom über den Widerstand --R1--, die Senderdiode --3a-- des Optokopplers --3-- und den betreffenden Kontakt --4-- über die Schiene --40-- auf Masse. Durch den Widerstand --R1-- wird dabei der Strom auf zirka 0, 5 mA begrenzt.
Die relativ hohe Gleichspannung von 180 V gewährleistet dabei eine sichere Kontaktgabe auch bei verölten und verschmutzten Kontakten--4--, da die hohe Spannung durch die störenden Ab- lagerungen durchschlagen kann.
Ferner erlaubt der Optokoppler --3-- eine galvanische Trennung des Kontaktstromkreises
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halten werden.
Während eines Messintervalls (Impulslinie--2--in Fig. 4), wobei der Schalter --1-- mit seinen Kontakten --la und 1b-- geschlossen ist, müssen, bei intakten Fäden--5-- (Fig. 2), mindestens einmal für eine vorgesehene Zeit alle Kontakte --4-- gemeinsam geöffnet sein. Ist dabei auch nur ein Faden --5'-- gebrochen, so wird der entsprechende Kontakt --4-- nicht abgehoben (Fig. 3) und somit auch der Strom durch die Senderdiode --3a-- des Optokopplers --3-- nicht
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12 V-Spannung im wesentlichen über dem Widerstand --R2-- stehen und am Eingang --31-- des Signalstromkreises --30-- erscheint ein Pilotsignal von weniger als 1 V, das anzeigt, dass nicht alle Kontakte geöffnet sind.
Dieses Pilotsignal wird als L-Signal bezeichnet.
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Sind hingegen alle Kontakte --4-- offen, fliesst für die Dauer des Abhebens aller Kontakte --4-- durch die Senderdiode --3a-- des Optokopplers --3-- kein Strom mehr, womit auch kein
Licht mehr emittiert wird und der Phototransistor --3b-- des Optokopplers --3-- sperrt. Dadurch steigt die Spannung des Pilotsignals 6 bis zur Betriebsspannung (hier 12 V) der nachgeschalteten Logikschaltung --17-- an, was für diese als sogenanntes H-Signal verstanden wird. Das Pilotsignal 6 entspricht dabei genau so lange einem H-Signal, so lange alle Kontakte --4-abgehoben sind.
Somit erscheint am Eingang --31-- des Signalstromkreises --30-- ein den Zustand der Kontakte --4-- der Kontaktschienenanordnung --40-- anzeigendes Pilotsignal, das bei ordnungsgemässem Öffnen aller Kontakte ein zeitgebundenes H-Signal (High-Signal) und bei fehlerhaftem Geschlossenbleiben eines oder mehrerer Kontakte ein L-Signal (Low-Signal) ist, wobei der Phototransistor --3b-- einen Eingangsumschalter für diese Signale bildet.
Mit dem Signalstromkreis --30-- wird dann untersucht, ob die Zeitdauer der Öffnung der Kontakte --4-- einen vorgegebenen Wert erreicht. Ist dies der Fall, so wird angenommen, dass alle Fäden in Ordnung sind. Trifft das nicht zu, wird ein Fehlersignal erzeugt, wie dies nachfolgend im einzelnen noch näher erläutert ist.
Dieser Signalstromkreis --30-- umfasst eine Schwellwertschaltungsstufe in Form eines Zählers --11-- mit einem Zählereingang --C2-- einem Rücksetzeingang --R-- und einem Ausgang --Q--. Am Ausgang --Q-- erscheint dabei ein H-Signal, wenn eine dem Zähler --11-- eigene Anzahl von Impulsen nacheinander über den Zähleingang--C1--auf den Zähler --11-- gelangt sind. Durch ein H-Signal am R-Eingang des Zählers --11-- hingegen wird die intern aufgezählte Zahl von Impulsen auf Null zurückgesetzt.
Beispielsweise zählt der Zähler --11-- hier acht C9--Impulse, bis am Ausgang--Q--ein H-Signal erscheint.
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--10-- werden Takt- oder--10'-- gelangen je an einen Eingang der UND-Schaltungen --8 und 9-- eines Umschalters in Form einer Logikschaltung --17--. Je nach dem Zustand des Pilotsignals 6 wird nun entschieden, ob die Impulse --10'-- über das Tor --9-- als C 9--Signale 13 oder über das Tor --8-- als R- - Signale 12 zum Zähler --11-- gelangen. Wenn ein Pilotsignal 6 in Form eines L-Signals anliegt, was bedeutet, dass mindestens noch ein Kontakt --4-- geschlossen ist, so sperrt das Tor--9--.
Über eine Inverterstufe-- ?-- wird dabei das Tor --8-- aktiviert, so dass die Impulse --10'-- über das Tor --8-- an den R-Eingang des Zählers --11-- gelangen und diesen auf Null halten. Am Ausgang --Q-- des Zählers --11-- wird so ein L-Signal anliegen.
Bei einem Pilotsignal 6 als H-Signal, was bedeutet, dass die Kontakte --4-- geöffnet sind, wird das Tor --9-- aktiviert und die Impulse --10'-- gelangen als C 9--Impulse --13-- auf den Zähler --11--. Je nach Dauer der von der Länge des H-Signals abhängigen Öffnungszeit von Tor - und der Periodendauer des Kippgliedes --10-- gelangt eine bestimmte Anzahl von C 9--Im- pulsen --13-- in den Zähler --11--. Ist diese Anzahl grösser oder gleich 8, so wird der Ausgang
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eines Messintervalls --2-- (Fig.4), d.h. beim Öffnen des Schalters --1-- bzw.
dessen Kontaktes - durch ein 12-V-Abfragesignal abgefragt, ob am Ausgang-Q-des Zählers-11- während dieses Messintervalls mindestens einmal ein H-Signal angelegen hat. Ist dies der Fall, so bleibt der Ausgang --16-- (Impulslinie 16 in Fig. 4) der Abfrageschaltungsstufe --15--
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beispielsweise optische und/oder akustische Warneinrichtungen angesteuert werden.
Durch die Wahl der Periodendauer des Kippgliedes --10-- kann bestimmt werden, wie lang das Pilotsignal 6 sein muss, um am Q-Ausgang des Zählers --11-- ein H-Signal 14 zu erhalten (Fig. 4).
Wurde im Kippglied --10-- beispielsweise eine Periodendauer von 1 ms gewählt und zählt
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der Zähler--H--eine Anzahl von acht Impulsen, dann beträgt für das Pilotsignal 6 die minimale
Impulszeit 8 ms, ansonsten in der Abfrageschaltungsstufe --15-- das Fehlersignal 16 erzeugt wird.
Kürzere als die vorgegebenen Impulse werden also von der vorbeschriebenen Faden-Über- wachungsvorrichtung nicht registriert. Dies ist von grosser Bedeutung, nachdem Messungen an einer Stickmaschine gezeigt haben, dass die Kontakte --4-- bei Maschinenvibrationen kurzzeitig abheben können. Diese Impulse sind aber stets kürzer als der minimal gewählte Zeitschwellen- wert und können deshalb am Ausgang --Q-- des Zählers --11-- kein Ausgangssignal --14-- be- wirken.
Natürlich sind im Rahmen der vorbeschriebenen Erfindung eine ganze Reihe von Modifikatio- nen möglich. So kann die Trennung zwischen dem Steuerstromkreis --20-- und dem Signalstrom- kreis --30-- auch auf kapazitive oder induktive Weise erfolgen. Weiters sind auch andere Schwell- wertschaltungsstufen denkbar.
Wesentlich ist, dass das Ausgangssignal der Schwellwertschaltungsstufe über einen Abtast- impuls in einer Abfrageschaltungsstufe abgefragt wird, wobei nunmehr die Einstellung des Abtast- impulses völlig unkritisch ist. Der Abtastimpuls kann beispielsweise erscheinen, wenn alle Fäden wieder gelockert sind. Damit ist gewährleistet, dass dieser Fadenwächter auch bei unterschiedlichen
Maschinendrehzahlen und den üblichen Funktionstoleranzen der Kontakte einwandfrei funktioniert.
Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber den Anordnungen des Standes der Technik.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektronische Faden-Überwachungsvorrichtung für Stickmaschinen, mit einem periodisch im Stickrhythmus der Maschine und von dieser betätigten, einen Steuerstromkreis und einen Signalstromkreis öffnenden bzw. schliessenden Schalter, sowie mit bei jeder Lockerung der Fadenspannung schliessenden, parallelgeschalteten fadenbetätigten Kontakten im Steuerstromkreis, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Steuerstromkreis (20) verursachte, das ordnungsgemässe Öffnen aller Kontakte (4) anzeigende, zeitgebundene Pilotsignal (6) zusammen mit den Impulsen (10') des Taktgebers (10) direkt das Eingangssignal (13) einer im Signalstromkreis (30) liegenden Schwellwertschaltungsstufe (11) und, invertiert, das Rückstellsignal dieser Stufe bildet, die bei ununterbrochenem Zählen der vorprogrammierten Anzahl von Impulsen (10') ein,
das ordnungsgemässe Öffnen aller Kontakte anzeigendes Signal (14) für eine nachgeschaltete Abfrageschaltstufe (15) erzeugt.