Schussfadenwächter an einem Webstuhl Bei Webstühlen ist es erforderlich, beim Bruch des Schussfadens den Webstuhl sofort abzustellen, damit keine weiteren Eintragungen ohne Schussfaden vorge nommen werden können und sich auch nicht der Rest des Schussfadens bei einem folgenden Eintrag wieder festklemmen kann. In beiden Fällen entstehen Fehler im gewobenen Gut. Nur bei sofortigem Erkennen des Schussfadenbruches und Stillsetzen des Webstuhles kön nen solche Fehler vermieden werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind mechanische Schuss- fadenwächter bekannt, welche während des Eintrags den Schussfaden auf seine mechanische Spannung prüfen. Wegen der grossen erforderlichen mechanischen Ge schwindigkeiten dieser Abtasteinrichtung und wegen der Schwierigkeit der Einstellung auf die verschiedenen Fadenspannungen, vor allem, wenn im selben Gewebe dicke und dünne Fäden eingetragen werden, bereiten diese mechanischen Schussfadenwächter im Betrieb grosse Schwierigkeiten. Dasselbe gilt auch für bekannt gewor dene Versuche, den Schussfaden elektrooptisch abzu tasten.
Bekannt ist auch ein Schussfadenwächter an einem Webstuhl, mit einem in einem Schützen untergebrachten Signalgeber, der unter dem Einfluss des Schussfadens verschiedene Signale abgibt, je nachdem ob der Faden normal abläuft oder gerissen ist, und mit einem an einer Weblade angebrachten Signalumformer, der eine Spule aufweist, die im Zeitintervall der Vorbeibewegung des Schützens induktiv mit dem Signalgeber gekoppelt ist, und bei Erhalt eines Fehlersignals einen Steuerimpuls erzeugt,
der den Webstuhl stillsetzt. Bei dem bekannten Fadenwächter dieser Art läuft der Schussfaden über eine Rolle, die er im Umdrehung versetzt, und in der ein Magnet enthalten ist. Solange die -Rolle sich dreht, wird während des genannten Zeitintervalles in der Um formerspule ein anderes Signal induziert als bei wegen Fadenbruch stillstehender Rolle. Dieser Fadenwächter hat den Nachteil, dass der Faden eine erhebliche Arbeit leisten muss, um die Rolle in Umdrehung zu versetzen, und dass zudem diese Rolle nach einem Fadenbruch nick sofort zum Stillstand kommt, so dass noch Bremsen vorgesehen werden müssen.
Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, dass der Signalumformer einen Hochfrequenz generator aufweist, der über einen Demodulator eine Ausgangsspannung erzeugt, und dass seine Spule im ge nannten Zeitintervall mit einer Spule des Signalgebers induktiv gekoppelt ist, die in einem Stromkreis liegt, des sen Impedanz davon abhängt, ob ein mechanisches Schwingungssystem, das durch den normal ablaufenden Schussfadens in Schwingungen versetzt wird, schwingt oder nicht, so dass die durch einen Fadenbruch hervor gerufene Änderung der Impedanz durch Rückwirkung auf die Spule des Umformers in der Ausgangsspannung des Demodulators das Auftreten des den Webstuhl still setzenden Steuerimpulses bewirkt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Er findungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es ist: Fig. 1 eine Ansicht eines in einem Schützen unter gebrachten Signalgebers, der bei Bruch des Schuss- fadens ein elektrisches Signal erzeugt; Fig. 2 das elektrische Schaltungsschema des Signal gebers nach Fig. 1; und Fig. 3 das elektrische Schaltungsschema eines Signal umformers, der auf der Weblade montiert ist, und aus einem bei Fadenbruch vom Geber erhaltenen Fehler signal 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, piezo- elektrischer Kristall 2 mittels zweier Halter 3 und 4 mon tiert ist. Auf der Grundplatte 1 ist auch ein vertikaler Schenkel eines federnden Bügels 5 befestigt, der einen horizontalen Schenkel aufweist, welcher über ein Kop pelglied 6 mit dem Kristall 2 verbunden ist und auf wel chem der Schussfaden 7 liegt.
Der Signalgeber ist in dem Schützen (Weberschiffchen) angeordnet, in dem sich die Vorratspule des Schussfadens befindet und der zum Ein tragen des Schussfadens zwischen den Kettfäden längs der Weblade hin und her geworfen wird. Der von der Spule abgezogene 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. Der Bügel 5, das Kopplungselement 6 und der Kristall 2 bilden dabei ein mechanisches Schwingungssystem von geringer Dämpfung, das in seiner Resonanzfrequenz schwingt.
Das Schwingen des Bügels 5 ist ein Zeichen dafür, dass der Schussfaden 7 richtig von der Vorratsspule ab gezogen wird. Im Falle eines Fadenbruches steht der Bügel 5 still, was - wie nachfolgend gezeigt wird - zur Erzeugung eines Steuerimpulses führt, der den Webstuhl stillsetzt. Um zu verhindern, dass der Bügel 5 auch durch andere Kräfte 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 1 im Schützen nicht starr sondern nach giebig montiert.
Auf oder in der Grundplatte 1 sind in Fig. 1 weg gelassene, elektrische Schaltungselemente montiert, näm lich eine Kapazitätsdiode 8, ein Widerstand 9, ein Kon densator 10 und eine Spule 11, deren Schaltung in Fig. 2 gezeigt ist. Die Kapazitätsdiode 8 und die Spule 11 bil den einen Schwingkreis, dessen Resonanzfrequenz nur unwesentlich von dem zur Kapazitätsdiode 8 parallelge schalteten, hohen Widerstand 9 und dem mit der Spule 11 in Serie geschalteten, eine grosse Kapazität aufweisen den Sperrkondensator 10 abhängt, der lediglich den Piezo- kristall 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-Schwing- kreises 8, 11, die in der Grössenordnung von einigen MHz ist, durch die Schwingungen des mechanischen Schwingungssystems 5, 6, 2 moduliert, dessen Resonanz frequenz w in der Grössenordnung von etwa 1-2 KHz ist.
Das Fehlersignal, das der Signalgeber 1-11 bei Faden bruch abgibt, besteht darin, dass die Resonanzfrequenz v nicht mehr moduliert wird, sondern einen Grundwert v1 annimmt, der dem Kapazitätswert der Kapazitätsdiode 8 beim Fehlen einer Spannung entspricht, wobei die bei Fadenbruch noch vorhandene Ladung an der Kapazi tätsdiode 8 sich über den hierzu vorgesehenen Wider stand 9 entlädt.
Der an der Weblade angebrachte, insbesondere in derselben versenkt montierte Signalumformer umfasst gemäss Fig. 3 einen Hochfrequenzgenerator 12, der über einen hochohmigen Widerstand 13 einen LC-Parallel- schwingkreis 14 zu Schwingungen anregt, auf dessen Resonanzfrequenz v" er abgestimmt ist. An den Schwing kreis 14, dessen Spule mit 20 bezeichnet ist, ist ein De- modulator 15 angeschlossen, so dass an den Ausgangs klemmen des Signalumformers 12-15 eine Ausgangs gleichspannung U auftritt.
In der Fig. 4a ist der Verlauf der Spannung U in Funktion der Zeit t dargestellt unter der Annahme, dass die Resonanzfrequenz vo des Schwingkreises 14 im Be reiche der modulierten Resonanzfrequenz v des Schwing kreises 8, 11 liegt, aber von dessen Grundwert v, ab weicht. Solange der Schütze, bzw. der Geber 1-11, sich nicht in der Nähe des Signalumformers 12-15 befindet, tritt an dessen Ausgangsklemmen ein fester Spannungs- wert U" auf.
Während der Schütze, bzw. der Geber am Umformer vorbeifliegt, werden die Schwingkreise 8, 11 und 14 für ein kurzes Zeitintervall /\ t von z.B. etwa 5 ms über ihre Spulen 18 und 20 miteinander gekoppelt. Befindet sich in diesem Intervall /\ t der- Piezokristall 2 nicht in Schwingung, d.h. ist der Schussfaden 7 abgeris sen, so ist der Schwingkreis 8, 11 auf die Resonanzfre- quenz v, abgestimmt, die von der Resonanzfrequenz vo 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 Spannungs abfalles im hochohmigen Widerstand 13. Die Ausgangs spannung fällt somit auf einen Wert U, 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 5 streicht und der Piezokristall 2 somit mit der Resonanz frequenz c) von etwa 1-2 KHz schwingt, so nimmt die Resonanzfrequenz v des Schwingkreises 8, 11 jeweils einmal während jeder Kristallschwingung den Wert v" an, indem der Frequenzhub bei der Modulation des Schwingkreises 8, 11 so gross sein muss, dass die Re sonanzfrequenz v" bei jeder Schwingung des Kristalls 2 durchfahren wird. Dies hat zur Folge, dass der Wider stand des in bezug auf die in der Spule 11 induzierte Spannung einen Serieschwingkreis darstellenden Schwing kreises 8, 11 sehr klein wird.
Infolgedessen fällt dann die Ausgangsspannung U innerhalb des Zeitintervalles A t mehrmals auf einen Wert U#, der wesentlich niedriger ist, als der Wert U, Bei normaler Arbeit wird also beim Vorbeifliegen des Gebers am Umformer ein Ausgangs impuls 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 Impuls- dauerdiskriminators kann man feststellen, von welcher Art der Ausgangsimpuls ist, und den Ausgangsimpuls 16 als Steuerimpuls benützen, um den Webstuhl still zusetzen.
In der Fig. 4b ist der Verlauf der Spannung U dar gestellt unter der Annahme dass v" = v, ist. Beim Fehlen von Piezokristallschwingungen ist der Schwingkreis 8, 11 somit auf die Frequenz v" des Schwingkreises 14 abge stimmt, so dass im Intervall #, t die Ausgangsspannung auf den kleinen Wert U@ fällt und somit ein Ausgangs impuls 18 von grosser, negativer Amplitude erzeugt wird.
Bei normalen Abzug des Fadens 7 wird der Schwing kreis 8, 11 während jeder Schwingung des Piezokristalls 2 zweimal in bezug auf die Frequenz v" verstimmt, indem seine Resonanzfrequenz v einmal grösser und einmal kleiner als v" wird. Infolgedessen erscheint während des Intervalls 0 t am Ausgang des Umformers ein Impuls 19 welcher sich zusammensetzt aus einem negativen Grund impuls, 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 U. gezeichnet, unter der Annahme, dass der Schwingkreis 8, 11 soweit gegen die Frequenz vo verstimmt wird, dass sein Wider stand bei dieser Frequenz sehr hoch wird. Praktisch dürften die Spitzen jedoch meistens etwas niedriger lie gen. Auch im Fall von Fig. 4b wird der negative Aus gangsimpuls ohne Spitzenimpulse, deren Dauer einem Bruchteil des Intervalles LI#, t entspricht, als Steuerimpuls zum Abstellen des Webstuhles benützt.
Bevorzugt wird die Ausführungsform, bei welcher vi + vo ist, weil dadurch eine genaue Abstimmung über flüssig wird. Selbstverständlich können auch Mischfor men der Impulse 17 und 19 auftreten, wenn v, und v" nicht weit voneinander entfernt sind. Durch den Impuls dauerdiskriminator werden diese Impulse aber immer klar von den Impulsen 16 bzw. 18 unterschieden.
Bei einer nicht dargestellten, prinzipiell sehr ein fachen Ausführungsform des Fadenwächters fehlen im Fehlersignalgeber der Piezokristall 2 und die Schaltungs elemente 8-10. 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 kurzgeschlos sen.
Die Spule 11 ist wiederum in jedem Zeitintervall A t induktiv mit der Spule des Schwingkreises 14 des unver änderten Signalumformers 12-15 gekoppelt. Bei Faden bruch ist die Spule 11 über den Dämpfungswiderstand geschlossen und es entsteht im Zeitintervall A t ein dem Impuls 16 ähnlicher Steuerimpuls. Bei normaler Arbeit wird der Spule 11 während des Intervalles A t mehrmals kurzgeschlossen, so dass ein dem Impuls 17 entsprechen der Ausgangsimpuls entsteht, der kein Abschalten des Webstuhles bewirkt.
Bei einer anderen, ebenfalls nicht dargestellten Aus führungsform ist anstelle des Piezokristalles 2 eine elek trodynamische Vorrichtung vorhanden, während der Signalgeber und der Signalumformer im übrigen ge genüber den Fig. 1-3 unverändert sind.