Steuer- und Regeleinrichtung für eine Fadenbremse für Textilmaschinen, insbesondere Spulmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steuer- und Regeleinrichtung für Fadenbremsen von Textilmaschinen, insbesondere Spulmaschinen, bei welcher durch Fadenführungsorgane ein Dreieck gebildet ist und mindestens eines dieser Fadenführungsorgane quer zum Fadenverlauf beweglich ist.
Bekanntlich wird in Textilmaschinen und Spulmaschinen der Faden beim Auf- und Abspulen eine Fadenbremse unter einer bestimmten Spannung gehalten. Insbesondere ist es beim Aufspulen von synthetischen Fäden wichtig, am Faden eine gleichbleibende oder anderweitig vorbestimmte Fadenspannung zu erzielen. Sowohl eine Verstreckung des Fadens infolge zu hoher Abzugsspannung als auch zu grosse Spannungsschwankungen während des Wikkelvorganges sind sehr gefürchtet, da solche Fäden, welche nicht unter gleichbleibender oder fest vorbestimmter Fadenspannung aufgespult sind, bei der späteren Verarbeitung beim Wirken usw. zwangsläufig zu Ausschussware führen.
Es sind bereits verschiedene Einrichtungen bekannt, um die Fadenspannung bei der Verarbeitung auf den Textilmaschinen zu regeln oder auf einem vorbestimmten Wert zu halten. Bei diesen bekannten Fadenspannungsregeleinrichtungen gelangen Gitter-, Teller-, Backen- oder ähnliche Bremssysteme zur Anwendung, die dem Faden auf seinem Weg innerhalb des Umspul- oder Verarbeitungsvorganges die gewünschte Spannung verleihen, indem der Faden selbst durch veränderbare Reibung beim Passieren des Bremssystems mehr oder weniger gebremst und damit gespannt wird. Die den Fadenzug bestimmenden Grössen und damit die Reibung innerhalb der Fadenspannung selbsttätig geregelt, so dass eine etwaige, von der Vorlage her bedingte, gegenüber einer vorgewählten Normalfadenspannung zeitweise auftretende Fadenspannungsdifferenz automatisch ausgeregelt wird.
Eine Abtastung und damit Messung oder Kontrolle der momentan herrschenden Fadenspannung ist demnach Ausgangspunkt aller Steuer- und Regelvorgänge. Diese Steuer- und Regelvorgänge werden elektrisch vorgenommen, so dass vom Abtastsystem eine elektrische Grösse als Stellwert geliefert wird.
Um die mechanische Grösse der Fadenspannung auf elektrische Organe zu übertragen, wird allgemein zunächst die aus der Fadenspannung direkt abgeleitete Zug- oder Federkraft mit einer entgegengesetzt wirksamen Federkraft verglichen. Hierzu dienen in der Regel durch Federn- oder Magnetkräfte vorgespannte und gegen die Fadenspannung wirkende Abtastfinger oder bewegliche Fadenführerösen oder auch Umlenkstifte oder Rollen, welche eine vom Fadenzug abhängige Bewegung in verschiedenster Form auf die elektrischen Organe ableiten. Um eine möglichst reibungslose Übertragung der mechanischen Verstellgrösse in eine elektrische Verstellgrösse zu übertragen, wurden bereits Brückenbolometer, photo elektrische sowie kapazitive oder auch induktive Einrichtungen oder auch reibungsarme Verstellwiderstände oder Potentiometer vorgeschlagen.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Steuer- und Regeleinrichtung für Fadenbremsen bei Textilmaschinen zu schaffen, welche gegenüber bekannten Einrichtungen besondere Vorteile und Verbesserungen aufweist.
Erfindungsgemäss wird das bei einer Steuer- und Regeleinrichtung der obengenannten Art dadurch erreicht, dass der durch die Zugspannung des Fadens in der Bewegungsrichtung auf das bewegliche Fadenführungsorgan abgeleiteten Kraftkomponente, welche das Fadendreieck auszugleichen versucht, eine elektromagnetische Zugkraft entgegengesetzt ist, und dass durch eine geometrische Abstimmung des Fadendreiecks und die Charakteristik des Weg-Feldstärkeverhältnisses der elektromagnetischen Zugvorrichtung zueinander der Kurvenverlauf des Weg-Zugkraftverhältnisses des Fadendreiecks und der Kurvenverlauf des Weg-Zugkraftverhältnisses des Elektromagneten derart aufeinander abgestimmt sind,
dass sich die beiden Kurvenverläufe und damit die entgegengesetzt wirksamen Kräfte über einen bestimmten Mindestweg des Verstellbereichs der Vorrichtung decken und damit bei einer Verstellung über diesen Bereich bei gleichem Fadenzug ein Gleichgewicht der Kräfte erhalten bleibt.
Wenn bei dieser Einrichtung beide Kräfte, die magnetische Zugkraft und die Komponente aus der Fadenspannung, gleich gross sind, nimmt das System eine Ruhelage ein; wenn eine der beiden Kräfte überwiegt, so erfolgt momentan eine Verstellung in der einen oder anderen Richtung, bis das Kräfteverhältnis ausgeglichen ist. Vorteilhaft kann mit dem beweglichen Fadenführorgan ein elektrisches Organ derart gekuppelt sein, dass bei einer Verstellung des Fadenführungsorgans eine proportionale Verstellung der elektrischen Grösse des elektrischen Organs erfolgt.
Im folgenden sind zunächst anhand der Fig. 1 bis 5 die für die Erfindung allgemein geltenden Grundlagen näher erläutert und anschliessend ist anhand der Fig. 6 bis 12 ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach der Erfindung beschrieben.
Zum besseren Verständnis der Erfindung gegen über vorbekannten Vorschlägen sei zunächst der zeitliche Ablauf der Steuer- und Regelvorgänge einer vorstehend genannten und bekannten Einrichtung betrachtet.
Ausgangspunkt der Betrachtung sei ein Gleichgewicht des gesamten Steuer- und Bremssystems bei einer angenommenen Fadenspannung der Grösse X.
Fadenspannung und elektromagnetische Kraft sind gleich gross, so dass das Fadenabtastsystem in einer bestimmten Stellung in Ruhe verharrt. Das mit der momentanen Stellung des beweglichen Fadenführungsorgans gekoppelte elektrische Organ liefert in eben dieser Einstellung als Stellgrösse auf die Fadenbremse einen bestimmten elektrischen Wert, welcher eine Einstellung der Bremsvorrichtung zur Folge hat, dass eine Fadenspannung der angenommenen Grösse X erreicht wird.
Es wird weiter angenommen, dass nunmehr eine zeitweise von der Vorlage her bedingte Fadenspannungsdifferenz von der Grösse Y auftritt. Diese Fadenspannungsdifferenz der Grösse Y, die auf den Gleichgewichtszustand mit der Fadenspannung der Grösse X folgt, hat eine Verstellung des beweglichen Fadenführungsorgans gegen die fest vorgegebene elektromagnetische Kraft zur Folge. Mit dieser Verstellung erfolgt ebenfalls die Verstellung des elektri schen Organs, so dass nunmehr ein Stellwert an das Bremssystem geliefert wird, welcher in der Lage ist, das Bremssystem derart zu verstellen, dass ein Ausgleich der zeitweise aufgetretenen Fadenspannungsdifferenz erfolgt.
Mit fortschreitendem Ausgleich dieser angenommenen Fadenspannungsdifferenz nähert sich naturgemäss die Fadenspannung wieder dem Ausgangswert, nämlich der Grösse X. Mit der Annäherung der Fadenspannung auf den Ausgangswert ist aber auch eine Verstellung des beweglichen Fadenführungsorgans und damit des elektrischen Organs auf den Ausgangspunkt der Regelvorgänge zwangsläufig verbunden. In dieser Ausgangsstellung jedoch wird vom elektrischen Organ eine Stellgrösse an das Bremssystem geliefert, die der Normalvorlagespannung des Fadens entspricht und nicht die aufgetretene Differenzgrösse der Fadenspannung und damit der notwendigen Bremswirkung zu decken vermag.
Es wird somit ersichtlich, dass mit fortschreitendem Ausgleich der zeitweise auftretenden Fadenspannungsdifferenz die zur vollen Deckung der Fadenspannungsdifferenz notwendige Stellgrösse verloren geht und mit einer Anordnung nach der voraufgegangenen Beschreibung kein vollkommener Ausgleich einer auftretenden Fadenspannungsdifferenz möglich wird. In der Praxis ist mit einer derartigen Steuer- oder Regelanlage nur eine etwa 50-prozentige Ausregelung der zeitweise auftretenden Differenz möglich.
Zum vollkommenen Ausgleich einer Fadenspannungsdifferenz ist ein wesentlich komplizierterer Regelkreis erforderlich. Es wird dabei notwendig, eine Kompensation innerhalb des ganzen Regelkreises vorzunehmen, etwa dergestalt, dass ein zweites Fadenspannungsabtastgerät zwischen Vorlage und Bremssystem eingesetzt wird, welches eine Kompensationsspannung liefert, die das elektromagnetische Kraftfeld des ersten Fadensp annungsabtastgerätes mit zum oder abnehmender Vorlagespannung verstärkt oder abschwächt, damit die bei eintretender Fadenspannungsdifferenz gegen den vorgegebenen Sollwert im ersten Moment der Regelvorgänge vorhandene Stellgrösse erhalten bleibt.
Es sind auch noch andere Wege möglich, aus dem ganzen Regelkreis, beispielsweise aus der relativen Stellung des Bremssystems elektrische Kompensationsgrössen zu entnehmen und in den Regelkreis derart einzuspeisen, dass eine vollkommene Fadenspannungsregelung ermöglicht wird.
Derartige Regelkreise sind ausserordentlich kompliziert und aufwendig und es ist schwierig, die nötigen Regelkennlinien über den notwendigen Bereich einzuhalten.
Die Einrichtung nach der Erfindung ermöglicht hingegen einen vollkommenen Ausgleich einer zeitweise auftretenden Fadenspannungsdifferenz, ohne dass eine zusätzliche Einspeisung einer Kompensationsgrösse notwendig wird.
Die im Fadendreieck quer zur Bewegungsrichtung des Fadens auftretende Kraftkomponente ist ausser von der Zugspannung am Faden in der Bewegungsrichtung abhängig von der relativen Stellung der drei Fadenführungsorgane zueinander, d. h., bei grösser werdendem Fadenwinkel innerhalb der Fadenumlenkorgane des Fadenabtastgerätes wird die Komponente, welche am mittleren Fadenführungsorgan quer zum Fadenverlauf wirksam ist, kleiner.
Die Fig. 1 zeigt ein derartiges Fadendreieck schematisch. Der Faden 10 verläuft durch die einem Dreieck zueinander angeordneten Fadenführungsor- gane 11, 12 und 13 und bildet hierbei einen Winkel a. Der Faden 10 verläuft in der angegebenen Bewegungsrichtung, wobei die Kraft K als Zugkraft wirksam wird. In dieser Stellung der Fadenführungsorgane zueinander wirkt am mittleren Fadenführungsorgan 12 eine Kraftkomponente K' in der dargestellten Richtung. Bei einer Verstellung des mittleren Fadenführungsorgans in die gestrichelt eingezeichnete Lage wird der Winkel a, wie aus der Zeichnung nach Fig. 1 zu ersehen ist, grösser. Die Komponente K' ist bei gleicher Zugkraft K am Faden in der Bewegungsrichtung jedoch in dieser Stellung kleiner.
Fig. 2 zeigt in einem Diagramm schematisch den Zusammenhang zwischen der Komponente K' und dem Fadenwinkel a. Das Diagramm zeigt, dass bei dem Fadenwinkel 1800 die Komponente K' praktisch null ist und diese bei kleiner werdendem Fadenwinkel etwa nach dem gezeichneten Kurvenverlauf zunimmt.
Nach der Erfindung ist mindestens eines der im Dreieck angeordneten Fadenführungsorgane quer zum Fadenverlauf beweglich angeordnet und steht in der Bewegungsrichtung unter elektromagnetischer Zugkraft.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Anordnung, wobei das mittlere Fadenführungsorgan beweglich angeordnet ist. Der Faden 10 ist an den Fadenführungsorganen 11, 12 und 13 entlang geführt. Das bewegliche Fadenführungsorgan ist mit dem Magnetkern 14 verbunden, welcher in das Kraftfeld einer Spule 15 eintaucht. Am Verbindungsgestänge 16, welches das bewegliche Fadenführungsorgan 12 mit dem Magnetkern 14 verbindet, ist eine Lichtfahne 17 verbunden, welche eine photoelektrische Zelle 18 teilweise auf der aktiven Schicht gegen Lichteinfall in senkrechter Richtung zur Zeichnungsebene abdeckt.
Wird die Magnetspule 15 von einem Strom durchflossen, so übt das Kraftfeld auf den Anker 14 eine bestimmte Kraft aus, welche bei konstanter Stromdurchflutung im wesentlichen von der relativen Stellung des Kerns 14 zum Kraftfeld der Spule 15 abhängig ist. Die Zugkraft wird bei Annäherung des Ankers in die sogenannte Feldschlussstellung immer grösser und bei grösserer Entfernung des Ankers aus dem Feld der Spule naturgemäss geringer.
Die Fig. 4 zeigt in einem Diagramm schematisch den Zusammenhang zwischen der relativen Stellung des Kerns zur Magnetspule und der daraus resultierenden Zugkraft P. Das Diagramm zeigt, dass die Zugkraft P nach dem eingezeichneten Kurvenverlauf zunimmt und in der Feldschlussstellung ihren höchsten Wert annimmt.
Das Wesentliche des Erfindungsgedankens besteht nunmehr darin, durch geeignete geometrische und mechanische Abstimmung des Fadendreiecks zu der Dimensionierung und Auslegung der elektrischen Grössenordnung des elektromagnetischen Kraftfeldes und geeigneter Auswahl der Charakteristik des Weg Feldstärkeverhältnisses die beiden entgegengesetzt wirkenden Kräfte aus dem Fadendreieck und aus dem elektromagnetischen Kraftfeld derart aufeinander abzustimmen, dass sich die Kurvenläufe der beiden Kräft nach den Fig. 2 und 4, wie in der Fig. 5 gezeigt ist, auf einem Teilstück ihres Verlaufes im wesentlichen decken. Wenn die beiden entgegengesetzten Kräfte auf diesem Teilstück des Diagramms nach der Fig. 5 zwischen den Punkten a und b wirken, so besteht naturgemäss völliges Gleichgewicht der Kräfte und die Abtasteinrichtung befindet sich in einer Ruhelage.
Innerhalb der Zone zwischen den Punkten a und b nimmt bei einer Verstellung des beweglichen Fadenführungsorgans die Komponente aus der Fadenspannung im gleichen Mass ab oder zu, wie bei der damit gekuppelten gleich grossen Verstellung des Magnetankers zum Magnetfeld der Spule die entgegengesetzt wirkende Magnetkraft ebenfalls aboder zunimmt.
Mit einer derartigen Fadenabtasteinrichtung lässt sich eine Steuer- und Regelvorrichtung für Fadenbremsen betreiben, ohne dass komplizierte Regelkreise mit Kompensationskreisen notwendig werden, was die folgende Betrachtung der Regelvorgänge innerhalb einer Messanordnung nach der Erfindung eindeutig zeigt.
Ausgangspunkt sei wieder analog zu der Betrachtung der Regelvorgänge in der voraufgegangenen Beschreibung ein Gleichgewicht des gesamten Regelsystems bei einer angenommenen Fadenspannung der Grösse X. Fadenspannung und elektromagnetische Kraft sind gleich gross, so dass das Fadenabtastsystem in einer bestimmten Stellung in Ruhe verharrt. Die Lichtfahne 17 deckt das photoelektrische Element 18 in einem bestimmten Masse ab, so dass von diesem Element ein Stellwert an eine nachfolgende Verstärkerschaltung geliefert wird, welcher auf die an den Verstärkerausgang angeschlossene Fadenbremse einen derartigen Einfluss ausübt, dass diese eine Einstellung einnimmt, welche eine Fadenspannung der angenommenen Grösse X erzielt.
Es wird weiter angenommen, dass nunmehr eine zeitweise von der Vorlage her bedingte Fadenspannungsdifferenz der Grösse Y auftritt. Diese Fadenspannungsdifferenz der Grösse Y, folgend auf den ausgangs der Betrachtungen angenommenen Gleichgewichtszustand mit der Fadenspannung der Grösse X, hat eine Verschiebung des Gleichgewichts und damit eine Verstellung des beweglichen Fadenführungsorgans gegen die Magnetkraft der Spule 15 zur Folge.
Mit dieser Verstellung erfolgt ebenfalls eine entsprechende Verstellung der Lichtfahne 17, so dass das photoelektrische Element eine veränderte Beleuchtung erhält und ein dementsprechender Stellwert über die Verstärker an das Bremssystem geliefert wird, welcher das Bremssystem derart verstellt, dass ein Ausgleich der zeitweise aufgetretenen Fadenspannungsdifferenz erfolgt. Mit dem fortschreitenden Ausgleich dieser angenommenen Fadenspannungsdifferenz durch die fortschreitende Veränderung der Bremswirkung nähert sich naturgemäss die Fadenspannung wieder dem Ausgangwert, nämlich der Grösse X.
Durch das Auftreten der Fadenspannungsdifferenz wurde das bewegliche Fadenführungsorgan und damit der Magnetkern verstellt, da das Gleichgewicht der Kräfte gestört wurde. Bei vollzogenem Ausgleich der aufgetretenen Fadenspannungsdifferenz herrscht bei der beschriebenen Anordnung zwischen der Kraftkomponente aus dem Fadendreieck und der entgegengesetzt wirksamen Kraft aus dem elektromagnetischen System wieder ein Gleichgewicht, obwohl die Grundeinstellung sich gegenüber der Ausgangsstellung verändert hat, da bei gleicher Zugspannung am Faden über einen gewissen Verstellbereich der Abtastanordnung, wie aus den vorausgegangenen Erläuterungen zu Fig. 5 ersichtlich, das Gleichgewicht erhalten bleibt.
Die Lichtfahne 17 hat somit hingegen der Ausgangsstellung der Vorgänge ihre bei Auftreten der Fadenspannungsdifferenz eingenommene Einstellung beibehalten und der nunmehr vom photoelektrischen Organ gelieferte Stellwerk deckt voll die aufgetretene Differenzgrösse, so dass mit der Ein richtung nach der Erfindung ein völliger Ausgleich der zeitweise auftretenden Fadenspannungsdifferenz möglich wird, ohne dass ein komplizierter Regelkreis mit Rückführung und Kompensation nötig wird.
Wenn auf diese Betrachtung der Regelvorgänge ein erneutes Auftreten einer weiteren Störgrösse, beispielsweise eine Fadenspannungsdifferenz in umgekehrter Richtung folgt, so erfolgt momentan wieder eine Verstellung des beweglichen Fadenführungsorgans und damit der Lichtfahne. Ein veränderter Stellwert wird somit geliefert und es erfolgt durch Verstellung des Bremssystems eine Ausregelung der Fadenspannungsdifferenz. Das Fadenabtastsystem kommt nunmehr zwar in eine andere Stellung, im Moment der Angleichung der Fadenspannung an den Ausganspunkt herrscht aber wieder völliges Gleichgewicht.
Durch die Anwendung einer Photodiode als photoelektrisches Organ und eines nachfolgenden transistorisierten Verstärkers zur Verstärkung des Stellwertes ist eine derartige Verstärkung erzielbar, dass die relative Gesamtverstellung des beweglichen Fadenführungsorgans und des damit verbundenen Magnetkerns in der Praxis auf Bruchteile eines Milli musters beschränkt werden kann, wodurch sehr kurze Einstellwege und damit Einstellzeiten der Faden ab tasteinrichtung erzielt t werden.
Weiterhin wird die Stromdurchflutung der Wicklung 15 der Magnetspule mittels eines potentiometrischen Stromkreises geregelt. Hierdurch wird die elektromagnetische Grundeinstellung verändert und die feste Vorgabe eines Sollwertes für die gewünschte Fadenspannung ermöglicht. Dieser Sollwert wird entweder an einem geeichten Potentiometer oder auch an einem Anzeigeinstrument abgelesen.
In der Textilindustrie ist fast ausschliesslich eine grössere Anzahl von Spulmaschinen notwendig, um grössere Mengen von Spulen gleichzeitig herzustellen. Dabei wird der Erzielung einer möglichst gleichmässigen Garnspannung auf allen Spulen die die grösste Bedeutung beigemessen und zur Erzielung dieser Gleichmässigkeit wird zur Zeit ein hoher Aufwand an Bedienungspersonal für die Maschinen benötigt.
Bei einer Einrichtung nach der Erfindung können viele Fadenabtastsysteme elektrisch zusammengefasst und durch einen Steuerkreis, beispielsweise durch ein Steuerpult, mit Magnetisierungsstrom versorgt werden. Auf diese Weise kann eine zentrale Regulierung der Grösse der Fadenspannung vorgenommen werden, wobei die Wahl der Grösse der Fadenspannung sich nach der Art des verwendeten Fadens richten kann.
Aus den verschiedensten Gründen, die einmal mit dem homogenen Aufbau der Spule selbst, zum anderen mit textiltechnischen Anforderungen bei der Weiterverarbeitung der auf den Spulmaschinen hergestellten Spulen zusammenhängen, ist in vielen Fällen eine degressive Abnahme der Fadenspannung bei wachsendem Spulendurchmesser erwünscht.
Hierfür kann das elektromagnetische Kraftfeld der Fadenabtasteinrichtung in einem zweiten Stromkreis oder in einem erweiterten ersten bereits beschriebenen Stromkreis derart gesteuert werden, dass die Stromdurchflutung der Wicklung g der Ma- gnetspule 15 durch ein zweites Potentiometer beeino flusst wird, welches in Abhängigkeit vom Durchmesser der Aufwickelspule, beispielsweise in Abhängig- keit von der Stellung der Fadenführerklappe verstellt wird. Somit wird es möglich, entweder stufenweise oder stufenlos eine zum Beispiel degressiv abfallende Fadenspannung selbsttätig zu erzielen.
Durch die erfindungsgemässe Einrichtung kann jede Art der Steuerung oder Regelung der Fadenspannung vorgenommen werden, d. h. nicht nur die Veränderung der Bremswirkung mittels einer an sich bekannten Fadenbremse mit ineinandergreifenden Umlenkelementen oder die Veränderung der Bremswirkung von Tellerbremsen, sondern man kann auch auf eine Beschleunigung des Fadendurchlaufs einwirken, zum Beispiel indem als Regelvorrichtung ein Vorlieferwerk betätigt wird.
Die Übertragung der mechanischen Verstellbewegung des Fadenabtastsystems bei auftretender Fadenspannungsdifferenz gegen den vorgewählten Normalwert in einen elektrischen Stellwert kann in verschiedenster Weise erfolgen.
Die in der Fig. 3 gezeigte photoelektrische Einrichtung ist nur als ein Beispiel für eine Vorrichtung nach der Erfindung aufgezeigt. Das bewegliche Fadenführungsorgan kann auch mit einer Kapazität oder Induktivität oder einem Potentiometer oder sonstigen elektrischen Gebersystemen gekoppelt sein, deren Änderungen dann als Steuerungsbasis für die Regelvorrichtung der Fadenbremse dienen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer nach der vorliegenden Erfindung aufgebauten Steuerund Regelvorrichtung für eine Fadenbremse sowie die Bremsvorrichtung selbst und die dazugehörige elektrische Schaltung aufgezeigt.
Die Fig. 6 zeigt zunächst den Gesamtaufbau einer Spulmraschine in einer Seitenansicht.
Fig. 7 zeigt die Vorderansicht der Fadenabtast- einrichtung.
Fig. 8 zeigt die Fadenabtasteinrichtung nach Fig. 7 in der Draufsicht.
Fig. 9 zeigt die Vorderansicht der elektromagnetischen Fadenbremsvorrichtung mit dem Bremsgitter und dem Bremsmagneten.
Fig. 10 zeigt den Stromlaufplan des Verstärkers zur Aussteuerung des elektromagnetischen Fadenbremssystems.
Fig. 11 zeigt eine potentiometrischen Stromkreis in vereinfachter Form zur Regelung der Arbeitsspannung des Fadenabtastsystems und damit Veränderung des Sollwertes der Fadenspannung.
Fig. 12 zeigt einen gegenüber Fig. 11 erweiterten potentiometrischen Stromkreis zum Zwecke des Erhaltes einer mit steigendem Spulendurchmesser veränderbaren, beispielsweise degressiv abfallenden Fadenspannung.
Der Verlauf des Fadens 10, von der Vorlage 20 über das elektromagnetische Bremssystem 21, das Fadenabtastsystem 22 zur Aufwickelspule 23 zeigt die Fig. 6. Aus dieser Fig. ist ausserdem der grundsätzliche Aufbau der gesamten Spulmaschine mit Antriebsmotor und schwenkbarer Fadenführerklappe zu erkennen.
Wie aus Fig. 7 hervorgeht, bildet sich zwischen den Fadenführungsstiften 11 und d 13 und dem Faden- abtastorgan das in der vorausgegangenen Beschreibung näher erläuterte Fadenende. Die Fig. 7 und 8 zeigen ausserdem die Lage der Magnetspule 15 sowie der am Verbindungsgestänge 16 zwischen dem Fadenabtastorgan 12 und dem Magnetanker 15 angebrachten Lichtfahne 17.
Diese Lichtfahne steuert abhängig von der Grösse des Fadendreiecks den Lichteinfall des Lichtes der Lichtquelle 24 auf die photoelektrische Zelle 18.
In dem nach der Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Fadenabtasteinrichtung ist das Fadenabtastorgan 12 mit dem Gestänge 16 an einem Ende drehbar gelagert und somit in eine vertikale Linse verschwenkbar, so dass sich bei dem Betrieb der Einrichtung verschiedene Winkel innerhalb des Fadendreiecks einstellen können. Damit kurzzeitige Tupfer am Faden nicht wirksam werden können und die Steuereinrichtung gegen unerwünschte Eigenschwingungsvorgänge geschützt ist, ist eine hydraulische Dämpfung eingebaut. Hierzu dient die am Ge stänge 16 befestigte Fahne 16a, welche in einer mit Dämpfungsöl gefüllten Kammer als Dämpfungsglied arbeitet. Der Behälter ist gegenüber dem schwenkbaren Verbindungsgestänge 16 mit einer Manschette abgedichtet.
Wird das Gestänge 16 verschwenkt, so wird diese Bewegung auf die daran befestigte Lichtfahne 17 übertragen. Diese Lichtfahne ist zu der Lichtquelle 24 und der photo elektrischen Zelle 18 derart justiert, dass bei einer Bewegung der Lichtstrahl mehr oder weniger abgedeckt wird, so dass die Photozelle entsprechend der Beleuchtung der nachfolgenden Verstärker mehr oder weniger hoch ansteuert.
Die Ausbildung des Fadenbremssystems 21 (vgl.
Fig. 6), welches über einen Verstärker vom Fadenabtastsystem gesteuert wird, zeigt Fig. 9. Der Faden 10 wird durch das Bremsgitter, bestehend aus dem feststehenden Bremsgitter 25 und dem beweglichen Bremsgitter hindurchgezogen. Das bewegliche Bremsgitter ist an dem Magnettanker 26 befestigt, so dass bei Stromdurchflutung der Wicklung 27 der Magnetanker in die Spule hineingezogen wird und das Bremsgitter enger wird und somit auf den Faden eine grössere Reibung übertragen wird.
Damit der Magnetanker 26 ohne jegliche reibende Berührung mit dem Wicklungsinneren oder sonstigen Lagern arbeiten kann, ist dieser an vorderen oder hinteren quer verlaufenden Trägern 28 befestigt, welche als Blattfedern ausgebildet sind und somit eine Verstellung des Ankers 26 in Axialrichtung erlauben. Über ein Verbindungsglied 29 ist der Magnetanker 26 mit einer hydraulischen Dämpfung 30 verbunden, welche auf die Verstellung des Ankers 26 eine derartige Dämpfung ausübt, dass ein Überschwingen der von der Fadenabtasteinrichtung über den Verstärker eingeleiteten Verstellung vermieden wird.
Die Fig. 10 zeigt als Ausführungsbeispiel den Stromlaufplan des notwendigen Regelverstärkers, welcher elektrisch dem Fadenabtastsystem nachgeschaltet ist und die von diesem System abgegebene Stellgrösse entsprechend verstärkt und dem Bremssystem zuführt.
Dem Verstärker wird eine vorzugsweise stabilisierte Gleichspannung an den Eingängen 31 zugeführt. Über einen entsprechenden Vorwiderstand gelangt diese Spannung an die Lampe 24, welche die photoelektrische Zelle 18 aussteuert. Die Lichtmenge wird dabei, wie aus dem Vorausgesagten hervorgeht, von der jeweiligen Stellung der Lichtfahne 17 geregelt.
Die photo elektrische Zeller 18 liegt in Reihe mit den Spannungsteilerwiderständen 32, 33 und 34.
Zwischen den Teilerwiderständen 32 und 33 ist die Basis des Transistors 35 angeschlossen.
In Abhängigkeit vom Beleuchtungszustand der photoelektrischen Zelle 18 ändert sich das Spannungspotential zwischen den Widerständen 32 und 33, so dass die Basis des dort angeschlossenen Transistors 35 damit ebenfalls in Abhängigkeit von dem Beleuchtungszustand der photoelektrischen Zelle mehr oder weniger angesteuert wird.
Wird durch Veränderung der Basisspannung am Transistor 35 dieser mehr oder weniger leitend, so entsteht an den Teilerwiderständen 37 und 38 ebenfalls ein verändertes Potential, so dass der Transistor 38 entsprechend des Verstärkungsfaktors des Transistors 35 ebenfalls mehr oder weniger hoch angesteuert wird. Im Ausgangskreis des Transistors liegt die Wicklung des Bremsmagneten 27, welcher das bewegliche Bremsgitter 25a entsprechend der vom Transistor 38 eingestellten Stromdurchflutung verstellt. Der Widerstand 39 regelt bei gesperrtem Transistor 38 die Mindeststromdurchftutung des Bremsmagueten, so dass eine gewisse Einstellung des Bremsgitters erhalten bleibt.
Hierdurch wird es ermöglicht, dass beim Anlaufen der Maschine vor dem Einsetzen der Fadenspannungsregelung bereits durch das Bremssystem eine Mindestfadenspannung erzeugt und somit der Anfang einer sauberen Aufwicklung ermöglicht wird.
Mit dem Einsetzen der Regelung übernimmt dann der Transistor 38 die Aussteuerung der Stromdurchflutung der Wicklung des Magneten 26.
Dem Widerstand 34 und der photoelektrischen Zelle ist ein Kondensator 40 in Reihe mit einem regelbaren Widerstand 41 parallel geschaltet. Hierdurch erhält das Spannungspotential an der photoelektrischen Zelle eine Zeitkonstante, welche durch den regelbaren Widerstand nach den Erfordernissen verändert werden kann. Diese Schaltungsmassnahme dient zur Dämpfung und verhindert das Auftreten von Regelschwingungen.
Die Arbeitsweise der Einrichtung wurde bereits im ersten Teil dieser Beschreibung ausführlich erläutert. Der Faden 10 bildet zwischen den Fadenführungsorganen 11, 12 und 13 das Fadendreieck (vgl.
Fig. 1, 3 und 7). Am mittleren Fadenführungsorgan 12 wirkt eine Zugkraft, welcher die Kraft des Elek tromagneten 15 entgegengesetzt ist.
Analog zu der Erklärung des ersten Teils der Beschreibung sind nun durch geeignete geometrische und mechanische Abstimmung des Fadendreiecks zu dem Weg-Feldstärkeverhältnis der elektromagnetischen Einrichtung 14, 15, welche in einem mittleren Bereich der Weg-Feldstärkekurve arbeitet (vgl. Fig. 4 und 5), die beiden entgegengesetzt wirkenden Kräfte derart aufeinander abgestimmt, dass über einen erforderlichen Verstellbereich des Fadenabtastorgans 12 ein völliges Gleichgewicht der Kräfte erhalten bleibt.
Wird dieses Gleichgewicht durch Auftreten einer Fadenspannungsdifferenz gestört, so tritt eine Verstellung des Abtastorgans 12 ein. Mit dieser Verstellung erfolgt eine veränderte Beleuchtung der photoelektrischen Zelle 18. Diese bewirkt eineVeränderung der Verstärkung des Verstärkers (vgl. Fig. 10), so dass die Bremsvorrichtung 21 entsprechend betätigt wird.
Nach Ausregelung der aufgetretenen Fadenspannungsdifferenz durch veränderte Einstellung des Bremssystems 21 befindet sich die Fadenabtasteinrichtung und damit die gesamte Regeleinrichtung wieder in einem Gleichgewíchtszustand.
Massgebend für die Einhaltung einer bestimmten Grösse