DE2211530A1

DE2211530A1 - Vorrichtung zum Pulsbetrieb eines Elektromagneten an einer Rundstrickmaschine

Info

Publication number: DE2211530A1
Application number: DE19722211530
Authority: DE
Inventors: Ivo; Lorenc Jaroslav; Trzebicz Kouklik (Tschechoslowakei)
Original assignee: Elitex Zavody Textilniho
Current assignee: Elitex Zavody Textilniho
Priority date: 1971-04-30
Filing date: 1972-03-10
Publication date: 1972-11-09
Also published as: CS157241B1; CH540370A; DE2211530B2; GB1386431A; US3874198A; IT953783B; FR2136807A5

Description

DiPL.-PHYs. DR. WALTHER JUNIUS 3 Hannover

ABBESTRASSE 20 ■ TELEFON 83 45 30

6. März 1972

ELITEX - Zavody textilniho strojirenstvi, generälni reditelstvi, Liberec (Tschechoslowakei)

Vorrichtung zum Pulsbetrieb eines Elektromagneten an einer Rundstrickmaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung zur Erzeugung von Impulsen zur Speisung eines Elektromagneten an einer Rundstrickmaschine, welche die Auswahl von Strickmitteln_fbeispielsweise Musterplatinen, zur Erzielung eines sehr raschen Stromanstieges in der Wicklung des Elektromagneten zu Beginn eines Betätigungsimpulses sowie die Einstellung auf einen Nennwert des Stromes während der Dauer des Betätigungsimpulses und zur Erzielung eines raschen Stromabfalles bei Beendigung des Betätigungsimpulses steuert, wobei der Zeitraum der Betätigungsimpulse und deren Wiederholungsfrequenz in breiten Grenzen eingestellt werden kann.

Bei bisher bekannten Vorrichtungen zur elektronischen Steuerung einer Mustereinrichtung werden impulsgespeiste Elektromagnete verwendet, welche durch Einwirkung auf

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zugehörige bewegliche mechanische Elemente die Einführung von Nadeln in deren Arbeitsstellungen verursachen. Maximale Drehzahlen der Rundstrickmaschine bei gegebener Teilung ihres Nadelzylinders sind insbesondere bei feineren Teilungen auch von jener Zeit abhängig, die notwendig ist, um durch den Elektromagneten das bewegliche mechanische Element in die Arbeitsstellung zu bringen. Das gegebene, zu dieser Arbeitsleistung notwendige Moment ist durch die für den Stromanlauf in der Windung des Elektromagneten notwendige Zeit sowie durch die Dauer des eingeschwungenen Stromes und die Geschwindigkeit des Stromabfalles am Ende des Impulses bestimmt. Zwischen den einzelnen Arbeitszyklen besteht eine Pause, in welcher Strom durch die Wicklung des Elektromagneten nicht hindurchfliesst. In diesem Zeitabschnitt befindet sich das ausgewählte mechanische Element in seiner Arbeitsstellung, in die es durch den Elektromagneten während des Impulses mit Hilfe der bekannten Vorrichtung auf eine vorübergehende Zeit einfixiert wurde. In den Wirkungsbereich des Elektromagneten verschiebt sich zufolge Drehung des Nadelzylinders ein weiteres der in Längsnuten des Nadelzylinders angeordneten mechanischen Elemente.

Als Nachteil der angeführten Vorrichtung kann die Einschränkung maximaler Drehzahlen des Nadelzylinders insbesondere bei feineren Teilungen angeführt werden, die dadurch herbeigeführt wird, daß die für den Anlauf und Abfall des Stromes in der Wicklung des Elektromagneten notwendigen Zeitabschnitte allzu lang sind und den für die Arbeitsainwirkung des Elektromagneten notwendigen Zeitabschnitt verkürzen. Gleichfalls nachteilig ist auch die verhältnismässig lange Zeit im Zeitabschnitt der Ruhelage des Elektromagneten,

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in welcher sich die Nennwerte von Strömen und Spannungen auf den einzelnen Elementen der Vorrichtung in den Ausgangszustand vor Impulsbeginn einführen.

Die Vorrichtung der Erfindung beseitigt im wesentlichen die angeführten Nachteile, verkürzt die begrenzenden Zeitabschnitte und kann auf Rundstrickmaschinen mit feiner Teilung des Nadelzylinders und hoher Geschwindigkeit der Gestrickbildung ausgenutzt werden.

Das Hauptkennzeichen der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin, daß sie aus einem elektrischen Resonanzkreis für einen sehr raschen Stromanstieg in der Wicklung eines Elektromagneten, aus einem elektrischen Kreis zur Erhaltung eines stationären Stromwertes in der Wicklung des Elektromagneten und aus einem elektrischen Kreis für einen sehr raschen Stromabfall in der Wicklung des Elektromagneten besteht.

Das Wesen der Erfindung, weitere Merkmale und nähere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung sind nachstehend anhand eines schematisch in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Schaltschema einzelner Elemente im elektrischen Kreis für den Impulsbetrieb eines Elektromagneten und

Figur 2 den Stromverlauf in zugehörigen einzelnen Elementen des elektrischen Kreises für den Impulsbetrieb des Elektromagneten und deren Zeitabhängigkeit bei Wirksamkeit des elektrischen Kreises.

Wie die Figur 1 zeigt, ist an den Pluspol einer ersten Gleichstrom-Spannungsquelle U,-, ein Ende einer Leitung 1 angeschlos-

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sen. In diese ist ein selbstausschaltendes Schaltelement 2, z.B. ein Thyristor, Widerstand 3> Drosselspule 4, Elektromagnet 5* Schaltelement 6, z.B. ein Transistor, Thyristor, Photothyristor u. dergl. angeordnet, während an den Minuspol derselben Gleiohstrom-Spannungsquelle U, ■, das andere Ende der Leitung 1 angeschlossen ist. Das selbstausschaltende Schaltelement 2 wird von einem Punkt· 7 aus durch elektrische Impulse gesteuert, während das Schaltelement 6 von einem Punkt 8 aus gesteuert wird. An einer Stelle 9 ist an die Leitung 1 eine Leitung Io parallel angeschlossen, in welcher eine Diode 11 angeordnet ist· An einer Stelle 12 verbindet sich die Leitung Io mit der Leitung 1. Die Leitung 1 und Io ist an den Stellen 13 und 14 durch eine Leitung 15 verbunden, in welcher ein Widerstand 16 angeordnet ist. An der Stelle 14 ist parallel zur Leitung 1 eine Leitung 17 angeschlossen, in welcher ein Kondensator 18 angeordnet ist. Diese Leitung 17 ist mit der Leitung 1 an einer Stelle 19 verbunden. An den Stellen 2o und 21 ist an die Leitung 1 eine Leitung 22 parallel angeschlossen, in welche eine Verteilungsdiode 23, ein einstellbarer Widerstand 24 und eine zweite Gleichstrom-Spannungsquelle U. 2 angeordnet ist, wobei letztere eine stellenmässig kleinere Spannung als die erste Gleichstrom-Spannungsquelle U_bl hat. Die Leitungen 1 und 22 sind an Stellen 25 und 2$ durch eine Leitung 27 verbunden, in welcher eine Diode 28 angeordnet ist· An die Leitung 1 ist an den Stellen 9 und 29 eine Leitung 30 parallel angeschlossen, in welcher ein Kondensator 31 angeordnet ist.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende:

Im Ausgangszustand der Vorrichtung sind das Schaltelement 6 und das selbstausschaltende Schaltelement 2 nicht eingeschaltet und der Kondensator 31 auf seinen

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Nennwert aufgeladen. Durch Inbetriebsetzung der ersten Gleiohstrom-Spannungsquelle UL₁ und der zweiten Gleichstrom-Spannungsquelle U_bo schliesst sich über die Leitungen 1, lo, 15, 17 und 1 der Kreis und über den Widerstand 16 lädt sich der Kondensator 18 auf die Spannung der ersten Gleichstrom-Spannungsquelle U^₁ auf. Der Kondensator 18 lädt sich bei nichteingeschaltetem Schaltelement 2 über den Widerstand 16 nur bei Anschluss des Kreises an die erste Gleichstrom-Spannungsquelle IL, auf. Die niedrigere Spannung der zweiten Gleichstrom-Spannungsquelle U^₂ ist von der höheren Spannung der ersten Gleichstrom-Spannungsquelle U, ., mit Hilfe der Verteilungsdiode 28 getrennt.

Die Einführung von Steuerimpulsen in den Punkt 8 verursacht das Einschalten des Schaltelementes 6. Hierdurch schliesst sich über die Leitung 1 im durch die Stellen 14 und 19 begrenzten Teil und über die Leitung 17 der Resonanzkreis- welcher durch einen nicht dargestellten Widerstand der Wicklung des Elektromagneten 5* die Induktivität des Elektromagneten 5 und die Kapazität des Kondensators 18 gebildet wird. Der Kondensator 18 beginnt sich über die Wicklung des Elektromagneten 5 zu entladen, und der Strom im Kreis beginnt sinusförmig gemäss einer Kurve If- (Figur 2) anzusteigen, bis er während einer Zeit t, seinen Höchstwert i erreicht. Die Steilheit der Richtlinie des Spannungsanlaufes ist durch die Grosse der Spannung auf dem Kondensator und durch Konstanten des Resonanzkreises gegeben. Der Widerstand der Wicklung des Elektromageten 5 hat einen solch kleinen Wert, daß er keine wesentliche Dämpfung des Kreises verursacht.

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Sobald die Spannung auf dem Kondensator 18 an der Stelle 14 soweit absinkt, daß sie durch den einstellbaren Widerstand 24 und die Verteilungsdiode 23 an der Stelle 14 der Spannung der zweiten Gleichstrom-Spannungsquelle ILo gleichkommt, schliesst sich der durch die Leitung 1 gebildete Kreis an, wobei die Leitung durch die Stellen 2o, 21 und die an diese parallel angeschlossene Leitung 22 begrenzt wird. Durch die Wicklung des Elektromagneten 5 beginnt aus der zweiten Gleichstrom-Spannungsquelle U. 2 über den einstellbaren Widerstand 24, die Verteilungsdiode 25 und das Schaltelement 6 Strom zu fliessen, welcher die Grosse i, (Figur 2) aufweist und gemäss der Kurve Ip- verläuft. Der Strom von der Grosse I₁ ist durch die Grosse der Spannung der zweiten Gleichstrom-Spannungsquelle U _, durch den Wert des einstellbaren Widerstandes 24 und die Summe der Spannungsabfälle auf der Verteilungsdiode 25, den Ohmschen Widerstand der Wicklung des Elektromagneten 5 und das Schaltelement 6 bestimmt. Durch Spannungsänderung der zweiten Gleichstrom-Spannungsquelle Uv₁P' ^Ζ·Β· durch Spannungsabfall, verläuft der Strom von der Grosse I₂ in der Wicklung des Elektromagneten 5 gemäss der Kurve 1κ_&· Die Zeit, während welcher der Strom durch die Wicklung des Elektromagneten 5 durchfliesst, ist von der Einschaltdauer des Schaltelementes 6, d.i. von der Dauer eines Impulses T auf einer Kurve 2g abhängig, wobei im Zustand A das Schaltelement 6 ausgeschaltet und im Zustand B das Schaltelement 6 eingeschaltet ist.

Nach Ausklingen des Impulses T , d.i. nach Ausschalten des Schaltelementes 6 durch einen Impuls aus Punkt 8, beginnt die im Magnetkern des Elektromagneten 5 angesammelte Energie über die Leitungen 1, Io und J5o sowie über die Diode 11 den Kondensator 31 aufzuladen. Der Strom

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i, in der Wicklung des Elektromagneten 5 sinkt gemäß der Kurve 1,- oder 1,- und erreicht während der Zeit t, oder tj, den Nullwert. Der Kondensator 31 ist also auf einen grösseren Wert als den Nennwert der Spannung aufgeladen.

Die Einführung des Steuerimpulses während der Zeit te vom Ende des Impulses T in den Punkt 7 verursacht das Einschalten des selbstausschaltenden Schaltelementes 2. Die Tätigkeit des selbstausschaltenden Schaltelementes 2 ist durch eine Kurve 3o dargestellt, ?^T"" im Zustand C das selbstausschaltende Schaltelement 2 ausgeschaltet und im Zustand D eingeschaltet ist. Auf diese Weise wird durch die Leitungen 1, 17, 1 der Resonanzkreis geschlossen, welcher durch Widerstand 3* Drosselspule 4 und Kondensator l8 gebildet ist. Der Kondensator 18 wird über das selbstausschaltende Schaltelement 2, Widerstand 3 und Drosselspule 4 auf die Spannung der ersten Gleichstrom-Spannungsquelle U, ₁ aufgeladen. Teilweise wird er auch vom Kondensator aufgeladen, dessen Spannungswert somit unter den Nennwert sinkt und weiter wird er wiederum durch die erste Gleichstrom-Spannungsquelle UL₁ auf den Nennwert der Spannung aufgeladen. Der Widerstand 16 nimmt an der Aufladung des Kondensators 18 im wesentlichen nicht teil, weil dessen Wert so gewählt ist, daß die Zeitkonstante des Kondensators 18 stellenmässig einigemale grosser als derjenige Zeitraum ist, in welchem durch den Elektromagneten 5 kein Strom durchfliesst, d.i. wenn das Schaltelement 6 nicht eingeschaltet ist. Der durch diesen Kreis fliessende Strom, dessen Verlauf auf dem Widerstand 3 durch eine Kurve 4^₅ dargestellt ist, erreicht während einer Zeit t^· einen riö^hstwert il_ov.

ο max

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In einer Zeit t₇, während der die Spannung auf dem Kondensator 18 an der Stelle 14 etwas grosser als die Spannung auf dem selbstausschaltenden Sehaltelement 2 an der Stelle 26 ist, beginnt der Strom durch die Diode durchzufliessen. Der Strom durchfliesst lediglich den durch die Leitung 1 zwischen den Stellen 26 und 2o, durch die Leitung 22 zwischen den Stellen 2o und 25 und durch die Leitung 27 gebildeten Kreis. Das bedeutet, daß der das selbstausschaltende Schaltelement 2 durchfliessende Strom während der Zeit ty gemäss der Kurve 5o ^au^ den Nullwert sinkt und ein Ausschalten des selbstausschaltenden Schaltelementes 2 bewirkt, welches derart konstruiert ist, daß es sich bei einem Nullstrom freiwillig ausschaltet.

Nach dem Ausschalten des selbstausschaltenden Schaltelementes 2 beginnt die im Magnetkern der Drosselspule angesammelte Energie den Strom durch den Kreis durchzudrücken, welcher mittels der Drosselspule 4, Diode und Widerstand J5 gebildet ist. Die Stromgrösse verkleinert sich gemäß der. Kurve 4, fortschreitend, bis sie nach einer Zeit to den Nullwert erreicht. Die Geschwindigkeit des Stromabfalles ist von der Zeitkonstante des Kreises abhängig, welcher durch die Induktivität der Drosselspule 4 und des Widerstandes 2 gebildet ist.

Durch Aufladen des Kondensators 15, Ausschalten des selbstausschaltenden Schaltelementes 2 und Erlöschen des Stromes auf dem Widerstand 3 wird der ganze Kreis in den ursprünglichen Zustand versetzt und mit der Ankunft eines weiteren Impulses in das Schaltelement 6 wiederholt sich der ganze Vorgang.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung ist es von Vorteil,

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daß einzelne Elemente des Kreises für den Impulsbetrieb des Elektromagneten 5 derart gewählt sind, daß sie bei gegebener Schaltanordnung eine wesentliche Verkürzung der Zeitabschnitte für Anlauf und Abfall des Stromes in die Wicklung des Elektromagneten 5 und eine wesentliche Beschleunigung der Regeneration elektrischer Grossen auf den einzelnen Elementen des elektrischen Kreises in Einführung in einen Ausgangszustand im Zeitabschnitt der Ruhelage des Elektromagneten 5 bei gleichzeitiger Herabsetzung von Verlustleistungen ermöglichen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß einzelne Zeitabschnitte im Zeitraum der Arbeitstätigkeit des Elektromagneten 5 unabhängig voneinander zeitgemäss eingestellt werden können, daß gegebenenfalls jener Zeitabschnitt ausgelassen werden kann, in welchem durch die Wirkung des Elektromagneten 5 eingeschwungener Strom durchfliesst, und daß der Zeitabschnitt des Stromanlaufes an den Zeitabschnitt des Stromabfalles in der Wicklung des Elektromagneten 5 angeknüpft werden kann.

- Io -

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Claims

- Io -

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Polbetrieb eines Elektromagneten an einer Rundstrickmaschine, welche die Auswahl von Strickmitteln, beispielsweise Musterplatinen, zur Erzielung eines sehr raschen Stromanstieges in der Wicklung des Elektromagneten zu Beginn eines Betätigungsimpulses sowie die Einstellung auf einen Nennwert des Stromes während der Dauer des Betätigungsimpulses und einen raschen Stromabfall bei Beendigung des Betätigungsimpulses steuert, wobei der Zeitraum der Betätigungsimpulse und deren Wiederholungsfrequenz in breiten Grenzen eingestellt werden kann,

dadurch gekennzeichnet,

daß sie aus einem elektrischen Resonanzkreis für den

sehr raschen Anstieg eines Stromes (i _a) in der Wickmax

lung eines Elektromagneten (5)* aus einem elektrischen Kreis zur Erhaltung eines stationären Stromwertes (ί_χ oder ip) in der Wicklung des Elektromagneten (5) und aus einem elektrischen Kreis für einen sehr raschen Abfall des Stromes (I₁ oder ig) in der Wicklung des Elektromagneten (5) besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der elektrische Resonanzkreis für den sehr raschen Anstieg des Stromes (i _a) in der Wicklung des Elektro-

IiIaJt

magneten (5) durch einen Wicklungswiderstand des Elektromagneten (5)$ Induktivität des Elektromagneten (5) und Kapazität eines Kondensators (18) gebildet wird.

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- li -

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, ^

dadurch gekennzeichnet,

daß im elektrischen Resonanzkreis für den sehr raschen Anstieg des Stromes (i ) in der Wicklung des Elektromagneten (5) ein Schaltelement (6) in Serie eingeschaltet ist, welches die Tätigkeit dieses Kreises steuert.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet,

daß der elektrische Kreis für die Erhaltung eines stationären Stromwertes (I₁ oder ig) in der Wicklung des Elektromagneten (5) aus einer zweiten Gleichstrom-Spannungsquelle (U_b2)» ^e^^nem einstellbaren Widerstand (24) und einer Verteilungsdiode (23) besteht, wobei dieser Kreis an einer Stelle (l4) zwischen Elektromagnet (5) und Kondensator (18) und an einer Stelle (19) zwischen dem Schaltelement (6) und Kondensator (18) an den elektrischen Resonanzkreis für den sehr raschen Anstieg des Stromes (i ) in der Wicklung des Elektromagneten (5) angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der elektrische Kreis für den sehr raschen Abfall des Stromes (I₁ oder ig) in der Wicklung des Elektromagneten (5) aus einer Diode (11) und einem Kondensator (31) besteht, wobei dieser Kreis an einer Stelle (12) zwischen dem Schaltelement (6) und dem Elektromagneten (5) und an einer Stelle (21) zwischen dem Kondensator (l8) und dem Schaltelement (6) an den elektrischen Resonanzkreis für den sehr raschen Anstieg des Stromes (L_ev) in der Wicklung des Elektromagneten (5) parallel angeschlossen ., ':■<,

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Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß an den elektrischen Resonanzkreis für den sehr raschen Anstieg des Stromes (i„_„) in der Wicklung des Elektromagneten (5) und gleichzeitig an den elektrischen Kreis zur Erhaltung eines stationären Wertes des Stromes (i, oder ip) in der Wicklung des Elektromagneten (5) an der Stelle (l4) zwischen Elektromagnet (5) und Kondensator (l8) sowie an der Stelle (19) zwischen Schaltelement (6) und Kondensator (18) ein elektrischer Kreis zum Aufladen des Kondensators (l8) parallel angeschlossen ist, welcher Kreis aus einer ersten Gleichstrom-Spannungsquelle (U_bl), einem selbstausschaltenden Schaltelement (2), einem Widerstand (3) und aus einer Drosselspule (4) besteht.

Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß der elektrische Kreis zum Aufladen des Kondensators (18) und der elektrische Kreis zur Erhaltung der stationären Spannung des Stromes (i, oder ig) in der Wicklung des Elektromagneten (5) an einer Stelle (26) zwischen Widerstand (3) und selbstausschaltendem Schaltelement (2) und an einer Stelle (25) .zwischen Verteilungsdiode (2J) und parallelem Anschluss des elektrischen Kreises zur Erhaltung des stationären Stromwertes (i, oder i«), in der Wicklung des Elektromagneten (5) durch eine Leitung (27) parallel verbunden sind, in welcher eine Diode (28) angeordnet ist.

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8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß der elektrische Kreis für den sehr raschen Abfall des Stromes (i, oder I₂) in der Wicklung des Elektromagneten (5) und der elektrische Kreis zum Aufladen des Kondensators (l8) an einer Stelle (9) zwischen dem Pluspol der ersten Gleichstrom-Spannungsquelle (U_bl) und dem selbstausschaltenden Schaltelement (2) durchschaltet sind, wobei diese Stelle (9) sich zwischen der Diode (11) und dem Kondensator (31) des elektrischen Kreises für den sehr raschen Abfall des Stromes (i, oder i₂) in der Wicklung des Elektromagneten (5) befindet.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß der elektrische Kreis für den sehr raschen Abfall des Stromes (I₁ oder ig) in der Wicklung des Elektromagneten (5) an einer Stelle (13) zwischen Diode (11) und Kondensator (31) durch eine Leitung (15) verbunden ist, in welcher ein Widerstand (l6) mit dem elektrischen Resonanzkreis für den sehr raschen Anstieg des Stromes (i „„)

max

in der Wicklung des Elektromagneten (5), und zwar ein der Stelle (l4) zwischen Elektromagnet (5) und Kondensator (l8), angeordnet ist.

Io. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß die Spannung der ersten Gleichstrom-Spannungsquelle (U^₁) stellenmässig grosser als die Spannung der zweiten Gleichstrom-Spannungsquelle (U,₂) ist.

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