CH647568A5 - Elektronischer fadenwaechter an einer stickmaschine. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Fadenwächter an einer Stickmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist bekannt, dass bei Stickmaschinen der zu verarbeitende Stickfaden im Stickrhythmus periodisch gelockert und gespannt wird. Die von den Stickfäden betätigten und nur bei gespanntem Stickfaden offenen Fadenkontakte können deshalb jeweils nur während einer sehr kurzen Zeitspanne tatsächlich geöffnet sein. Dabei dürfen die vom Stickfaden von der allen Fadenkontakten gemeinsamen Kontaktschiene abgehobenen beweglichen Kontakte bzw. Kontaktarme kein grosses Eigengewicht aufweisen, da sie sonst die für den Stickvorgang notwendige Fadenspannung nachteilig beeinflussen würden. Ein geringes Eigengewicht der beweglichen Kontakte bedeutet aber, dass diese bereits durch die Vibrationen und Schwingungen der Stickmaschine unbeabsichtigt und selbsttätig abheben können, wodurch sie dem Fadenwächter einen intakten gespannten Faden vortäuschen.

Bei einem bekannten elektronischen Fadenwächter der eingangs genannten bekannten Art (CH-PS 521 464, AT-PS 206 266) erfolgt die Abfrage durch den elektronischen Fadenwächter periodisch durch einen sehr kurzen Kontrollimpuls. Das bedeutet, dass die periodische Abfrage im Grunde zu einem genau definierten Zeitpunkt erfolgt. In diesem Zeitpunkt wird überprüft, ob alle Kontakte geöffnet und somit alle Fäden ordnungsgemäss vorhanden bzw. gespannt sind. Dabei werden notwendig auch zum definierten Zeitpunkt vorhandene vibrationsbedingte Kontaktabhebungen als intakte Fäden gewertet und zwar auch dann, wenn in Wirklichkeit der zugehörige Stickfaden gebrochen ist. Der Fadenwächter wird deshalb Fadenbruch auch dann nicht immer anzeigen, wenn dieser tatsächlich vorliegt. Hinzu kommt, dass bei den bekannten elektronischen Fadenwächtern schwierige Einstellarbeiten durchzuführen sind, weil alle Kontakte relativ zum Kontrollimpuls genau zum gleichen Zeitpunkt durch die Stickfäden abgehoben werden sollen. Dies durch entsprechende Einstellung sicherzustellen ist insbesondere bei langen Stickmaschinen mit regelbaren und relativ hohen Drehzahlen wegen des dynamischen Eigenverhaltens solcher Stickmaschinen sehr schwierig.

Bekannt ist auch ein andersartiger Fadenwächter (US-PS 3,921,877), der Stickfadenstärken an einer oder an mehreren Messstellen überprüft und ein Fehlersignal auslöst, wenn an einer oder an mehreren Messstellen gleichzeitig ein eingestellter Schwellwert (Fadendickentoleranz) überschritten wird. Eine Abstimmung auf ein bestimmtes Zeitintervall oder die durch den Stickrhythmus der Maschine vorgegebene Periode erfolgt dabei nicht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektronischen Fadenwächter der eingangs genannten Bauart so weiter auszugestalten, dass zwischen durch die Stickfäden bedingten ordnungsgemässen und den vibrationsbedingten Kontaktabhebungen unterschieden werden kann und eine Grobeinstellung des Öffnungszeitpunktes der Fadenkontakte genügt.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Zweckmässige Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Man erkennt, dass durch die Zeitschwellwert-Schaltungs-stufe ein längeres Zeitintervall für die Überprüfung des gemeinsamen Abhebens aller Fadenkontakte zur Verfügung steht. Es kommt deshalb bei dieser Überwachung des Pilotsignals nicht mehr darauf an, dass alle Fadenkontakte in einem bestimmten Zeitpunkt geöffnet sind. Es genügt vielmehr, wenn dieses Ereignis innerhalb des durch dçn Stickrhythmus der Maschine vorgegebenen Maschinenzyklus insgesamt für eine Dauer eingetreten ist, die zumindest den vorgegebenen Zeitschwellwert erreicht. Ist dies der Fall, so wird angenommen, dass alle Fäden während des momentanen Messintervalls in Ordnung sind. Dabei ist der Einfluss der Maschinenvibration praktisch unterdrückt. Überdies kommt es nicht mehr darauf an, dass die Fadenkontakte möglichst alle zum gleichen Zeitpunkt durch die Fadenspannung geöffnet werden. Trotz der Erhöhung der Betriebssicherheit werden also die notwendigen Einstellarbeiten zu einer Grobeinstellung vereinfacht.

Es ist zweckmässig, derZeitschwellwert-Schaltungsstufe eine Abfrageschaltungsstufe nachzuschalten, die am Ende des vorgegebenen Zeitintervalls das Ausgangssignal der Zeitschwellwert-Schaltungsstufe abfragt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass jeweils am Ende der Periode sogleich festgestellt wird, ob innerhalb der Periode, also des momentanen Messintervalls, die Voraussetzungen für die Abgabe eines Fadenbruchsignals vorlagen oder nicht. Zweckmässig erzeugt die Abfrageschaltungsstufe ein periodisches Abfragesignal, wenn alle Kontakte bei lockeren Fäden geschlossen sind.

Der von der Zeitschwell wert-Schaltungsstufe geforderte Zeitschwellwert für das Anliegen des die gemeinsame Öff2

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nung aller Fadenkontakte anzeigenden Pilotsignals wird zweckmässig beispielsweise mit 8 msec gewählt. Dieser Wert kombiniert eine gute Betriebssicherheit (zuverlässige Erkennung von Fadenbrüchen durch den elektronischen Fadenwächter) mit weitgehender Vibrationsunabhängigkeit und entsprechender Vereinfachung der Einstellvorgänge.

Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines erfindungsgemässen elektronischen Fadenwächters;

Fig. 2 und Fig. 3 eine Kontaktanordnung des Fadenwächters gemäss Fig. 1 mit gespanntem bzw. lockerem Faden; und

Fig. 4 ein Funktionsimpulsdiagramm des Fadenwächters gemäss Fig. 1 bei intaktem bzw. gebrochenem Faden.

Wird bei dem in Fig. 1 dargestellten elektronischen Fadenwächter der Schalter 1 mit seinen Kontakten la und lb durch eine periodische Maschinenbewegung, beispielsweise über die nicht näher gezeigte Nadelwelle betätigt, so gelangt im Steuerstromkreis 20 eine Gleichspannung von beispielsweise 180 V über den betreffenden Kontakt la und einen Widerstand R 1 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 parallel geschaltet, wobei jeder Kontakt 4 von einem gespannten Faden 5 (Fig. 2) periodisch geöffnet wird. Bei lockerem bzw. gerissenem Faden 5' (Fig. 3) hingegen bleibt der betreffende Kontakt 4 geschlossen.

Ist der Faden 5' nicht gespannt, so fliesst ein Strom über den Widerstand R 1, die Senderdiode 3a des Optokopplers 3 und den betreffenden Kontakt 4 über die Schiene 40 auf Masse. Durch den Widerstand R 1 wird dabei der Strom auf ca. 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 Ablagerungen durchschlagen kann.

Ferner erlaubt der Optokoppler 3 eine galvanische Trennung des Kontaktstromkreises bzw. Steuerstromkreises 20 vom Signalstromkreis 30, wodurch Störsignale, die durch Potentialverschiebungen an den Kontakten 4 entstehen können, vom Signalstromkreis 30 ferngehalten werden.

Während eines Messintervalls (Impulslinie 2 in Fig. 4), wobei der Schalter 1 mit seinen Kontakten la und lb 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 unterbrochen. Dabei emittiert die Senderdiode 3a des Optokopplers 3, wodurch dieser leitend wird. Damit wird die 12 V-Spannung im wesentlichen über dem Widerstand R2 stehen und am Eingang 31 des Signalstromkreises 30 erscheint ein Pilotsignal von weniger als 1 Volt, das anzeigt, dass nicht alle Kontakte geöffnet sind. Dieses Pilotsignal wird als L-Signal bezeichnet.

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 Fototransistor 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 ordnungsgemässen 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 Fototransistor 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 Schwellwertschal-tungsstufe in Form eines Zählers 11 mit einem Zählereingang Cl, 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 Cl 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 Cl-Impulse, bis am Ausgang Q ein H-Signal erscheint.

In einem astabilen Kippglied 10 werden Takt- oder Zeitsignale in Form von Impulsen 10' mit konstanter Periodendauer erzeugt (Impulsreihe 10; in Fig. 4). Diese Impulse 10' gelangen je an einen Eingang der UND-Schaltungen 8 und 9 eines Umschalters in Form einer Logikschaltung 17. Je nach dem Zustand des Pilotsignales 6 wird nun entschieden, ob die Impulse 10' über dasTor9 als Cl-Signale 13 oder über das Tor 8 als R-Signale 12 zum Zähler 11 gelangen. Wenn ein Pilotsignal 6 in Form eines L-Signales anliegt, was bedeutet, dass mindestens noch ein Kontakt 4 geschlossen ist, so sperrt das Tor 9. Über eine Inverterstufe 7 wird dabei das Tor 8 aktiviert, so dass die Impulse 10' über das Tor 8 an den R-Ein-gang 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 Cl-Impulse 13 auf den Zähler 11. Je nach Dauer der von der Länge des H-Signales abhängigen Öffnungszeit von Tor 9 und der Periodendauer des Kippgliedes 10 gelangt eine bestimmte Anzahl von Cl-Impulsen 13 in den Zähler 11. Ist diese Anzahl grösser oder gleich 8, so wird der Ausgang Q auf ein H-Signal wechseln, was bedeutet, dass alle Fäden 5 (Fig. 2) intakt sind.

Mit einer dem Zähler 11 nachgeschalteten Abfrageschaltungsstufe 15 wird am Ende eines Messintervalles 2 (Fig. 4), d. h. beim Öffnen des Schalters 1 bzw. dessen Kontaktes lb durch ein 12-V-Abfragesignal abgefragt, ob am Ausgang Q des Zählers 11 während dieses Messintervalles mindestens einmal ein H-Signal angelegen hat. Ist dies der Fall, so bleibt der Ausgang 16 (Impulslinie 16 in Fig. 4) der Abfrageschaltungsstufe 15 auf einem L-Signal. War der Q-Ausgang 14 des Zählers 11 während diesem Messintervall nie auf einem H-Signal, so wird am Ausgang 16 der Abfrageschaltungsstufe 15 beim Öffnen des Schalters 1 ein positiver Fehlerimpuls erzeugt. Mit diesem Fehlersignal 16 können 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).

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Wurde im Kippglied 10 beispielsweise eine Periodendauer von 1 ms gewählt und zählt der Zähler 11 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-Überwachungsvorrichtung 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 Zeitschwellenwert und können deshalb am Ausgang Q des Zählers 11 kein Ausgangssignal 14 bewirken.

Natürlich sind im Rahmen der vorbeschriebenen Erfindung eine ganze Reihe von Modifikationen möglich. So kann die Trennung zwischen dem Steuerstromkreis 20 und dem Signalstromkreis 30 auch auf kapazitive oder induktive Weise erfolgen. Weiter sind auch andere Schwellwertschal-5 tungsstufen denkbar.

Wesentlich ist, dass das Ausgangssignal der Schwellwert-schaltungsstufe über einen Abtastimpuls in einer Abfrageschaltungsstufe abgefragt wird, wobei nunmehr die Einstellung des Abtastimpulses völlig unkritisch ist. Der Abtastim-io puls 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 15 gegenüber den Anordnungen des Standes der Technik.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

647568 PATENTANSPRÜCHE

1. Elektronischer Fadenwächter an einer Stickmaschine mit einem im Stickrhythmus der Maschine von dieser periodisch betätigten und einen Steuerstromkreis für ein vorgegebenes Zeitintervall öffnenden bzw. schliessenden Schalter, weiter mit untereinander parallel in den Steuerstromkreis geschalteten, durch die Spannung des Stickfadens betätigten Fadenkontakten, und schliesslich mit einem Fadenbruch-Signalstromkreis, der vom Steuerstromkreis mittels eines Pilotsignals angesteuert wird, das die gemeinsame Öffnung aller Fadenkontakte anzeigt, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalstromkreis (30) eine das Vorliegen des Pilotsignals (6) während des vorgegebenen Zeitintervalls überprüfende Zeitschwellwert-Schaltungsstufe (11) aufweist, die die Abgabe eines Fadenbruchsignals (16) unterbindet, wenn während des vorgegebenen Zeitintervalls das Pilotsignal (6) am Eingang des Signalstromkreises (30) mindestens für die Dauer eines durch die Zeitschwellwert-Schaltungsstufe (11) vorgegebenen Zeitschwellwertes anliegt, sowie ferner, dass der Zeitschwellwert-Schaltungsstufe (11) eine Abfragungs-stufe (15) nachgeschaltet ist, die das Ausgangssignal der Zeitschwellwert-Schaltungsstufe am Ende des vorgegebenen Zeitintervalls abfragt.

2. Fadenwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitschwellwert-Schaltungsstufe (11) ein Zähler mit einem Zähleingang (Cl) und einem Rücksitzeingang (R) ist, welche Eingänge über einen Umschalter (17) mit einem Taktgeber (10) verbunden sind.

3. Fadenwächter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschalter (17) eine Logikschaltung mit einer ersten Torschaltung (8) und einer zweiten Torschaltung (9) ist, die je mit dem Taktgeber (10) verbunden und wechselweise vom Pilotsignal (6) durchschaltbar bzw. sperrbar sind.

4. Fadenwächter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine galvanische Trennung durch einen Optokoppler (3) erfolgt, dessen Senderdiode (3a) im Steuerstromkreis (20) und dessen Phototransistor (3b) als Eingangsumschalter im Signalstromkreis (30) liegt.

5. Fadenwächter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Kontakt (lb) des im Stickrhythmus periodisch betätigten Schalters (1) zum Erzeugen des Abfragesignals schliesst, wenn alle Fadenkontakte (4) bei lockeren Fäden geschlossen sind.