DE1763853B2

DE1763853B2 - Elektrischer antrieb

Info

Publication number: DE1763853B2
Application number: DE19681763853
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz 6101 Zeilhard Daab Heinz 6100 Darmstadt Meier
Original assignee: Quick Rotan Becker & Notz KG, 6100 Darmstadt
Priority date: 1968-08-23
Filing date: 1968-08-23
Publication date: 1977-10-20
Also published as: FR2016234A1; GB1274954A; US3532953A; DE1763853A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb zum Antreiben einer Arbeitsmaschinenweile mit vorgegebener Drehzahl und zum Anhalten der Arbeitsmaschinenwelle in vorbestimmter Winkelstellung, mit einem eine elektromagnetisch schaltbare Kupplungs-Brems-Einrichtung aufweisenden Kupplungsmotor, einem die Abschaltstellung vorgebenden Synchronisator, einem Drehzahlmeßglied zum Erfassen der Ist-Drehzahl, einem auf die Kupplungs-Brems-Einrichtung einwirkenden elektronischen Drehzahlregler zur lastunabhhängigen Aufrechterhaltung einer einstellbaren Soll-Drehzahl und einer Anordnung zum Einleiten der Endabbremsung, nachdem im Zuge eines Anhaltevorgangs, ausgehend von der jeweiligen Arbeitsdrehzahl, eine vorbestimmte, relativ niedrige Abschaltdrehzahl erreicht ist.

Bei einem bekannten Antrieb dieser Art (US-PS 31 57 261) wird zum Anhalten über einen Nockenschalter zunächst die Kupplungserregung vermindert. Nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitverzögerung, die so bemessen ist, daß sich die Maschine auf der Abschaltdrehzahl stabilisiert, wird über einen weiteren Nockenschalter ein Relais über einen Stromkreis erregt, in dem der Synchronisator liegt. Das Relais arbeitet mit Anzugsverzögerung. Infolgedessen zieht es erst an, wenn die Drehzahl der Arbeitsmaschinenwelle auf einen Wert abgefallen ist, der einer endlichen Schließdauer des Synchronisators entspricht. Nach Anziehen des Relais wird die Bremswicklung an Spannung gelegt, wenn der Synchronisator den Anhaltebefehl gibt, indem eine Kontaktbürste mit einem leitenden Sektor des Rotors des Synchronisators in Kontakt kommt. Der Erregerstromkreis der Kupplungswicklung wird aufgetrennt. Die mit einer solchen Ausbildung erzielbare Steuergüte, definiert als Kehrwert des Produkts aus Anhaltedauer und Anhaltefehler, läßt jedoch zu wünschen übrig. Der Antrieb muß über einen größeren Drehwinkelbereich mit Abschaltdrehzahl laufen, um das Relais anziehen zu lassen und den

«nisator wirksam zu machen. Der Anhaltesektor

^5ync chronisators muß eine relativ große Winkelbrei-

•ehmen, da während des Vorbeilaufs dieses

^le w"rs an der zugehörigen Bürste die Abbremsung von

j Abschaltdrehzahl auf Stillstand durchgeführt sein

η Wird der Sektor unbeabsichtigt überlaufen, wird

Γ Bremse ausgeschaltet, wodurch der Nachlauf

cätzlich verlängert wird.

⁰¹S St ferner bekannt (DT-AS 1177 732), die

u itsmaschi^enwelle zum Anhalten in vorbestimmter

Slune zunächst von hoher Drehzahl bis zum Stillstand

I nterzubremsen, dann erneut zu beschleunigen und

t niedriger Drehzahl ungeregelt anzutreiben, bis der

c hronisator anspricht und eine Relaiskette anwirft,

HVdie Endabschaltung bewirkt Die Stillsetzung in der

wünschten Abschaltung nimmt dabei zwangsläufig

& -ange Zeitspanne ein. Auch die Anhaltegenauigkeit

[aßt'zu wünschen übrig. Die erzielbare Steuergüte ist

Häher ausgesprochen schlecht.

Günstiger ist eine andere bekannte Anordnung mT AS 11 59 ⁷⁴⁵)· b^e' ^wel^{cncr nacn} Abbremsen von Jr Arbeite- auf die Abschaltdrehzahl die Endabschaline durch das vom Synchronisator bewirkte Abwerfen •nes zuvor über einen Selbsthaltekontakt gehaltenen Relais erfolgt. Vor allem die Abfallzeit des Relais setzt aber auch bei diesem Prinzip der Steuergüte eine nicht zu überwindende Grenze.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb zu schaffen, der es erlaubt, die ArbeitsmaEdii- «•nwelle rascher und genauer in die Sollhaltestellung zu bringen und der zugleich besonders hohe Verläßlichkeit und geringe Störanfälligkeit hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß zwischen dem Synchronisator und dem Drehzahlregler ein mittels kurzzeitiger Synchronisatorsignale „mschaltbares, erstes bistabiles elektronisches Schaltalied liegt das in seinem ersten stabilen Betriebszustand den Reglereingang für Signale aus dem Drehzahlmeß- «rlied freigibt, in seinem zweiten stabilen Betriebszustand den Regler auf Stillstand schaltet und seinerseits bei Erreichen der Abschaltdrehzahl für das Umschalten aus dem ersten in den zweiten stabilen Betriebszustand

^freS Hilfe eines derart geschalteten bistabilen elektronischen Schaltgliedes werden die beim Einsatz von Relais unvermeidbaren Verzögerungen vermieden. Die an sich bekannten bistabilen elektronischen Schaltglieder sprechen praktisch verzögerungsfrei auf Signale an, deren Dauer äußerst kurz gehalten werden kann Im Gegensatz zu den bekannten SchaUungsanordnungen wird es infolgedessen möglich, die Endabbremsung auf Stillstand mittels eines sehr schmalen z. B. nur Bruchteilen eines Winkeigrades der Umdrehung der Arbeitsmaschinenwelle entsprechenden Steuerimpulses

auszulösen. Stellt man in einem solchen Falle einfach die Phasenbeziehung zwischen dem Steuerimpuls und der Soll-Haltestellung so ein, daß sie mit der Bremsstrecke übereinstimmt, die erforderlich ist um,die' Arbeittm.-schinenwelle von der geregelten Abschaltdrehz.hl .aus zum Stillstand zu bringen, w,rd der Anhalte ehler selbst bei verhältnismäßig hohen Abschaltdrehzahlen mmimal.

Die störempfindlichen und wartungsbedürftigen Schall· kontakte der bei den bekannten Antriebsanordnungen verwendeten Relais sind vermieden.

Zur Ermittlung der Abschaltdrehzahl und zur Freigabe des ersten bistabilen elektronischen SchaltgUedes ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein Ses bistabiles elektronisches Schaltglied vorgesehen, das umgeschaltet wird, wenn der Regler beim Abbremsen aus höherer als der Abschaltdrehzahl erstmals wieder die Kupplung wirksam macht. Dadurch läßt sich die Abschaltdrehzahl mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit erfassen, was im Hinblick auf die erstrebte Steuergüte wichtig ist.

Vorteilhafterweise wird auch der Synchronisator kontaktlos gehalten, d. h. zum Beispiel eine Fotozellenanordnung verwendet, die mit einer auf der Arbeitsmaiü schinenwelle sitzenden Blende zusammenarbeitet. Besonders störunanfällig und robust ist ein Synchronisator, der einen Hallgenerator und mindestens einen relativ dazu in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Arbeitsmaschinenwelle bewegbaren Dauermagneten aufweist.

Vorzugsweise ist der Synchronisator mittels eines dritten bistabilen elektronischen Schaltgliedes wahlweise auf eine von zwei verschiedenen Abschaltstellungen umschaltbar. Bei einem Nähantrieb wird es dadurch z. B. möglich, die Nadel je nach Wunsch in der untersten oder der obersten Stellung anzuhalten.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen den Synchronisator und das erste bistabile elektronische Schaltglied eine Differentiationsstufe ,₅ geschaltet, die nur die Vorderflanke des Synchronisatorimpulses am ersten Schaltglied wirksam werden laßt. Der Umschaltbefehl für das erste bistabile elektronische Schaltglied wird dadurch stets zu einem genau vorbestimmten Zeitpunkt gegeben. .

,0 Zweckmäßig ist ein Zeitglied vorhanden, das bewirkt, daß beim Abbremsen auf Stillstand die Bremse nach einer vorbestimmten Zeitspanne selbsttätig kontaktlos friegegeben wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine von _3S dem zweiten bistabilen elektronischen Schahglied

gesteuerte Zeitstufe vorgesehen, die das W.rksamwer. den des Synchronisalorsignals am Eingang des ersten bistabilen elektronischen Schaltgliedes für eine: vorbestimmte, sich an das Umschalten des zweiten Schaltgl e_

des anschließende Zeitspanne verhindert. Dadurch w rd

sichergestellt, daß die Abschaltdrehzahl fur eme vorgegebene kleine Zeitspanne aufrechterhalten st bevor der Abschaltbefehl wirksam wird Ein gewisses Einschwingen des Reglers kann infolgedessen die

« Genauigkeit der Endabschaltung nicht beeinträchtigen.

⁴⁵ VoSsweise ist ferner ein Einschaltverzögerungsglied vorhanden, das beim Einschalten der Netzspannung das oder die bistabilen elektronischen Schal glieder zunächst für die vorgegebene Zeitspanne: in^ einem

₅o der beiden stabilen Betriebszustande festhalt D^₅ stellst sicher daß der Antrieb beim Einschalten der NetzSpannung keine willkürlichen Bewegungen aus-

Em Übergang von einer Abschaltstellung in eine ₅₅ JeSe Abstellung kann einfach bewerksteHg ⁵⁵ werden, wenn die bistabilen elektronischen SchaUghe der derart miteinander verknüpft sind daß_ bei Umschaltung des dritten Sch.ltgl.edes die JrbeUsma-

ää£.s

₆₅ einen in die andere Abschaltstellung eine feste Drehzahl ^Erfindung ist nachstehend in Verbindung mit den ZeSnunge^dn an Hand eines Ausführungsbeisp.e.s fur

einen Nähmaschinenantrieb näher erläutert, doch versteht es sich, daß der Antrieb auch für zahlreiche andere Anwendungen, z. B. bei Werkzeugmaschinen, Feder- und Bürstenwickelmaschinen, Kondensatorwikkelmaschinen und Spulenwickelmaschinen, geeignet ist. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Antriebes und

F i g. 2 bis 5 derart aneinandergesetzt, daß F i g. 2 das linke obere Viertel, Fig.3 das rechte obere Viertel, F i g. 4 das linke untere Viertel und F i g. 5 das rechte untere Viertel bilden, ein ausführlicheres Schaltbild des Antriebes nach F i g. 1.

Bei dem Blockschaltbild nach F i g. 1 ist die Bremswicklung des Kupplungsmotors mit 1 bezeichnet, während die Kupplungswicklung das Bezugszeichen 2 trägt. Brems- und Kupplungswicklung 1, 2 können von Ausgängen 3 bzw. 4 eines Reglers 5 aus über Vorwiderstände 6, 7 an Spannung gelegt werden. Dem Eingang 8 des Reglers 5 werden Eingangssignale über wechselweise aufsteuerbare elektronische Schalter 9 bzw. 10 zugeführt. Die elektronischen Schalter 9, 10 weisen jeweils zwei Eingänge ε und K auf. Sie sind so ausgelegt, daß Signale vom Eingang e zum Ausgang A durchgelassen werden, wenn der Eingang K auf ein vorbestimmtes Potential, z. B. Massepotential, gelegt wird. Die Schalter 9, 10 werden dagegen für den Durchlauf von Signalen vom Eingang e zum Ausgang A gesperrt, wenn an den Eingang K ein zweites vorbestimmtes Potential, z.B. das Potential +12V, angelegt wird.

Der Eingang e des elektronischen Schalters 9 ist über ein als Spannungsabschwächer dienendes Solldrehzahl-Stellglied 11 mit einem feststehenden Drehzahlmeßglied 12 verbunden, während der Eingang e des elektronischen Schalters 10 unmittelbar an ein zweites feststehendes Drehzahlmeßglied 13 angeschlossen ist. Die Drehzahlmeßglieder 12, 13 wirken mit einem drehbaren Bauteil 14 zusammen, der mit der Abtriebswelle des Kupplungsmotors auf Drehung verbunden ist und zweckmäßigerweise unmittelbar auf der Kupplungsmotor-Abtriebswelle sitzt. Das Bauteil 14 kann eine Dauermagnetscheibe sein, deren Mantelfläche eine abwechselnde Folge von magnetischen Nord- und Südpolen bildet. Die Drehzahlmeßglieder 12,13 sind in diesem Falle auf Magnetkerne gewickelte Spulen, in denen eine Spannung induziert wird, deren Amplitude und Frequenz abhängig von, und zwar im wesentlichen proportional zu, der Drehzahl der Abtriebswelle des Kupplungsmotors sind. Es versteht sich, daß jedem der Drehzahlmeßglieder 12, 13 auch ein eigenes drehbares Bauteil 14 zugeordnet werden kann. Zum Beispiel kann es sich dabei um Dauermagnetscheiben mit unterschiedlicher Polzahl handeln.

Normalerweise ist der elektronische Schalter 9 geöffnet und der elektronische Schalter 10 gesperrt, so daß der Regler 5 in Abhängigkeit von dem mittels des Solldrehzahl-Stellgliedes 11 modifizierten Ausgangssignal des Drehzahlmeßgliedes 12 gesteuert wird. Das Ausgangssignal des Solldrehzahl-Stellgliedes 11 wird dabei innerhalb des Reglers 5 mit zwei vorangestellten Bezugsspannungen verglichen. Ist das Signal größer als die eine, höhere Bezugsspannung, legt der Regler 5 die Bremswicklung an Spannung. Ist das Ausgangssignal des Solldrehzahl-Stellgliedes 11 dagegen kleiner als die andere, niedrigere Bezugsspannung, wird die Kupplungswicklung 2 erregt. Auf diese Weise kann durch wechselweise Betätigung von Bremswicklung und Kupplungswicklung eine mittels des Solldrehzahl-Stellgliedes U vorgegebene Drehzahl lastunabhängig aufrechterhalten werden.
Als Solldrehzahl-Stellglied ist vorzugsweise ein

Übertrager vorgesehen, bei dem der Kopplungsgrad von Primärspule und Sekundärspule einstellbar ist Ein solches Solldrehzahl-Stellglied ist im einzelnen in der Patentanmeldung P 17 63 645.2 beschrieben. Die Primärspule wird in diesem Falle mit dem Drehzahlmeßglied 12 verbunden, während die Sekundärspule an den Eingang e des elektronischen Schalters 9 angeschlossen ist.

Der Regler 5 ist vorzugsweise im wesentlichen in der in der Patentanmeldung P 17 63 693.0 beschriebenen Weise aufgebaut

Die Positionierschaltung, die die Aufgabe hat den Regler 5 derart zu beeinflussen, daß eine von dem Kupplungsmotor angetriebene Arbeitsmaschinenwelle, z. B. die Armwelle einer Nähmaschine, in einer von zwei beliebig vorgebbaren Winkelstellungen (Positionen) zum Stehen kommt, umfaßt im wesentlichen einen Synchronisator 18, einen Verstärker 19 und drei bistabile Kippschaltungen (Flip-Flops) FFl, FF2 und FF3. Jedes der Flip-Flops weist vier Eingänge Tl, Tl', 72, T2' und zwei Ausgänge A 1, A 2 auf, wobei beim Flip-Flop FFl nur der Ausgang A 1 ausgenutzt ist Die Flip-Flops sind so aufgebaut, daß sie durch ein Eingangssignal, beispielsweise ein negatives Potential, an einem der Eingänge Tl oder Tt' eingestellt und durch ein entsprechendes Eingangssignal an einem der Eingänge T2 oder T2' zurückgestellt werden können. Der Ausgang A 1 eines eingestellten Flip-Flops liegt auf einem ersten Potential, beispielsweise Massepotential, der Ausgang A 2 auf einem zweiten Potential, beispielsweise einem negativen Potential. Wird das Flip-Flop zurückgestellt, erscheint das erste Potential am Ausgan? A 2 und das zweite Potential am Ausgang A 1.

Der Synchronisator 18 besitzt ein mit der Arbeitsmaschinenwelle mitrotierendes Bauteil 20 und ein ortsfestes Bauteil 21. Das ortsfeste Bauteil 21 liefert einen Impuls, wenn das rotierende Bauteil 20 eine von zwei vorbestimmten Winkelstellungen mit Bezug auf das ortsfeste Bauteil 21 einnimmt Diese beiden Stellungen sind im folgenden mit Positionsstellung »unten« und Positionsstellung »oben« bezeichnet. Sie entsprechen beispielsweise der tiefsten bzw. der höchsten Stellung einer Nähmaschinennadel. Welche der beiden Positionsstellunggen zur Steuerung herangezogen wird, bestimmt das mit dem Bauteil 21 über Leitungen 22, 23 verbundene Flip-Flop FF3. Der Synchronisator 18 ist vorzugsweise in der in der Patentanmeldung P 17 63 657.6 im einzelnen erläuterten Weise aufgebaut. Dabei ist das ortsfeste Bauteil 21 ein Hallgenerator, der beim Vorbeilauf von zwei entgegengesetzt gepolten Dauermagneten 24, 25 des rotierenden Bauteils 20 jeweils einen Impuls abgibt. Welcher dieser Impulse zur Positionierung herangezogen wird, kann durch die Polung des Hallgenerators 21 bestimmt werden.

Der Verstärker 19 weist zwei Eingänge e 1 und e 2 sowie zwei Ausgänge A 1 und A 2 auf. Der Eingang e 1 ist an den Ausgang des Hallgenerators 21 angeschlossen, während der Eingang el über eine Leitung 26 mit dem Ausgang A 1 des Flip-Flops FF2 verbunden ist

(>s Der Verstarker 19 hat am Ausgang A 1 für Signale, die an den Eingang e 1 angelegt werden, ein Proportional-Differential-Verhalten, während der Ausgang A 2 ein Proportionalverhalten aufweist

Um den Antrieb in Gang zu setzen, wird ein Schalter 51 geschlossen. Dadurch werden über Leitungen 27,28 die Flip-Flops FFl und FF2anden Eingängen TV bzw. Tl eingestellt. Über einen Inverter-Verstärker 30, der mit dem Ausgang A 1 des Flip-Flops FFl über eine Leitung 31 sowie mit einem Eingang 8 des Reglers 5 über Leitungen 32,33 verbunden ist, wird der Regler 5 freigegeben. Der Schalter S1 stellt über die Leitung 27 und eine Leitung 34 zugleich das Flip-Flop FF3 am Eingang Ti ein. Das eingestellte Flip-Flop FF3 stellt _!0 den mit seinen Ausgängen A 1 und A 2 verbundenen Hallgenerator 23 auf die Positionsstellung »unten«. Über einen mit dem Ausgang A 1 des Flip-Flops FF3 verbundenen Inverter-Verstärker 35 und Leitungen 36, 37 wird der elektronische Schalter 9 aufgesteuert. Das ,₅ am Ausgang A 2 des eingestellten Flip-Flops FF3 auftretende negative Signal sperrt über einen weiteren Inverter-Verstärker 38 und eine Leitung 39 den elektronischen Schalter 10. Der Motor läuft an. Die Drehzahl der Abtriebswelle wird mittels des Stellgliedes 11 vorgegeben und vom Regler 5 aufrechterhalten.

Der Schalter Sl und das Solldrehzahl-Stellglied Π werden vorzugsweise gemeinsam, z. B. mittels eines Fußpedals, betätigt, und zwar derart, daß der Schalter S1 beim Abtreten des Fußpedals geschlossen wird und geschlossen bleibt, wenn das Fußpedal weiter durchgetreten wird, um das Stellglied 11 im Sinne einer Drehzahlerhöhung zu verstellen. Der Schalter 51 öffnet, wenn das Fußpedal losgelassen und das Stellglied 11 dadurch auf eine niedrigste Solldrehzahl, die sogenannte Abschaltdrehzahl, eingestellt wird, aus der heraus das Anhalten in vorbestimmter Stellung erfolgt.

Wird das Fußpedal losgelassen, liegt am Eingang 8 des Reglers 5 zunächst noch eine hohe Spannung an. Mittels des Reglers wird die Bremswicklung 1 ein- und die Kupplungswicklung 2 ausgeschaltet. Die Kupplungsmotor-Abtriebswelle und damit auch die Arbeitsmaschinenwelle werden rasch auf die Abschaltdrehzahl abgebremst.

Sobald die Abschaltdrehzahl erreicht ist und zum ersten Mal wieder unterschritten wird, schaltet der Regler 5 die Bremswicklung 1 aus und die Kupplungswicklung 2 ein. Dadurch wird über eine Leitung 40, einen Spannungsbegrenzer 41 und eine Leitung 42 das Flip-Flop FF2 am Eingang 7"2 zurückgestellt und gibt seinerseits über seinen Ausgang A 2 das Flip-Flop FFI am Eingang Tl frei. Die Vorderflanke des nächsten Synchronisatorimpulses am Eingang e 1 des Verstärkers 19 läßt am Ausgang A 1 des Verstärkers 19 einen sehr schmalen Impuls (Nadelimpuls) erscheinen, der das Flip-Flopf FFl über den Eingang 72 zurückstellt. Über den Inverter-Verstärker 30 und den Regler 5 wird die Bremswicklung 1 eingeschaltet. Die Arbeitsmaschincnwelle wird zum Stillstand gebracht.

Soll nicht in Positionsstcllung »unten«, sondern in Positionsstcllung »oben« angehalten werden, wird der Synchronisator durch Betätigung eines vom Fußpeda! unabhängigen Schalters Af und Umstellen des Flip-Flops FF3 umgepolt.

Bei Antrieben der vorliegend betrachteten An ist es («, zuweilen erwünscht, in den von der Positionicrschnltung vorgegebenen Haltestellungcn Zusatzgeräte zu betätigen. Bei dnem Nähmaschinenantrieb kann es sich dabei zum Beispiel um einen Fadenabschneider handeln, mittels dessen am Ende eines Nahvorganges der Faden r,₅ in Nadclposition »unten« gezogen und anschließend in Nadclposition »oben« abgeschnitten wird. Eine automatische Steuerung für ein derartiges Zusatzgerät, und zwar insbesondere einen Fadenabschneider, ist in F i g. 1 bei 44 veranschaulicht. Sie besteht im wesentlichen aus drei monostabilen Kippschaltungen Mi, Af2, und M3 zwei UND-Gattern G 1 und G 2, einem Schalter 52 mit Kontakten a und b sowie einem Fadenziehmagnet 45 und einem Fadenabschneidmagnet 46.

Um die Steuerung 44 wirksam zu machen, wird der Schalter 52, beispielsweise durch Rückwärtstreten des der Betätigung des Solldrehzahl-Stellgliedes 11 und des Schalters 51 dienenden Fußpedals, aus der in Fig. 1 veranschaulichten Ruhestellung in die Arbeitsstellung gebracht, in der der Kontakt a geschlossen und der Kontakt b geöffnet ist. Der Kontakt b gibt das UND-Gatter G 1 am Eingang e4 frei. Am Ausgang A des UND-Gatters G1 erscheint ein Ausgangssignal wenn folgende Bedinungen erfüllt sind. Das Flip-Flop FF3 ist eingestellt, d. h. auf Positionsstellung »unten« geschaltet, so daß ein entsprechendes Signal über eine Leitung 47 am Eingang e 1 des UND-Gatters G1 anliegt; die Positionsstellung »unten« ist erreicht, d. h. am Ausgang A 2 des Verstärkers 19 liegt ein Signal vor das dem Eingang e2 des UND-Gatters Gl über eine Leitung 49 zugeführt wird; der Antrieb steht still, was dadurch kenntlich wird, daß das Flip-Flop FFl zurückgestellt ist, wodurch über den Inverter-Verstärker 30, die Leitung 32 und eine Leitung 50 ein Signal aul den Eingang e3 des UND-Gatters G1 gegeben wird.

Das Ausgangssignal am Ausgang A des UND-Gatters G1 stößt über eine Leitung 51 die monostabile Kippschlatung Ml an; der Fadenziehmagnet 45 wird erregt.

Der Kontakt a des Schalters 52 verbindet den Ausgang der Kippschaltung M1 mit dem Eingang der monostabilen Kippschaltung M3, die, wie im folgenden an Hand der Beschreibung des ausführlichen Schaltbildes erläutert ist, den Schalter 51 unwirksam macht Dadurch wird verhindert, daß der Antrieb während des Fadenabschneidvorganges versehentlich über den Schalter 51 eingeschaltet wird, was z. B. zur Folge haben könnte, daß die Nadel auf das Fadenabschneidmesser trifft und abbricht. Über eine Leitung 52 und ein Zeitverzögerungsglied 54 wird das Flip-Flop FF3 am Eingang T2 zurückgestellt, d. h. in die Positionsstellung »oben« gebracht. Der Synchronisator 18 wird umgestellt. Über die Inverter-Verstärker 35 und 37 wird der elektronische Schalter 9 gesperrt und der elektronische Schalter 10 geöffnet. Dadurch wird das vom Solldrehzahl-Stellglied Ii unabhängige Drehzahlmeßglied 13 wirksam gemacht. Das Stellglied It hat keinen EinfluQ mehr auf den Regler, so daß ein versehentliches Verstellen des Stellgliedes sich nicht nachteilig auf der Ablauf des Fadenabschneidvorganges auswirken kann.

Mit dem Rückstellen des Flip-Flops FF3 wird übet einen Kondensator 56 und eine Leitung 57 das FlipFlop FF2am Eingang Π'eingestellt. Über den Ausgang A 2 stellt das Flip-Flop FF2 seinerseits das Flip-Flop FFl ein, das über den Ausgang A 1 und den lnvcrtcr-Vcrstärkcr 30 den Regler 5 freigibt. Die Arbeitsmaschinenwelle läuft mit einer von dem Drehzahlmeßglicd \3 abhängigen, niedrigen Drehzahl aus der Positionsstcllung »unten« in die Positionsstcllung »oben«.

Sobald die Positionsstcllung »oben« erreicht ist, tritl am Ausgang A des UND-Gatters G 2 ein Ausgangssi gnal auf, und zwar auf Grund folgender Bedinungen Das Flip-Flop FF3 ist zurückgestellt, wodurch über der Inverter-Verstärker 35 und eine Leitung 58 ein Signal am Eingang el des Gatters Gl anliegt; die Positions stellung »oben« ist erreicht, so daß dem Eingang c 2 de;

UND-Gatters G 2 vom Ausgang A 2 des Verstärkers 21 ein Signal über die Leitungen 49 und 59 zugeführt wird; der Motor ist auf Stillstand abgebremst, d. h., das Flip-Flop FFl ist zurückgestellt und über die Leitungen 50, 60 liegt ein Signal am Eingang e3 an; die monostabile Kippschaltung M3 ist noch nicht in die Ruhestellung zurückgekehrt, so daß über eine Leitung 61 ein Signal am Eingang e 4 anliegt.

Das Ausgangssignal des UND-Gatters G2 stößt die monostabile Kippschaltung M2 an, die ihrerseits den Fadenabschneidmagnet 46 erregt.

Ein Einschaltverzögerungsglied 62 verhindert in einer in Verbindung mit den Fig.2 bis 5 näher erläuterten Weise, daß der Antrieb willkürliche Bewegungen ausführt, wenn durch Schließen eines nicht veranschaulichten Netzschalters die Speisespannung eingeschaltet wird.

In dem Gesamtschaltbild nach den Fig. 2 bis 5 sind, um einen Vergleich zu erleichtern, die Funktionsblöcke des Blockschaltbildes nach F i g. 1 mit gestrichelten Linien angedeutet und mit den gleichen Bezugszeichen wie dort versehen. Zusätzlich ist in F i g. 5 das Netzteil veranschaulicht.

Wesentliche Einzelheiten des Aufbaus der Gesamtschaltung ergeben sich aus der folgenden Funktionsbeschreibung.

Der Antrieb wird eingeschaltet, indem das Fußpedal 63 (F i g. 3) nach vorne gedrückt wird. Dadurch wird der Schalter 51 (Fig.4) geschlossen. Außerdem werden Primär- und Sekundärwicklung 64 bzw. 65 eines das Solldrehzahl-Stellglied 11 bildenden Übertragers derart gegeneinander verschoben, daß der Kopplungsgrad der beiden Wicklungen um einen Betrag vermindert wird, der von der Verstellung des Fußpec'als abhängt. Ein einen Teil der monostabilen Kippschaltung M 3 bildender Transistor TrIO ist normalerweise aufgesteuert, so daß über den Emitter-Kollektor-Kreis dieses Transistors, eine Diode 66, den geschlossenen Schalter 51 und die Leitungen 27,28 bzw. 34 negatives Potential (ungefähr — 6 V) an den Eingang TV des Flip-Flops FFl, den Eingang TX des Flip-Flops FF2 und den Eingang Ti des Flip-Flops FF3 angelegt wird. Alle drei Flip-Flops werden eingestellt. Der Ausgang A 1 des Flip-Flops FFl wird auf 0 V gelegt. Der Transistor Tr 5 geht auf 0 V, wodurch der Regler 5 über die Leitungen 32,33 freigegeben wird.

Da der Ausgang A I des Flip-Flops FF3 auf OV gelegt ist, wird der Transistor Tr6des Inverter-Verstärkers 35 aufgesteuert. Über die Leitungen 36 und 37 wird Massepotential an die Basis des Transistors Tr21 des elektronischen Schalters 9 angelegt. Der Schalter 9 wird dadurch aufgesieuert. Gleichzeitig wird vom Ausgang A 2 des Flip-Flops FF3 —6 V-Potcntial an die Basis des Transistors Tr 7 des Inverter-Verstärkers 38 angelegt. Der Transistor Tr7 wird gesperrt. +12 V-Potential gelangt über die Leitung 39 auf den Eingang K des elektronischen Schalters 10, d.h. auf die Basis eines Transistors Tr 22. Der Schalter 10 wird gesperrt. Infolgedessen ist das Drehzahlmeßglicd 13 unwirksam gemacht, während die Verbindung zwischen dem Drehzahlmeßglicd 12 und dem Eingang des Reglers 5 hergestellt ist.

Da die Drehzahl der Abtricbswelle des Kupplungsmotors zunächst noch gleich 0 ist, liefert das Drehzahimcßglicd 12 keine Spannung. Am Eingang 8 des Reglers 5 liegt nur die mittels Widerständen 68, 69 vorgegebene Vorspannung einer dem Solldrchzahl-Stellgliod 11 nachgeschaltetcn (ilcichiichlerbriicke 70, vermindert um den Spannungsabfall der Brücke an. Über den Transistor Tr 14 wird der Transistor Tr 16 aufgesteuert, der seinerseits nachgeschaltete Transistoren Tr 17 und Tr 20 aufsteuert. Über den Vorwiderstand 7 kommt die Kupplungswicklung 2 unter Strom. Über den Transistor Tr 15 werden die der Bremswicklung 1 zugeordneten Transistoren Tr 18 und Tr 19 gesperrt. Die Bremswicklung 1 bleibt infolgedessen stromlos. Das bedeutet, daß die Kupplung anspricht und die

ίο Abtriebswelle des Motors mit der ständig rotierenden Motorwelle gekuppelt wird. Die Abtriebswelle beginnt sich zu drehen. Da die Kupplungswicklung 2 während des Anlaufsvorganges ständig an Spannung liegt, steigen die Drehzahl der Abtriebswelle und die

«5 Ausgangsspannung des Drehzahlmeßgliedes 12 rasch an.

Die Gleichrichterbrücke 70 verwandelt das Ausgangssignal des Solldrehzahl-Stellgliedes 11 in eine pulsierende Gleichspannung. Eine der Gleichrichter-

brücke 70 nachgeschaltete Formerschaltung, bestehend aus einem Widerstand 71 und Kondensatoren 72, 73, wandelt diese pulsierende Spannung in eine Gleichspannung mit überlagerter Wechselspannung um. Der Drehzahlanstieg dauert an, bis die der Gleichspannung

*5 überlagerte Wechselspannung an der Basis des Transistors Tr 14 erstmals einen solchen Wert erreicht, daß über den Transistor Tr 15 die Transistoren Tr 18 und Tr 19 aufgesteuert werden und die Bremswicklung 1 an Spannung kommt. Der Bremsstrom nimmt einen für diese Drehzahl voreingestellten Wert an. Die Transistoren Tr 17 und Tr 20 werden über den Transistor Tr 16 so weit zugesteuert, und damit wird der Kupplungsstrom auf einen solchen Wert gebracht, daß das Kupplungsmoment gerade ausreicht, um die voreingestellte

Drehzahl zu erhalten. Die Kupplung und Bremse werden wechselweise wirksam gemacht, um die eingestellte Solldrehzahl lastunabhängig aufrechtzuerhalten. Die insoweit gegebene Erläuterung der Wirkungsweise des Reglers 5 dürfte zum Verständnis

ausreichen; nähere Einzelheiten ergeben sich aus der genannten Patentanmeldung P 17 63 693.0

Eine Diode 74 begrenzt das Emitterpotential des Transistors Tr21 auf +12V. Dadurch wird einem unbeabsichtigten Durchsteuern des Transistors Tr21 vorgebeugt.

Es sei nunmehr angenommen, daß der Antrieb aus hoher Drehzahl in der Positionsstellung »unten« angehalten werden soll. Dazu wird das Fußpedal 63 losgelassen, wodurch der Kopplungsgrad zwischen dei

so Primärwicklung 64 und der Sekundärwicklung 65 de; Stellgliedes Il auf den Maximalwert gebracht wird. Die Abtriebswelle des Motors hat zunächst noch hohe Drehzahl. Infolgedessen liegt am Ausgang des Stellglie des Il und an der Gleichrichtcrbrückc 70 eine hohe Spannung an. Dem Eingang 8 des Reglers 5 wird eine hohe positive Spannung zugeführt. Dadurch wcrdcr über den Transistor Tr 14 die Transistoren Tr 15, Tr Ii und Tr 19 aufgcsteucrl. Die Bremse wird eingeschaltet Der Transistor Tr 16 ist gesperrt. Infolgedessen sperret

auch die Transistoren Tr 17 und Tr 20. Die Kupplung is ausgeschaltet. Am Kollektor des Transistors Tr20 lieg hohes positives Potcnlial (ungefähr +30 V). Wenn da: Pedal 63 in die Ruhestellung zurückgekehrt ist, öffne der Schalter 51. Die Flip-Flop FFl und FF2 werden ai

"5 den Eingängen TV bzw. TI freigegeben, da von dieser Eingängen das -6 V-Potcntial abgetrennt wird.

Sobald die Abtricbswelle des Kupplungsmotors au die von dem Stellglied H in seiner Ruhestcllunt

vorgegebene, niedrige Abschaltdrehzahl abgebremst ist und diese Drehzahl erstmals unterschritten wird, legt der Regler 5 die Kupplungswicklung 2 wieder an Spannung. Das hat zur Folge, daß das Kollektorpotential des Transistors Tr 20 von +30V auf OV springt. Das Massepotential wird über die Leitung 40 dem einen Ende eines aus Widerständen 75, 76 gebildeten Spannungsteilers des Spannungsbegrenzers 41 zugeführt. Das andere Ende des Spannungsteilers 75, 76 ist mit der —12 V-Leitung verbunden. Auf der Leitung 42 zwischen dem Verbindungspunkt der Spannungsteilerwiderstände 75,76 und dem Eingang T2 des Flip-Flops FF2 erscheint das Potential —6 V, wodurch das Flip-Flop FF2 zurückgestellt wird. Der Ausgang A 2 des Flip-Flops FF2 geht auf Massepotential und gibt das Flip-Flop FFl am Eingang TX frei.

Der Ausgang A 1 des Flip-Flops FF2 wird auf —6 V gelegt. Über die Leitung 26 wird dieses Potential an einen Punkt 78 gelegt. Ein zuvor während der Einstelldauer des Flip-Flops FF2 auf —6 V aufgeladener Kondensator 79 beginnt, sich über einen Widerstand 80 zu entladen. Nach einer durch die Bemessung des ÄC-Gliedes 79, 80 bestimmten Zeitspanne wird der Transistor Tr 3 des Verstärkers 19 freigegeben. Der vom Synchronisator kommende Positionierimpuls kann infolgedessen erst dann wirksam werden, wenn die Nachlaufdrehzahl nicht nur erreicht, sondern auch für eine gewisse, von der Dimensionierung des KC-Gliedes 79, 80 abhängige Zeitdauer aufrechterhalten ist. Dadurch wird vermieden, daß die Endabschaltung während eines etwaigen Einschwingens des Reglers erfolgt, was die Anhaltegenauigkeit beeinträchtigen könnte.

Wenn nunmehr derjenige der beiden in F i g. 2 nicht veranschaulichten Dauermagnete 24, 25 der der Positionsstellung »unten« zugeordnet ist, am Hallgenerator 21 vorbeiläuft, entsteht am Kollektor des Transistors Tr 2 eines von den Transistoren TrI und Tr2 gebildeten Differentialverstärkers ein +12 V-Impuls, der den Transistor Tr3 aufzusteuern sucht. Wegen des im Emitterkreis des Transistors 7>3 liegenden Kondensators 79 fließt im Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors 7r3 jedoch nur im ersten Augenblick ein Kondensator-Ladestrom ausreichender Größe, um das Kollektorpotential des Transistors Tr 3 auf einen für das Rückstellen des Flip-Flops FFl genügend negativen Wert ansteigen zu lassen. Das heißt, der Hallgeneratorimpuls wird differenziert; aus der Vorderflanke dieses Impulses wird ein nadelspitzenartiger, am Kollektor des Transistors Tr 3 erscheinender Impuls abgeleitet, dessen so Impulsbreite nur Bruchteilen eines Winkelgrades einer Umdrehung des rotierenden Synchronisatorbauteils 20 und damit der Arbeitsmaschinenwellc entspricht. Dieser Nadclimpuls stellt am Eingang Tl das Flip-Flop FFl zurück. Das Potential am Ausgang A 1 des Flip-Flops FFl springt von 0 auf —6 V. Über die Leitung 31 wird der Transistor TrS gesperrt, so daß am Kollektor des Transistors TrS das Potential +12V liegt. Über die Leitungen 32, 33 und eine Diode 81 wird die Basis des Transistors Tr 14 auf 12 V vorgespannt. Der Transistor Tr 14 sperrt. Das um den Spannungsabfall am Transistor Tr 14 verminderte positive Potential der Leitung 33 erscheint an der Basis des Transistors 7> 16. Dadurch wird die Basis des Transistors 7rl6 positiver als der Emitter dieses Transistors, so daß der Transistor Tr 16 h.s sperrt. Über einen Widerstand 82 wird die Basis des Transistors Tr 17 auf -6 V gezogen. Die Transistoren Tr 17 und Tr 20 sperren; die Kupplungswicklung 2 wird stromlos.

Solange das Flip-Flop FF1 eingestellt war und an der Leitung 33 das Potential 0 V lag, war ein Kondensator 83 im Basiskreis des Transistors Tr 15 noch entladen. Beim Sprung des Potentials auf der Leitung 33 auf + 12V erhöht sich das Potential am Emitter des Transistors Tr 14 entprechend. Dadurch wird der Transistors Tr 15 geöffnet. Das Basispotential des Transistors Tr 18 wird positiver. Der Transistor Tr 18 und der Transistor Tr 19 werden aufgesteuert. Die Bremswicklung 1 kommt an Spannung. Über einen Widerstand 84 lädt sich der Kondensator 83 langsam auf. Entsprechend sinkt die Differenz zwischen Emitter- und Basispotential des Transistors Tr 15 ab. Sobald die Emitter-Basis-Spannung zu 0 geworden ist, spert der Transistor Tr 15. Das Kollektorpotential wird zu —6 V; die Transistoren Tr 18 und Tr 19 werden zugesteuert. Die Transistoren Tr 18, Tr 19 waren nach dem Abschaltimpuls des Transistors Tr3 also für eine Zeitspanne stromführend, die durch die Zeitkonstante des WC-Gliedes 83, 84 bestimmt ist. Dadurch wird bewirkt, daß die Bremse nach einer Zeitspanne, die für die Abbremsung auf Stillstand mit Sicherheit ausreicht, wieder kontaktlos abgeschaltet wird. Ein Widerstand 85 und eine Diode 86 bilden einen Entladestromkreis für den Kondensator 83, um die Basis des Transistors Tr 15 möglichst rasch wieder auf 0 V zu legen, wenn das Flip-Flop FFl erneut eingestellt wird.

Die Abtriebswelle des Kupplungsmotors steht jetzt. Da die Bremse entregt ist, ist die Arbeitsmaschinenwelle frei und kann z. B., falls erwünscht, von Hand verstellt werden.

Durch Antippen des Fußpedals 63 und kurzzeitiges Schließen des Schalters Sl ist es möglich, die Arbeitsmaschinenwelle eine einzige Umdrehung von der Positionsstellung »unten« in die Positionsstellung »unten« ausführen zu lassen. Wird das Fußpedal 63 nur so weit nach vorne gedrückt, daß der Schalter Sl gerade geschlossen wird, werden die Flip-Flops FFl, FF2 und FF3 in der oben beschriebenen Weise eingestellt. Der Ausgang A 1 des Flip-Flops FFl springt auf OV. Der Transistor Tr 15 wird aufgesteuert. Über die Leitungen 32, 33 wird der Eingang 8 des Reglers 5 freigegeben. Die an der Gleichrichterbrücke 70 anstehende Vorspannung steuert über den Transistor 14 die Transistoren 16,17 und 20 auf. Die Kupplung kommt unter Strom; der Motor läuft an. Wenn der der Positionsstellung »unten« entsprechende Dauermagnet des Synchronisators 18 (F i g. \) nach einer Umdrehung der Arbeitsmaschinenwellc wieder am Hallgenerator 21 vorbeiläuft, wird der Kollektor des Transistors Tr2 auf -I-12 V gesteuert. Der Transistor Tr 3 wird leitend. Im ersten Moment der Ansteuerung des Transistors Tr3 wird sein Kollektor durch den Ladestrom des Kondensators 79 kurzzeitig auf -6 V gezogen; das Flip-Flop FFl wird übci den Hingang 7"2 zurückgestellt. Das Kolleklorpotcntial des Transistors TrZ fiilli dann sofort wieder auf einen Wert (/.. B. -.} V) zurück der außerhalb des Ansprechbcrciches des Flip-Flop; FFl liegt. Auf Grund der Rückstellung des Flip-Flop; FFl wird in der zuvor erläuterten Weise die Bremst eingeschaltet und nach einer durch das flC-Glicd 83,8< vorgegebenen Zeitspanne wieder selbsttätig kontaktlo: uiisgeschaltct.

Durch Betätigen des Schalters K (Fig. 1 und 4), de beispielsweise ein Knieschalter sein kann, läßt sich de Antrieb so steuern, daß die Arbcitsmnschinenwcllc au der Positionsstellung »unten« in die Positionsstclluni

»oben« übergeht. Beim Schließen des Schalters K wird das Potential —6 V an den Eingang TT des Flip-Flops FF3 angelegt. Das Flip-Flop FF3 wird zurückgestellt. Das hat zur Folge, daß der Hallgenerator 21 über die Leitungen 22, 23 umgepolt wird, so daß der Synchronisator auf den Vorbeüauf des der Positionsstellung »oben« entsprechenden Magneten anspricht. Über den Ausgang A 1 des Flip-Flops FF3, die Leitung 23, den Kondensator 56, die Leitung 57 und den Eingang Ti' wird das Flip-Flop FF2 eingestellt, das seinerseits über den Ausgang A2 das Flip-Flop FFl am Eingang Ti einstellt. Der Ausgang A 1 des Flip-Flops FFl springt auf 0 V. Über den Transistor TrS und die Leitungen 32, 33 wird der Eingang 8 des Reglers 5 freigegeben. Die Kupplungswicklung 2 kommt unter Strom. Der Motor läuft an. Sobald die Positionsstellung »oben« erreicht ist, entsieht am Kollektor des Transistors Tr2 ein positiver Impuls. Die Bremse wird in der vorstehend erläuterten Weise betätigt. Unabhängig vom Fußpedal 63 und vom Schalter Si läuft also die Arbeitsmaschinenwelle in die Positionsstellung »oben«, sobald der Schalter K geschlossen wird.

Wird das zuvor nach vorne durchgetretene Fußpedal 63 für den Abbrems- und Anhaltevorgang in vorbestimmter Stellung nicht, wie oben angenommen, nur zur Rückkehr in die Neutralstellung freigegeben, sondern über die Neutralstellung hinaus nach rückwärts durchgetreten, wird der Kontakt a des Schalters S2 (F i g. 4) geschlossen und der Kontakt b des Schalters S 2 geöffnet. Durch das öffnen des Kontaktes b wird der Ausgang des UND-Gatters Gi von der Masseleitung abgetrennt, d. h. freigegeben. Der Kontakt a verbindet den Ausgang der Kippschaltung M1 (Kollektoren der Transistoren TrS und Tr9) mit dem Eingang der monostabilen Kippschaltung M 3. Der Ausgang des UND-Gatters Gi liegt normalerweise auf OV. Er springt auf +12 V, sobald nach öffnen des Kontaktes a des Schalters S 2 folgende Bedingungen erfüllt sind.:

Der Synchronisator 18 ist auf die Positionsstellung »unten« geschaltet. Das Flip-Flop FF3 ist eingestellt. Infolgedessen wird der Transistor Tr7 von dem auf —6 V liegenden Ausgang A 2 des Flip-Flops FF3 aus gesperrt. Am Kollektor des Transistors Tr7 liegt das + 12 V-Potential, das über die Leitung 47 dem Eingang e 1 des UND-Gatters G 1 zugeführt wird.

Die Arbeitsmaschinenwelle hat die Positionsstellung »unten« erreicht. In dieser Stellung ist der Transistor Tr 14 des Verstärkers 19 gesperrt. An dem den Verstärkerausgang A 2 bildenden Kollektor des Transistors Tr 4 liegen +12 V, die über die Leitung 49 an den Eingang e 2 des UND-Gatters G1 angelegt werden.

Der Antrieb steht still. Das Flip-Flip FFl ist zurückgestellt. Am Ausgang A 1 liegen —6 V, wodurch der Transistor Tr 5 des Inverter-Verstärkers 30 über die Leitung 31 gesperrt wird. Der Kollektor des Transistors TrS liegt auf +12V. Dieses Potentail wird über die Leitungen 32 und 50 dem Eingang e 3 des UND-Gatters G 1 zugeführt.

Nachdem alle drei Bedingungen erfüllt sind, geht die Leitung 51 auf +12 V. Ein Kondensator 87 wird über die Basis des Transistors Tr 8 und den Transistor Tr 9 aufgeladen. Beide Transistoren Tr 8 und Tr 9 schalten durch. Der Fadenziehmagnet 45 wird an Spannung gelegt und zieht an.

Gleichzeitig wird über den Kontakt a des Schalters S 2 Massepotential an einen Kondensator 88 angelegt, der mit der Basis des Transistors Tr 10 der monostabilen Kippschaltung M3 verbunden ist. Der Kondensator 88 wird aufgeladen. Dadurch fällt das Basispotential des Transistors TrIO. Dsr Transistor TrIO sperrt. Das Kollektorpotential des Transistors TrIO steigt. Das bedeutet, daß von der mit dem Kollektor des Transistors TrIO verbundenen Seite des Schalters Sl das zum Einstellen der Flip-Flops erforderlichen Potential (-6 V) abgeschaltet wird. Der Schalter S1 ist daher für eine durch die Aufladezeit des Kondensators 88 bestimmte Zeitspanne unwirksam gemacht. Dadurch sind Beschädigungen der Arbeitsmaschine durch Falschbedienung ausgeschlossen.

Auf Grund des Anstiegs des Kollektorpotentials des Transistors TrIO wird außerdem der Transistor TrIi der monostabilen Kippschaltung M 3 durchgesteuert. Vom Kollektor des Transistors TrIl wird über die Leitung 52 und das Zeitverzögerungsglied 54 mit Diode 91, Widerstand 92 und Kondensator 93 -6 V-Potential an den Eingang T2 des Flip-Flops FF3 gelegt. Das Flip-Flop FF3 wird zeitverzögert zurück-, d.h. auf Positionsstellung »oben«, gestellt und polt seinerseits über die Leitungen 22,23 den Hallgenerator 21 um. Das —6 V-Potential sm Ausgang Λ1 des Flip-Flops FF3 sperrt den Transistor Tr6 des Inverter-Verstärkers 35. Vom Kollektor des Transistors Tr6 wird über die Leitungen 36, 37 +12 V-Potential an die Basis des Transistors Tr 21 des elektronischen Schalters 9 gelegt. Der Transistor Tr 21 sperrt und unterbricht die Verbindung zwischen dem Drehzahlmeßglied 12 bzw. dem Solldrehzahl-Stellglied 11 und dem Eingang 8 des Reglers 5. Umgekehrt wird der Transistor Tr7 des Inverter-Verstärkers 38 vom Ausgang A 2 des Flip-Flops FF3 aus aufgesteuert. Massepotential gelangt vom Kollektor des Transistors Tr 7 über die Leitung 39 an die Basis des Transistors Tr22, der durchgesteuert wird, so daß das vom Solldrehzahl Stellglied 11 unbeeinflußte Drehzahlmeßglied 13 am Eingang 8 des Reglers 5 wirksam wird.

Außerdem gelangt vom Ausgang A 1 des Flip-Flops FF3 über die Leitung 23, den Kondensator 56 und die Leitung 57 ein — 6V-Impuls an den Eingang TY des Flip-Flops FF2. Dieses Flip-Flop wird eingestellt und legt vom Ausgang A 2 aus —6 V-Potentia! an den Eingang Tl des Flip-Flops FFl. Das Flip-Flop FFl wird eingestellt; an seinem Ausgang A I erscheint das Potentail 0 V. Über die Leitung 31 wird der Transistor Tr5 aufgesteuert, der an die Leitungen 32, 33 Massepotential legt und damit den Eingang 8 des Reglers 5 freigibt. Durch die dem Spannungsteiler 68,69 entnommene Vorspannung einer dem Drehzahlmeßglied 13 nachgeschalteten Gleichrichterbrücke 94 werden über die Transistoren Tr 14 und Tr 16 die Transistoren Tr 17 und Tr 20 aufgesteuert, während die Transistoren Tr 18 und Tr 19 über den Transistor Tr 15 gesperrt werden. Die Kupplungswicklung 2 komm! unter Strom. Die Abtriebswelle des Kupplungsmotor! wird auf die vom Drehzahimeßglied 13 vorgegebem Abschaltdrehzahl beschleunigt. Die Arbeitsmaschinen welle dreht sich aus der Positionssleliung »unten« heraus. Dieses Anlaufen erfolgt auf Grund de Zeitverzögerungsgliedes 54 derart verzögert, daß de Fadenziehmagnet 45, der mittels der Nähmaschinenwel Ie auf mechanischem Wege zurückgestellt wird, zuvo lange genug betätigt ist, um den Faden mit Sicherheit ζ fassen. Die Arbciisrnaschir.er.weHe läuft dann durch de Zusammenwirken zwischen dem Drehazhlmeßglied 1 der Gleichrichterbrücke 94, einer ÄC-Kombination S entsprechend der RC-Stufe 71,72,73 und dem Regler mit vorgegebener Abschaltdrehzahl in die Positionsste

lung »oben«. Eine Diode % begrenzt das Emitterpotential des Transistors Tr 22 auf +12 V.

Wenn der entsprechende d ;r beiden Dauermagneten 24 25 den Hallgenerator 21 erreicht, wird der Transistor Tr 2 aufgesteuert.

Der am Kollektor des Transistors TrZ erscheinende, auf die Vorderkante des Dauermagneten zurückzuführende Nadelimpuls stellt das Flip-Flop FFl am Eingang 7*2 zurück. Der Transistor Tr5 sperrt. Über die Leitungen 32, 33 und den Transistor TrH werden die Transistoren Tr 16, Tr 17 und 7r20 gesperrt, während die Transistoren Tr 15, Tr 18 und Tr 19 für eine durch das ÄC-Glied 83, 84 bestimmte Zeitspanne durchgesteuert werden. Die Abtriebswelle des Kupplungsmotors wird auf Stillstand abgebremst und dann freigege- ,₅

Da das Flip-Flop FF3 auf die Positionsstellung »oben« geschaltet und damit zurückgestellt ist, wird vom Kollektor des gesperrten Transistors Tr6 über die Leitungen 36 und 58 +12 V-Potential an den Eingang c 1 des UND-Gatters G 2 angelegt. Mit dem Erreichen der Positionsstellung »oben« wird der Transistor TrA vom Transistor TrI gesperrt, so daß dem Eingang el des UND-Gatters Gl -12 V-Potential zugeführt wird. Zugleich mit dem durch Rückstellen des Flip-Flops FFl über die Leitungen 32, 33 an den Regler 5 gegebenen Endabschaltebefehl wird über die Leitungen 32, 50 und 60 dem Eingang des UND-Gatters Gl das Potential +12 V aufgedrückt. Solange schließlich die monostabile Kippschaltung M 3 noch nicht in die Ruhestellung zurückgekehrt ist, d.h. solange der Transistor TrIO gesperrt ist, liegt über die Leitung 61 auch +12 V-Potential am Eingang e4 des UND-Gatters Gl an. Sind auf diese Weise alle Eingänge el bis e4 des UND-Gatters Gl auf +12V gelegt, springt sein Ausgang A auf +12 V. Ein der Basis des Transistors Tr 12 der monostabilen Kippschaltung M 2 vogeschalteter Kondensator 97 wird aufgeladen. Dadurch werden die Transistoren Tr 12 und Tr 13 für eine durch die Ladezeit des Kondensators 97 vorgegebene Zeitspanne aufgesteuert. Der Fadenabschneidmagnet 46 wird an Spannung gelegt; er wird wieder stromlos, wenn der Kondensator 97 aufgeladen ist.

Das Einschaltverzögerungsglied 62 weist einen Widerstand 101, einen Kondensator 102 und eine Diode 103 aul (Fig. 2). Solange die Speisespannung ausgeschaltet ist, steht am Kondensator 102 keine Spannung an. Beim Einschalten liefert das Netzteil (Fig.5) d:e verschiedenen Betriebsspannungen. Da der Kondensator 102 zunächst jedoch noch ungeladen ist, zieht er über Leitungen 104, 105 und 106 die Eingänge . - -er Flip-Flops FFi und FF2 und den Eingang Tl des Flip-Flops FF3 auf -6 V. Das Flip-Flop FFl wird in Anhaltestellung gebracht, das Flip-Flop FF2 in die Stellung, die vorliegt, wenn die Abschaltdrehzahl erreicht ist und das Flip-Flop FF3 in die der Positionsstellung »unten« entsprechende Stellung, uadurch ist gewährleistet, daß beim Einschalten der Netzspannung keine willkürliche Impulse auftreten Erst wenn der Kondensator 102 aufgeladen ist, geht der Punkt 107 auf 0 V und werden die Flip-Flops an den an diesen Punkt angeschlossenen Eingängen freigegeben. Beim Ausschalten der Netzspannung soll der Kondensator 102 mindestens ebenso schnell entladen werden w.e die vom Netzeil gelieferten Betriebsspannungen auf OV zurückgehen. Dies wird mittels der Diode 103 ^^Ausschalten der Netzspannung klingt die an der Leitung 110 (Fig.5) anstehende +12 V-Spe.sespannung langsamer ab als die -12 V-Speisespannung an der Leitung 111 Dies hätte, wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen wären, zur Folge, daß der Kollektor des Transistors 5 nochmals auf 0 V geschaltet und dadurch der Regler 5 angestoßen werden konnte. Um dies zu verhindern, wird die Basis des Tr»« Tr5 über eine Diode 112, einen Widerstand 113 eine Leitung 114 und einen Widerstand 115 gesomfcrt: mrt einer +12 V-Basisvorspannung versorgt die beim Ausschalten der Netzspannung über einen Kondensator Vie rasch abklingt. Damit sind willkürlich Bewegungen auch beim Ausschalten der Netzspannung ausgeschlossen Kondensator 118 (Fig.4) schließt etwaige hochfrequente Störspannungen auf den Synchron«atorleitungen 22, 23 kurz und verhindert damit eine unbeabsichtigte Betätigung des Fl.p-Flops FF3.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Antrieb zum Antreiben einer Arbeitsmaschinenwelle mit vorgegebener Drehzahl und zum Anhalten der Arbeitsmaschirenwelle in vorbestimmter Winkelstellung, mit einem eine elektromagnetisch schaltbare Kupplungs-Brems-Einrichtung aufweisenden Kupplungsmotor, einem die Abschaltstellung vorgebenden Synchronisator, einem Drehzahlmeßglied zum Erfassen der 1st-Drehzahl, einem auf die Kupplungs-Brems-Einrichtung einwirkenden elektronischen Drehzahlregler zur lastunabhängigen Aufrechterhaltung einer einstellbaren Soll-Drehzahl und einer Anordnung zum Einleiten der Endabbremsung, nachdem im Zuge eines Anhaltevorgangs, ausgehend von der jeweiligen Arbeitsdrehzahl eine vorbestimmte, relativ niedrige Abschaltdrehzahl, erreicht ist. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Synchronisator (18) und dem Drehzahlregler (5) ein mittels kurzzeitiger Synchronisatorsignale umschaltbares, erstes bistabiles elektronisches Schaltglied (FFl) liegt, das in seinem ersten stabilen Betriebszustand den Reglereingang für Signale aus dem Drehzahlmeßglied (12,13) freigibt, in seinem zweiten stabilen Betriebszustand den Regler auf Stillstand schaltet und seinerseits bei Erreichen der AbschaHdrehzahl für das Umschalten aus dem ersten in den zweiten stabilen Betriebszustand freigebbar ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Abschaltdrehzahl und zur Freigabe des ersten bistabilen elektronischen Schaltgliedes (FFi) ein zweites bistabiles elektronisches Schaltglied (FF2) vorgesehen ist, das umgeschaltet wird, wenn der Regler (5) beim Abbremsen aus höherer als der Abschaltdrehzahl erstmals wieder die Kupplung (2) wirksam macht.

3. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen kontaktlosen Synchronisator(18).

4. Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronisator (18) einen Hallgenerator (21) und mindestens einen relativ dazu in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Arbeitsmaschinenwelle bewegbaren Dauermagneten (24,25) aufweist.

5. Antrieb nach einem der vorhergehenden. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronisator (18) mittels eines dritten bistabilen elektronischen Schaltgliedes (FF3) wahlweise auf eine von zwei verschiedenen Abschaltstellungen umstellbar ist.

6. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Synchronisator (18) und das erste bistabile elektronische Schaltglied (FFl) eine Differentiationsstufe (Tr3, 79) geschaltet ist, die nur die Vorderflanke des Synchronisatorimpulses am ersten Schaltglied wirksam werden läßt.

7. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Zeitglied (83, 84), das bewirkt, daß beim Abbremsen auf Stillstand die Bremse (1) nach einer vorbestimmten Zeitspanne selbsttätig kontaktlos freigegeben wird.

8. Antrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 7, gekennzeichnet durch eine von dem zweiten bistabilen elektronischen Schaltglied (FF2) gesteuerte Zeitstufe (79, 80), die das Wirksamwerden des Synchronisatorsignals am Eingang des ersten bistabilen elektronischen Schaltgliedes (FFl) für eine vorbestimmte, sich an das Umschalten des zweiten Schaltgliedes anschließende Zeitspanne verhindert.

9. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Einschaltverzögerungsglied (62), das beim Einschalten der Netzspannung das oder die bistabilen elektronischen Schaltglieder (FFl, FF2, FF3) zunächst für eine vorgegebene Zeistpanne in einem der beiden bistabilen Betriebszustände festhält.

10. Antrieb nach Anspruch 5 und einem oder mehreren anderen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabilen elektronischen Schaltglieder (FFl. FF2, FF3) derart miteinander verknüpft sind, daß bei Umschaltung des dritten Schaltgliedes (FF3) die Arbeitsmaschinenwelle selbsttätig von der einen in die andere Abschaltstellung gebracht wird.

11. Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte bistabile elektronische Schaltglied (FF3) im umgeschalteten Zustand das Solldrehzahl-Stellglied (11) unwirksam macht und dem Regler (5) für den Lauf von der einen in die andere Abschaltstellung eine feste Drehzahl vorgibt.