Regeleinrichtung für Spinn-, Zwirn- und ähnliche Maschinen. Es sind bereits Regeleinrichtungen für Spinn-, Zwirn- und ähnliche Maschinen be kannt, bei denen die den Fadenzug bestim menden Grössen in Abhängigkeit vom Faden zug selbst geregelt werden.
Bei Maschinen mit voreilender Rufwin dung, also beispielsweise Ringspinnmaschi nen, hat man bereits vorgeschlagen, die Spin- delgeschwindigkeit durch den Fadenzug der art regeln zu lassen, dass dieser konstant bleibt.
Zu diesem Zweck wurde an den Fa den zwischen Streckwerk und Fadenführer auge oberhalb des Ballons ein besonderer Fa denspannungsmesser angelegt, der eine zwi schen zwei Kontakten pendelnde Zunge trnug. Je nachdem, ob die Fadenspannung vom ge wünschten Normalwert nach unten oder nach oben abwich, sollte die Kontakteinrichtung im einen oder andern Sinne Kontakt machen und damit den Motor auf "schneller" oder "langsamer" regeln.
Bei Maschinen mit nacheilender Rufwin dung, z. B. Flügelspinnmaschinen, hat man ebenfalls bereits vorgeschlagen, die Faden spannung dadurch konstant zu halten, dass in Abhängigkeit von ihr die Spulenbremsung geregelt wird. Auch hier wurde, und zwar an jeder Spinnstelle, ein besonderer Faden spannungsmesser verwandt, der erst in der einen oder andern Grenzlage die Regelung bewirkte.
Das beiden Anordnungen zugrundelie- gende Prinzip der Steuerung zwischen zwei festen Grenzen hat jedoch den Nachteil, dass die Regeleinrichtung dauernd arbeitet, das heisst, dass die den Fadenzug bestimmenden Grössen dauernd zwischen einem Höchstwert und einem Mindestwert schwanken. Es fin det also ständig eine Überregelung statt, die mit Rücksicht auf die mechanischen oder elektrischen Grenzen der Regeleinrichtung nicht im gewünschten Masse genügend klein gemacht werden kann.
Durch diese Über regelung wird künstlich eine gewisse perio dische Veränderung der Fadenspannung hin- eingebracht, die man ja gerade anderseits möglichst konstant halten will.
Zur Abhilfe sind schon Regeleinrichtun gen vorgeschlagen worden, bei denen zur Er zielung einer gleichbleibenden Fadenspan nung beim Aufwinden auf voreilende Spulen die Maschinendrehzahl bezw. die Flügel bremsung oder beim Aufwinden auf nach eilende Spulen die Spulenbremsung in Ab hängigkeit vom jeweiligen Fadenzug konti nuierlich geregelt werden.
Bei einer andern Regeleinrichtung wird die Stärke eines den Läufer einer Kötzer herstellenden Ring- spinnmaschine antreibenden Luftstromes ent sprechend den auf den Läufer wirkenden wechselnden Reibungswiderständen durch die Fadenspannung selbst geregelt,
indem eine unter Federdruck stehende Fadenführeröse bei ihrer durch die Fadenspannung hervor gerufenen Bewegung die Drosselklappe in der die Antriebskraft für den Läufer liefernden Luftleitung entsprechend bewegt. Diese me chanische Organe verstellende Einrichtung arbeitet bei den geringen, vom Faden erzeug ten Verstellkräften in der Grössenordnung von höchstens 1 bis 3 g, wegen der vielen zu überwindenden Reibungswiderstände ent weder überhaupt nicht oder aber wegen der Grösse der Massen des Steuergestänges nur sehr träge und dann auch noch ungenau,
weil die mit Bezug auf den Kötzer einseitig zu geführte Druckluft zum Antrieb des Läu fers auf der entgegengesetzten Seite des Köt- zers praktisch nicht wirken kann, da die Luft- und Druckverhältnisse auf verschie denen Seiten des Kötzers ungleich sind.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe ge stellt, die Nachteile der vorstehend geschil derten Regelarten und -geräte zu vermeiden. Nach,derErfindungwird das dadurch erreicht, dass das Steuergerät (z. B. ein Brückenbolo- meter) eine die 22aschinendrehzahl oder die Spulenbremsung beeinflussende elektrische Regelgrösse als stetige Funktion des Faden zuges reibungs- und praktisch auch trägheits- los verändert.
Im Gegensatz zur bisherigen Übung wird von dem Fadenösengerät also keine mechanische oder pneumatische, son- dern eine elektrische Regelgrösse, beispiels weise ein Widerstandswert, gesteuert. Der Erfindungsgedanke lässt sich auf mannig fache Weise in die Praxis umsetzen. Beson ders vorteilhaft erscheint es, dass als den Fadenzug messender Teil ein den Regel impuls masselos weitergebendes Gerät ver wendet wird. Als solche Geräte kommen bei spielsweise Brückenbolometer in Frage, deren den Luftstrom ablenkende Gabel mit dem den Fadenzug messenden Teil verbunden wird.
In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung, in der rein schematisch verschiedene grinmdsätz- liche Ausführungsmöglichkeiten für die Er findung veranschaulicht sind, ist ein Bei spiel für eine Bolometersteuerung dargestellt. Das den Fadenzug messende Gerät besteht aus einem Hebel 1, durch dessen Fadenauge 2 der Faden 3 hindurchgeführt ist. Das an dere Ende des Hebels ist als Gabel 4 aus gebildet, die sich entsprechend dem Faden zug verstellt.
Gegenüber den Zinken bezw. Öffnungen der Gabel befinden sich zwei schlitzförmige Düsen 5 und 6, durch die dauernd ein Luftstrom geblasen wird. In der Fig. 2a ist eine Aufsicht auf die Düsen und die Gabel in Normalstellung und in der Fig. 2b die Stellung bei Fadenbruch gezeigt. Unter der Gabel befindet sich die Bolometer- brücke 7, die sich aus den Widerständen B. 9, 10 und 11 zusammensetzt.
Die Wider stände sind derart abgeglichen, dass für ge wöhnlich im Brückenkreis, an den die Er regerwicklung 12 eines Hilfsmotors 13 an geschlossen ist, kein. Strom fliesst. Die Wi derstände 8 und 9 sind aus stark temperatur abhängigem Widerstandsmaterial hergestellt; sie liegen den Düsen 5 und 6 gegenüber und werden durch deren Luftstrom gekühlt. In, der in der Fig. 2a gezeichneten Stellung herrscht im Brückenkreis Gleichgewicht.
Wenn sich die Gabel jedoch infolge Ände rung des Fadenzuges nach oben oder unten verschiebt, so werden die Luftströme teil weise abgelenkt, wodurch sich der Ohmwert der Brückenwiderstände ändert. Dadurch er gibt sich ein Ausgleichsstrom, der durch die Wicklung 12 des Hilfsmotors 13 fliesst, so dass dieser im einen oder andern Drehsinn anläuft. Dabei verstellt er den Regler 14 des Antriebsmotors 15 der Maschine, und zwar in. dem Sinne, dass der durch die Feder 16 des Messhebels 1 eingestellte Fadenzugwert wie der hergestellt wird.
An die Stelle des Hilfs- motors 12, 13 kann auch eine andere elek trische Regeleinrichtung treten; gegebenen falls ist zwischen die Regeleinrichtung 13 und den Regler 14 noch eine relaisartig wir kende Vorrichtung, z. B. ein. weiterer Hilfs motor, einzuschalten, falls die Regelkräfte nicht zur unmittelbaren Steuerung des Reg lers 14 ausreichen. An Stelle des dargestell ten Gleichstromantriebes können natürlich auch irgendwelche andere regelbare elek trische Antriebe treten, deren Regler dann in Abhängigkeit vom Fadenzug verstellt werden.
Für das den Regelimpuls masselos weiter gebende Gerät lassen sich auch lichtelektri sche Zellen verwenden, deren Bestrahlung durch den den Fadenzug messenden Teil ge ändert wird. Die Anordnung kann beispiels weise ähnlich wie beim Beispiel der Fig. 1 getroffen sein. An die Stelle der Luftdüsen 5 und 6 tritt dann eine Lichtquelle, deren Strahlung auf lichtelektrische Zellen fällt, die an Stelle der Widerstände 8 und 9 in die Brückenschaltung eingebaut sind. Ferner kann man auch die an sich be kannte Steuerung von Schwingungskreisen benutzen, z.
B. in der Weise, dass mit dem den Fadenzug messenden Teil der bewegliche Teil eines Kondensators oder ein die Selbst induktion beeinflussender Teil verbunden wird, wobei in an sich bekannter Weise durch Änderung der Kapazität oder der Selbstinduktion der Regelimpuls weiter gegeben wird. Hierfür gibt die Fig. 3 ein Beispiel. Die in einem Hochfrequenzgenera- tor 17 erzeugte Hochfrequenz wird über einen Schwingungskreis 18 einem Gleichrich ter 19 zugeführt. Im Schwingungskreis liegt der Kondensator 20, der mit dem Fa_denspan nungsmesserhebel 1 derart verbunden ist; dass die Kapazität bei der Verstellung dieses Hebels geändert wird.
Anstatt die Kapazi tät zu verändern, kann man auch die Selbst induktion des Kreises 18 verändern. Ent sprechend diesen Änderungen schwankt die vom Gleichrichter 19 an die Erregung 12 eines Hilfsmotors 13 abgegebene Energie. Der Wicklung 12 kann eine weitere Wicklung 20 entgegengeschaltet sein, so dass in der Gleich gewichtslage des Hebels 1, also bei richtiger Fadenspannung der Motor 13 kein Feld hat und daher in Ruhe bleibt. Erst bei Abwei chungen der Fadenspannung läuft der Motor 13 im einen oder andern Drehsinne an und beeinflusst den Hauptantriebsmotor in geeig neter Weise.
Eine weitere Möglichkeit zur Durchfüh rung des Erfindungsgedankens besteht darin, dass der den Fadenzug messende Teil einen vorzugsweise reibungslos arbeitenden Wider stand verändert. So kann man beispielsweise einen Quecksilberkapillarrohrwiderstand be nutzen, wobei durch den Fadenspannungs messer der Quecksilberspiegel entsprechend den. Fadenspannungen gehoben und gesenkt wird; dabei kann die Quecksilbersäule gleich zeitig als Gegengewicht für den Fadenspau- nungsmesserarm dienen. Man kann aber auch den Widerstandsdraht an einem beweglichen Teil des Fadenspannungsmessers anordnen und ihn entsprechend dessen Bewegungen mehr oder weniger in das Quecksilber ein tauchen lassen.
Die Fig. 4 gibt ein Beispiel für die zuerst beschriebene Möglichkeit. Der Fadenspannungsmesserhebel 1 drückt gegen die Membran 21 eines Quecksilbergefässes 22, an das sich ein Kapillarrohr 23 anschliesst. Der Quecksilberspiegel steht in diesem Ka- pillarrohr und hebt oder senkt sich entspre chend dem auf den Hebel 1 ausgeübten Druck, also entsprechend der Fadenspan nung. In das Kapillarrohr taucht ein Wider standsdraht 24, der durch das Quecksilber mehr oder weniger ein- und ausgeschaltet wird.
Diese Widerstandsänderungen werden in einem aus einer Batterie 25 gespeisten Stromkreis nutzbar gemacht, indem an die Klemmen 26 dieses Kreises irgendein pas- sendes Regelgerät angeschlossen wird, das den kontinuierlichen Regelimpuls weitergibt, Als vorzugsweise reibungslos arbeitende Widerstände können auch durch Wälzregler gesteuerte Widerstände oder druckabhängige gohlewiderstände benutzt werden. Auch kommen Oldruckregler für den Zweck in Frage.
Hierbei kann gegebenenfalls dessen Vorsteuerventil ohne elektrische Zwischen- mittel durch das Messsystem unmittelbar ge steuert werden.
Mit Rücksicht auf die Regelgenauigkeit und auch auf die Empfindlichkeit des zu verspinnenden oder zu verzwirnenden Fadens erscheint es besonders vorteilhaft, dass als den Fadenzug messender Teil ein zur Faden führung sowieso notwendiger Teil der Ma schine benutzt wird; bei Ringspinnmaschi nen oder auch bei Glockenspinnmaschinen kommt hierfür beispielsweise das Fadenauge oberhalb des Ballons in Frage.
Die von dem Messgerät kontinuierlich ver änderten elektrischen Regelgrössen können in irgendeiner an sich bekannten Weise zur un mittelbaren oder gegebenenfalls auch mittel- baren Steuerung des Antriebsmotors oder, bei Maschinen mit nacheilender Aufwindung, zur Regelung der Spulenbremsung, beispiels weise für sämtliche Spinnstellen gleichzeitig mit an sich bekannten Mitteln benutzt wer den.
Bei Maschinen mit voreilender Ruf windung wird der Motor kontinuierlich ge regelt. Es ist aber auch im Rahmen der Er findung durchaus möglich, eine an sich be kannte Regeleinrichtung zwischenzuschalten, die eine Regelung des Motors ergibt, bei der dann. die Regelempfindlichkeit erheblich ge steigert und damit die Regelgrenzen sehr klein gemacht werden können. Im Gegensatz zu der bekannten Anordnung der reinen Kon taktsteuerung mit- Überregelung nach der einen und der andern Seite, bei der man mit Rücksicht auf die geringen,
zur Verfügung stehenden Kräfte und die sehr kleinen Wege nur eine grobe Regelung und eine geringe Regelgenauigkeit bezüglich der Einhaltung eines Mittelwertes erreichen kann, ist es bei einem kontinuierlich beeinflussten Zwischen relais möglich, die Empfindlichkeit und da mit die Regelgenauigkeit ganz erheblich zu steigern, so dass die bei der bekannten Ein richtung vorhandenen Nachteile bei der an sich gleichen Art der Impulsweitergabe nicht mehr störend in Erscheinung treten.
Die beschriebene Regeleinrichtung kann an einer beliebigen Spindel der Maschine an gebaut sein. Man kann aber auch mehrere Spindeln mit Regeleinrichtungen gemäss der Erfindung ausrüsten und diese gemeinschaft lich die Regelung vornehmen lassen.
Weiterhin können bei einer zweckmässi gen Ausführung der Erfindung die Motoren, welche zum Antrieb der Spinnmaschinen die nen, im Gegensatz zu den bisher üblichen Schaltungen und Regeleinrichtungen mit Hilfe gittergesteuerter Entladungsgefässe ge regelt, wobei die Gitter dieser Entladungs gefässe in Abhängigkeit von den Ar beitsvorgängen der Spinnmaschine, insbeson dere in Abhängigkeit von der Fadenspan- nung, beeinflusst werden.
Der Gedanke, git tergesteuerte Entladungsgefässe, insbesondere gas- oder dampfgefüllte Entladungsgefässe, bei Regeleinrichtungen zu verwenden, durch welche die Drehzahl von Arbeitsmaschinen für bandförmiges Material gesteuert wird, ist an sich nicht neu. Es ist beispielsweise für Drahtziehmaschinen eine derartige Regel anordnung vorgeschlagen worden. Die Erre gung eines Gleichstrommotors, der zum An trieb der Drahthaspel dient, wird von einem gittergesteuerten Gleichrichter geliefert. Eine im Gitterkreis liegende Induktivität wird da durch geändert, dass ein in einer Spule an geordneter Eisenkern in Abhängigkeit von der Fadenspannung auf und ab bewegt wird.
Der Kern steht zu dem Zweck mit einer Um laufrolle in Verbindung, über die der aufzu wickelnde Draht geführt ist. Eine Gegen feder hält den Eisenkern der Spule und mit ihm die Umlaufrolle in einer bestimmten Soll-Lage, und sobald sich die Zugspannung des aufzuwickelnden Drahtes von einem be stimmten Wert entfernt, ändert sich die Lage des Eisenkernes der Drosselspule und mit ihr die Induktivität derselben, so dass sich da durch die Aussteuerung des Gleichrichters ändert.
Wollte man diese für Drahtziehmaschi- nen bekannte Anordnung auf Spinnmaschi nen anwenden, so würde man auf erhebliche Schwierigkeiten stossen, weil es aus spinn technischen Gründen nicht angängig ist, den Faden um eine Umlenkrolle zu führen, und weil ausserdem der Faden nicht imstande ist, eine Regeleinrichtung, wie beispielsweise den Eisenkern einer Drosselspule, mechanisch zu bewegen. Bei der vorliegenden Ausführungs form der Erfindung wird daher für die Steuerung der Entladungsgefässe ein Regel gerät verwendet, welches aus zwei Teilen be steht.
Der eine Teil ist ein sich mit geringem Druck gegen den Faden anlegender Faden- fühlhebel und der andere Teil ein von diesem Fühlhebel mechanisch vollständig getrenntes Regelgerät, welches im Gitterkreis der Ent ladungsgefässe liegt und mittelbar die Bewe gungen des Fadenfühlhebels auf die Aus steuerung der Entladungsgefässe derart über trägt, dass die Drehzahl der Spinnmaschine entsprechend der Fadenspannung geregelt wird.
Dadurch, dass bei der Regeleinrich tung das von der Fadenspannung abhängige Regelgerät in zwei mechanisch voneinander getrennte Regelteile aufgelöst wird, gelingt es einerseits, die Regeleinrichtung den bei einer Spinnmaschine vorliegenden und durch den ausserordentlich empfindlichen Faden bedingten besonderen Betriebsverhältnissen weitgehend anzupassen und anderseits die regeltechnischen Vorzüge gittergesteuerter Entladungsgefässe für die Regelung eines Spinnmaschinenantriebes vollauf auszu nutzen.
Für die Ausbildung des mit dem Faden in Verbindung stehenden und somit dessen Spannung messenden Regelgerätes bestehen vorzugsweise zwei Möglichkeiten. Als vom Faden beeinflusstes Regelorgan kann bei spielsweise eine im Gitterkreis liegende thermoelektrische Stromquelle oder ein tem peraturabhängiger Widerstand dienen, des sen Wärmezustand durch das vom Faden beeinflusste Regelorgan bei Änderungen der Fadenspannung geändert wird.
Eine andere Möglichkeit besteht darin., dass in den Git terkreis der Entladungsgefässe strahlungs- empfindliche, insbesondere lichtempfindliche elektrische Zellen geschaltet werden, deren Bestrahlungszustand in Abhängigkeit von der Fadenspannung geändert wird. In bei den Fällen ist eine mechanische Verbindung zwischen dem mit dem Faden in Verbindung stehenden Reglerteil und dem im Gitterkreis liegenden Regelgerät nicht erforderlich.
Die Entladungsgefässe, deren Stromdurch gang in Abhängigkeit von der Fadenspan nung gesteuert wird, können in verschie dener Form in den Stromkreis der Antriebs motoren der Spinnmaschine geschaltet sein. Man kann die Entladungsgefässe auf Hilfs motoren einwirken lassen, welche zur Ver stellung der Bürsten von Drehstromkommu- tatormotoren dienen. Die Entladungsgefässe können auch unmittelbar in den Stromkreis der Antriebsmotoren geschaltet werden, und zwar entweder in den Ankerstromkreis oder in den Erregerstromkreis.
Zur Beeinflussung des Gitterkreises der zur Regelung der Mo toren verwendeten Entladungsgefässe dienen Regelorgane, welche in Abhängigkeit von den für die Steuerung massgeblichen Vor gängen, also vor allem in Abhängigkeit von der Fadenspannung der Spinnmaschine ge steuert werden. Der Regelvorgang setzt bei einer Regelanordnung nach der Erfindung praktisch ohne zeitliche Verzögerung ein, so bald die Fadenspannung von einem bestimm ten Sollwert abweicht. Da für die Gitter beeinflussung nur geringe Energiemengen notwendig sind, werden komplizierte mecha nische Zwischenglieder, durch die Zeitver zögerungen verursacht werden, vermieden.
Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Darin bedeutet 39 den Faden, dessen Spannung konstant gehalten werden, soll. Er übt eine Kraft auf den drehbaren Fühlhebel 31 aus. Die Gegenkraft bewirkt die Feder 30. Bei der gewünschten Fadenspannung steht der Fühlhebel 31 in einer bestimmten Mittellage; bei Erhöhung der Fadenspan nung weicht der Hebel aus, und zwar geht bei Erhöhung der Spannung der linke Hebel arm nach unten, bei Erniedrigung nach oben.
Der rechte Hebelarm trägt an seinem Ende eine Fahne 32, die in dem Luftweg zwischen einer 3Iembranluftpumpe 33 und einem Bolometer 34 spielt. Der Luftstrom wirkt derart, dass bei seiner Änderung das Gleich gewicht der Brücke 34 gestört wird.
Je nach dem Ausschlag des Fühlhebels 31 wird die an der Brücke zwischen den Punkten A. und B entstehende Gleichspan- nung positiv oder negativ. Diese Gleich spannung wird den Gittern der beiden Elek tronenröhren 35a und 35b zugeführt.
Die Gitter erhalten eine gewisse Vorspannung, die so eingestellt werden kann, dass sich bei positiver Spannung der Widerstandsbrücke 34 der Anodenstrom in der ersten Röhre än dert, in der zweiten konstant bleibt, wäh rend er bei negativer Spannung an der Wi derstandsbrücke in der ersten Röhre kon stant bleibt und in der zweiten Röhre sich ändert. Dadurch ändert sich je nach dem Ausschlag des Fühlhebels 31 der Spannungs abfall in dem Widerstand 36a bezw. 36b; dieser Spannungsabfall wirkt auf die Gitter der Röhren 37a bezw. 37b ein.
Die Röhren werden hierdurch so gesteuert, dass entweder die eine oder die andere einen Gleichstrom durchlässt, so dass der Gleichstrommotor 41 entweder in der einen oder der andern Dreh richtung anläuft. Dieser Gleichstrommotor verstellt die Bürsten des Drehstromneben- schlussmotors 38 und ändert die Drehzahl der Spinnmaschine, bis der Faden 39 die richtige Spannung hat, Statt des Drehstrom nebenschlussmotors kann natürlich auch ein Gleichstromnebenschlussmotor verwendet wer den, wobei der Hilfsmotor 41 zum Beispiel den Feldregler des Motors verstellt.
Der Mo tor 41 steht erst wieder still, wenn der Fühl- hebel 31 in der Mittellage ist.
Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 6 dargestellt. Wie im vorhergehenden Beispiel wirkt der Fühlhebel 31 auf ein Solo meter 34, das zwecks Verstärkung des Span- nungsimpulses die Spannung des Gitters einer Elektronenröhre 35 beeinflusst. Dadurch ändert sich der Anodenstrom dieser Röhre und damit der Spannungsabfall an dem Ohmschen Widerstand 37.
Die Gitterspan nung der drei gesteuerten Gleichrichter 36 ist eine Wechselspannung, welche durch den Transformator 42 erzeugt wird; dieser Wech selspannung ist eine an den Klemmen 43 ab genommene, feste Vorspannung und eine ver änderliche Gleichspannung, die von dem Ohmschen Widerstand 37 abgekuppelt wird, überlagert. Durch Änderung des Spannungs abfalles in dem Widerstand 37 wird also der Zündzeitpunkt in den Gleichrichtern 36 ge ändert und damit die mittlere Gleichspan nung im äussern Kreis geregelt.
Dies hat eine Änderung der Drehzahl des Gleichstrom motors 38, der die Spinnmaschine antreibt, zur Folge. Die Erregung des Motors 38 wird durch einen besonderen ungesteuerten Gleich richter geliefert und konstant gehalten. Selbstverständlich könnte auch die Anker spannung des Motors konstant gehalten und die Erregung geändert werden. Der Regel vorgang würde aber hierbei eine gewisse Ver zögerung durch die magnetische Trägheit des Feldes erleiden.
Durch die Änderung der Spindeldrehzahl ändert sich die Fadenspan nung, und der Vorgang geht so lange weiter, bis die eingestellte, richtige Fadenspannung herrscht. Voraussetzung hierfür ist, dass der Fühlhebel 31 mechanisch so ausgebildet ist, dass er in jeder beliebigen Lage dann im Gleichgewicht ist, wenn die richtige Faden spannung vorhanden ist. Der Regler ist in diesem Falle astatisch gemacht, ähnlich wie es bei gewissen elektrischen Spannungs reglern üblich ist.
Ebenso kann man die bei Spannungsschnellreglern üblichen Dämp- fungsmittel zur Vermeidung von Pendelun- gen und Rückführungsmittel zur Errei chung einer möglichst schnellen Regelung anwenden. .
Man kann statt eines Gleichstroma.ntriebs- motors auch einen Wechsel- oder Drehstrom motor verwenden, dem eine veränderliche Frequenz zugeführt wird. Weiter können die zum Antrieb der Spinnmaschine dienenden Motoren, insbeson dere Gleichstrommotoren, sämtlich über ein gittergesteuertes Entladungsgefäss an ein ge gebenes Wechselstromnetz angeschlossen wer den. Durch die Gittersteuerung dieses ge meinsamen Entladungsgefässes wird sämt lichen Motoren eine Spannung zugeführt, die sehr genau konstant gehalten wird, so dass dementsprechend die Motoren bei gegebener Erregung eine bestimmte konstante Grund drehzahl erhalten.
Zum Zwecke der Rege lung der Drehzahl jedes einzelnen Motors in Abhängigkeit von der Fadenspannung der ihm zugeordneten Spinnmaschine wird jedem Motor ein besonderes gittergesteuertes Ent ladungsgefäss zugeordnet, welches in den Feldkreis dieses Motors geschaltet ist.
Wählt man für die Regelung der Spinn maschine in Abhängigkeit von der Faden spannung eine Regelschaltung, wie sie bei spielsweise in Fig. 6 dargestellt ist, mithin eine Regelschaltung, bei der jedem einzelnen Antriebsmotor ein gittergesteuertes Ent ladungsgefäss zugeordnet ist, das für die Ge samtleistung dieses Motors bemessen ist, so lässt sich zwar .die Drehzahl dieses Motors mit grosser Genauigkeit der sich ändernden Fadenspannung anpassen, jedoch wird eine mit dieser Regelung ausgerüstete Spinn maschine verhältnismässig teuer.
Ausserdem muss jedes der einzelnen Entladungsgefässe ausser der Gittersteuerung, welche von der Fadenspannung abhängig ist, noch ein zweite Steuerungseinrichtung erhalten, mit Hilfe deren die Grunddrehzahl der einzelnen Mo toren konstant gehalten werden kann. Be kanntlich gibt es keine Energieverteilungs- netze, deren Frequenz und Spannung so genau konstant bleibt, dass nicht Frequenz und Spannungsschwankungen auftreten, die über die für die Antriebsmotoren von Spinn maschinen zulässigen Grenzen hinausgehen.
Man könnte zwar an sich auf die Einstellung einer konstanten Grunddrehzahl verzichten und die ganze Regelung dervon derFadenspan- nung abhängigen Gittersteuerung überlassen, eine solche Regelung ist jedoch unzweck- mässig und auch für die Güte des von der Spinnmaschine gelieferten Materials nicht zuträglich.
Bei der im folgenden beschriebenen Re gelung wird durch das Entladungsgefäss, welches sämtlichen Motoren gemeinsam ist, eine genau konstantbleibende Spannung zu geführt. Durch die Gittersteuerung dieses Entladungsgefässes hat man es in der Hand, auch bei Fabriknetzen, deren Spannung und Frequenz sehr starken Schwankungen unter worfen ist, die Drehzahl der Motoren prak tisch absolut konstant zu halten. Ausserdem hat diese Art der Speisung der Motoren noch den Vorzug, dass man mit Hilfe des gemein samen Entladungsgefässes die Grunddrehzahl der Motoren auf verschiedene Werte einstet= len kann.
Nachdem diese Regelfunktion dem Gitterkreis des gemeinsamen Entladungs gefässes, zugeordnet ist, sind die Steuerungs einrichtungen der einzelnen, jedem Motor zu geordneten Entladungsgefässe von allen über flüssigen Regelfunktionen entlastet und die nen lediglich zur Ausregelung der Drehzahl änderungen, die zur Aufrechterhaltung einer konstanten Fadenspannung notwendig sind.
Das bedeutet nicht nur eine Entlastung der Regelgeräte, sondern auch eine Erhöhung der Regelgenauigkeit, denn die von der Fa- denspannung abhängigen Regeleinrichtungen brauchen dann nur für die Fadenspannungs- änderungen bemessen zu werden, die durch den normalen Spinnvorgang hervorgerufen werden. Man braucht dagegen nicht Rück sicht auf solche Fadenspannungsänderungen zu nehmen, die etwa durch Spannungs- oder Frequenzschwankungen eines die Motoren speisenden Netzes bedingt sind.
In der Fig. 7 ist das Schaltungsschema einer Spinnmaschinenanlage dargestellt, de ren Regeleinrichtung gemäss dem vorbeschrie- benen Prinzip arbeitet. Nach Fig. 7 sind sämtliche Antriebsmotoren 71 der Spinn maschine an eine Sammelschiene 72 ange schlossen, die über ein gittergesteuertes Ent ladungsgefäss 73 an ein Wechselstromnetz 74 angeschlossen ist.
Das Entladungsgefäss 73, beispielsweise ein Quecksilberdampfgleich- richter, ist mit einer Gittersteuerungseinrich- tung 75 versehen, durch die in bekannter Weise die Spannung der Sammelschiene 72 genau konstant gehalten wird. Im Feldkreis der einzelnen Antriebsmotoren liegen gitter gesteuerte Entladungsgefässe 76 verhältnis mässig kleiner Leistung, deren Gittersteue- rungseinrichtung 77 von der Fadenspannung abhängt.
Das Schaltungsschema einer sol chen Steuerungseinrichtung für den Feld kreis der Motoren zeigt Fig. 8, die im wesent lichen der Fig. 5 entspricht. Der Anker des Motors 71 ist, wie in Fig. 7 angegeben, an eine Sammelschiene 72 angeschlossen. Die Erregerwicklung des Motors wird über git tergesteuerte Gleichrichter 78 gespeist. Der Gitterkreis dieser Entladungsgefässe wird entweder unmittelbar oder unter Zwischen schaltung weiterer Entladungsgefässe 79 und 80 von einer Regeleinrichtung 81 gesteuert, die von der Fadenspannung der Spinn maschine abhängt.
Diese Steuerungseinrich tung wirkt wie folgt: Der Faden 82, dessen Spannung konstant gehalten werden soll, übt eine Kraft auf den drehbaren Fühlhebel 83 aus. Die Gegenkraft wird durch die Feder 84 erzeugt. Bei der gewünschten Fadenspannung steht der Fühl- hebel 83 in einer bestimmten Mittellage. Bei Erhöhung der Fadenspannung weicht der Hebel aus, und zwar geht bei Erhöhung der Spannung der linke Hebelarm nach unten, bei Erniedrigung nach oben. Der rechte He belarm trägt an seinem Ende eine Fahne 85, die in dem Luftweg zwischen der Membran luftpumpe 86 und einem Bolometer 87 spielt.
Der Luftstrom wirkt derart, dass bei seiner Uderung das Gleichgewicht der Brücke 87 gestört wird. Das Wechselstromnetz 90, an welches die Entladungsgefässe angeschlossen sind, die den einzelnen Motoren zugeordnet sind, muss eine möglichst konstante Span nung haben, damit, wie oben ausgeführt, die Regeleinrichtung 81 nur zum Ausregeln der betriebsmässig gegebenen Fadenspannungs- änderungen dienen.
Wenn kein Wechsel stromnetz zur Verfügung steht, dessen Span nung ausreichend ist, so verwendet man zweckmässig ein besonderes Hilfsnetz, dessen Spannung und Frequenz praktisch absolut konstant gehalten werden. Da es sich um ein Netz mit verhältnismässig geringer Lei stung handelt, ist diese zusätzliche Regel einrichtung wirtschaftlich ohne weiteres tragbar.
Bei den einzelnen der bisher beschrie benen Ausführungsbeispiele können nun unter Umständen Schwierigkeiten in der Beschaffung der für die Gittersteuerung der gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefässe vorgesehenen Steuerspannungen auftreten.
Die Steuergitter der Entladungsgefässe sol len zum Beispiel in Fig. 6 mit einer Span nung beaufschlagt werden, die sich aus einer Wechselspannungs- und einer Gleichspan nungskomponente zusammensetzt, und die Regelung der dem Entladungsgefäss entnom menen Spannung bezw. Leistung mit Hilfe der Steuergitter soll durch Veränderung der Gleichspannungskomponente der Steuerspan nung erfolgen.
Hierbei wird man der Wech- selspannungskomponente eine bestimmte Phasenlage zu der den Anoden zugeführten Wechselspannung geben und je nach der Grösse der Gleichspannungskomponente wird infolgedessen der Zündpunkt der Entladung, der durch den Schnittpunkt der Wechsel spannungskomponente mit der Zündkennlinie festgelegt ist, längs der Kurve der Wechsel spannung entlangbar wandern.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass bei einem solchen Steuerverfahren in bestimmten Regelberei chen ein ungenauer Schnittpunkt zwischen der _Vechselspannungskomponente und der Zündkennlinie des Entladungsgefässes auf treten muss. Das bedeutet aber, dass auf diese Weise keine einwandfreie und genaue Re gelung der dem Antriebsmotor vom Ent ladungsgefäss zugeführten Leistung möglich ist, ein Umstand, der sich bei dem in Frage stehenden Anwendungsgebiet beson ders schädlich auswirkt.
Der obengenannte Übelstand wird aber dadurch noch verschlimmert, dass die Lage der Zündkennlinie des Entladungsgefässes von der in dem Entladungsgefäss herrschen- den Dampfdichte abhängig ist. Die Dampf dichte richtet sich wiederum bei konstanter Erregung des Entladungsgefässes nach der Belastung desselben. Ändert sich nun die Belastung des Entladungsgefässes, so ver schiebt sich gleichzeitig seine Zündwertlinie. Durch diese Lagenänderung der Zündwert- linie kann nun unter Umständen noch eher die Steuerung des Entladungsgefässes in den obenerwähnten Gefahrenbereich gebracht werden.
Diese Schwierigkeiten können dadurch behoben werden, dass den Steuergittern der gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefässe nur eine Steuerwechselspannung aufgedrückt wird, denn in diesem Fall lässt sich ohne wei teres die Amplitude der Steuerwechselspan nung so wählen, dass ein hinreichend schar fer Schnittpunkt zwischen der Steuerwech selspannung -und der Zündwertlinie vorhan den ist.
Zu diesem Zweck kann die Regel einrichtung für elektromotorische Antriebe von Spinn-, Zwirn- und ähnliche Maschinen mit in Abhängigkeit von der Fadenspannung geregelten Antriebsmotoren derart ausgebil det werden, dass der Fadenfühlhebel des Re gelgerätes Impedanzändertingen eines im Git terkreis der Entladungsgefässe liegenden und eine Steuerwechselspannung liefernden Wech selstromkreises und damit eine Phasenver schiebung der Steuerwechselspannung gegen über der Anodenspannung der Entladungs gefässe verursacht.
In der Fig. 9 ist ein derartiges Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben. In dieser ist mit 51 eine Bolometeranordnung bezeichnet, auf die die Fadenspannung des Aufwickelgutes derart einwirkt, dass eine mechanische Änderung der Fadenspannung in eine elektrische Regelgrösse umgewandelt wird. Der Widerstand 52 der Bolometer- anordnung wirkt auf die Sekundärwicklung einer Induktivität 53 ein.
Diese Induktivität 53 ist in einen Wechselstromkreis 54 ein geschaltet, der an die die Anlage speisende Wechselspannungsleitung 55 angeschlossen ist, und zwar ist dies mit Hilfe eines Trans- formators 56 bewerkstelligt, wobei die In duktivität 53 an den einen Zweig der Se kundärwicklung 57 des Transformators 56 und ein veränderlicher Kondensator 58 an den andern Zweig der Sekundärwicklung 57 des Transformators 56 eingeschaltet ist. Die von diesem Wechselstromkreis 54 gelieferte Wechselspannung wirkt auf die Gitter 59 der Entladungsgefässe 60 und 61 ein, die mit den Kathoden 62 und den Anoden 63 ver sehen sind.
Die beiden Entladungsgefässe 60 und 61 sind an die Sekundärwicklung eines Transformators 64 angeschlossen, dessen Pri märwicklung an der Wechselspannungslei- tung 55 liegt. Der Arbeitsstromkreis der Entladungsgefässe 60 und 61 bezw. des Transformators 64 enthält die Feldwicklung 65 einer Gleichstrommaschine 66, die zum Antrieb der Spinnmaschine dient.
Die Wir kungsweise dieser Anordnung ist folgende: Infolge der beiden veränderlichen Glieder 58 und 53 des Wechselstromkreises 54 wird den Steuergittern 59 der Entladungsgefässe 60 und 61 eine gegenüber der Anodenwech selspannung dieser Entladungsgefässe in der Phasenlage verschiebbare Wechselspannung aufgedrückt. Je nach der Grösse der Phasen verschiebung dieser Gittersteuerspannung ge genüber der Anodenwechselspannung wird der Zündeinsatzpunkt der Entladung in die sen Gefässen mehr oder weniger vor- oder zurückverschoben und hierdurch die Span nung bezw. die Leistung der Entladungs gefässe geregelt.
Ändert sich nun infolge einer Veränderung der Fadenspannung der Widerstandswert 52 der Bolometeranordnung 51, so wird hierdurch die Impedanz des Wechselstromkreises 54 geändert und eine entsprechende Verschiebung des Zündeinsatz punktes der Entladungsgefässe 60 und 61 tritt ein. Somit ist mit Hilfe dieser Anord nung auf einfachste Weise eine Übertragung der von dem Regelorgan gelieferten Regel impulse auf die die Antriebsmaschine der Spinnmaschine speisende Entladungsgefäss anordnung möglich.
Es sei darauf hingewie sen, dass die Entladungsgefässanordnung an statt den Feldkreis der Maschine 66 zu spei- sen, auch den Ankerstrom der Maschine 66 beeinflussen kann, wobei alsdann der Feld kreis eine vorzugsweise konstante Erregung durch eine zusätzliche Anordnung erhält.
Bei dem in der Fig. 6 gezeigten Ausfüh rungsbeispiel, bei dem eine Regelung der von den gas- oder dampfgefüllten Entladungs gefässen abgegebenen und den Antriebsmoto ren zugeführten Leistung mit Hilfe der Steuergitter erfolgen soll, wird diesen Steuer gittern eine Wellenspannung aufgedrückt. Derartige Gittersteuerungen erfordern nun eine ziemlich komplizierte Apparatur und ausserdem ist die genaue Einstellung der festen Vorspannung für die Steuergitter ziemlich schwierig.
Ferner weist die Steuer apparatur einen Mangel auf, der sich gerade bei dem in Frage stehenden Anwendungs gebiet besonders störend bemerkbar macht, nämlich die Trägheit des Steuersystems. Der Einstellung eines neuen Steuerzustandes wird sich die Induktivität des Steuertrans formators hemmend entgegenstellen und da durch eine gewisse Verzögerung in dem Re gelvorgang zur Folge haben.
Schliesslich können infolge Verwendung einer sinusför- migen Steuerwechselspannung Ungenauig keiten bei der Gewinnung eines Zündeinsatz- punktes auftreten, da hierbei ein schleichen der Übergang der Steuergitterspannung in die Zündwertlinie des Entladungsgefässes bei gewissen Aussteuerungsbereichen möglich ist.
Auch diese Nachteile können dadurch vermieden werden, dass eine solche Steuerung der gas- oder dampfgefüllten Entladungs gefässe verwendet wird, bei der die Gitter steuerspannung bei Beginn einer jeden posi tiven Anodenspannungshalbwelle von einem vorbestimmten negativen Wert ab mit regel barer Anstiegsgeschwindigkeit bis zum Zünd- spannungswert gesteigert und hierauf spä testens bis zu Beginn der nächsten positiven Anodenspannungshalbwelle wieder auf den anfänglich negativen Wert gesenkt wird. Vorzugsweise wird die veränderliche Gitter spannung
für die gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefässe aus einem Kondensator entnommen, der vor Beginn jeder positiven Halbwelle der Anodenspannung negativ auf geladen ist. Die positive Aufladung des Git- terspannungskondensators vom Beginn der positiven Halbwelle ab wird zweckmässig mit Hilfe einer Hochvakuumröhre vorgenommen, auf deren Steuerkreis die von dem in Ab hängigkeit von den Arbeitsvorgängen beein flussten Regelorgan gelieferten Regelimpulse einwirken.
In der Fig. 10 ist ein entsprechendes Ausführungsbeispiel wiedergegeben. In die ser ist mit 101 eine Bolometeranordnung be zeichnet, auf die die Fadenspannung des Aufwickelgutes derart einwirkt, dass eine mechanische Änderung der Fadenspannung in eine elektrische Regelgrösse umgewandelt wird. An die Bolometeranordnung 101 kann ein Transformator 102 angeschlossen werden.
An die Sekundärwicklung 102 ist einer seits die Kathode 105 und anderseits das Gitter 106 einer Hochvakuumröhre <B>103</B> an geschlossen. Der Anodenkreis dieser Röhre 103 wird aus dem Netz 107 gespeist. An das Netz<B>107</B> ist über einen Transformator 108 die Entladungsgefässanordnung 109 an geschlossen, die die beiden gas- oder dampf gefizllten Entladungsgefässe<B>110</B> und 111 enthält. Von diesen Entladungsgefässen ist das Gefäss 110 mit einem Steuergitter 112 ausgerüstet. Der Steuerkreis der Röhre 110 enthält ausser der Röhre 103 noch den Kon densator 113 und das Ventil 114.
Ausserdem ist in die Zuleitung zum Gitter ein Wider stand 115 zur Begrenzung des Gitterstromes eingefügt. Die Entladungsgefässanordnung 109 wirkt auf den Feldkreis 116 einer Gleich strommaschine 117 ein, die zum Antrieb der Spinnmaschine dient. Der Feldwicklung 116 der Maschine 117 ist ein Widerstand 118 parallel geschaltet.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Das Ventil 114 im Steuerkreis des Entladungsgefässes 110 ist so angeordnet, dass es die negative Halbwelle der Arbeits spannung dieses Entladungsgefässes hin durchlässt und hierdurch den Kondensator während der negativen Halbwelle der Speise- wechselspannung negativ auflädt. Hierdurch erhält das Steuergitter ein negatives Poten tial. Das Entladungsgefäss<B>103,</B> das eine po sitive Aufladung des Kondensators während der positiven Halbwelle vornimmt, wird von der gleichen Arbeitswechselspannung des Entladungsgefässes gespeist, und sein Strom durchgang wird durch das an dem Steuergit ter 106 des Entladungsgefässes 103 anlie gende Potential gesteuert.
Das jeweilige Po tential des Steuergitters<B>106</B> der Röhre 103 wird über den Transformator 102 von den an der Bolometeranordnung auftretenden Spannungen bestimmt. Tritt beispielsweise eine Änderung der Fadenspannung ein und wird hierdurch eine Potentialänderung des Steuergitters 106 der Röhre 103 hervorgeru fen, so bedeutet dies, dass ein grösserer oder kleinerer Anodenstrom als vorher den Kon densator während der positiven Spannungs- halbwelle auflädt und somit die Ladekurve des Kondensators mehr oder weniger steil verläuft.
Es wird entweder früher oder spä ter die Steuerspannung des Gitters 112 den Zündspannungswert erreichen, so dass auf diese Weise eine Veränderung des Zündein- satzpunktes dieses Entladungsgefässes und damit der von diesem Entladungsgefäss ab gegebenen Spannung bezw. Leistung mög lich ist.
In dem Ausführungsbeispiel ist die Entladungsgefässanordnung <B>109</B> so beschaf fen, dass das ungesteuerte Entladungsgefäss <B>111</B> einen bestimmten Normalwert der Lei stung für den Feldkreis der Maschine<B>117</B> liefert, während durch das Entladungsgefäss 110 der erforderliche Regelbereich der dem Feldkreis zufliessenden Leistung beherrscht wird. Ein Widerstand 119 ist in den Ar beitsstromkreis 111 zu dem Zweck einge schaltet, um die Grunderregung des Motors 11.7 einstellbar zu machen. Der Widerstand 118 ist der Feldwicklung 116 aus dem Grunde parallel geschaltet, um einen stetigen Strom fluss in der Induktivität des Feldkreises zu erzielen.
Der Widerstand 11.8 kann auch durch einen Gleichrichter ersetzt werden.
Anstatt den Erregerstrom der Antriebs maschine für die Spinnmaschine zu regeln, kann man natürlich auch den Ankerstrom der Antriebsmaschine mit Hilfe der Einrich tung gemäss der Erfindung beeinflussen.
Schliesslich sei darauf hingewiesen, dass beide Entladungsgefässe 110 und 111 ge steuert werden können.