DE2248163A1

DE2248163A1 - Vorrichtung zur kontrolle einer vielzahl von gleichmaessig beabstandeten maschinenelementen

Info

Publication number: DE2248163A1
Application number: DE19722248163
Authority: DE
Inventors: Axel Koch; Antonius Dipl-Ing Dr Vinnemann
Original assignee: Franz Morat GmbH
Current assignee: Franz Morat GmbH
Priority date: 1972-09-30
Filing date: 1972-09-30
Publication date: 1974-04-04
Also published as: NL7313101A; DD107096A5; IT993465B; CS168046B2; BE805477A; ZA737190B; AT334499B; FR2201793A5; ES419454A1; IL43210A0; AU6035373A; ATA739473A; CH561314A5

Description

PATENTANWÄLTE Ing. HANSPUCHERT Dipl.-Phys. REINFRIED Frhr. v. SCHORLEMER ? ? Λ R 1 R

3506 HELSA/KASSEL · MARIENQRUND 3

TELEFON: »56051 £367

D 4343 Franz Morat GmbH, 7 Stuttgart 80

Vorrichtung zur Kontrolle einer Vielzahl von glei,chmäßig beabstandeten Maschinenelementen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Eontrolle einer Vielzahl von gleichmäßig beabstandeten Maschinenelement en oder Teilen derselben mit mindestens einem Abtastorgan, das die an ihm vorbeilaufenden Maschinenelemente abtastet und elektrische Kontrollsignale erzeugt, aus denen beim Auftreten von Fehlern an den Maschinenelementen Steuersignale ableitbar sind.

Bekannte Vorrichtungen dieser Art (DT-OS'en 1 915 3Ö2, 2 040 515, 2 040 516) enthalten ein optoelektronisches Abtastorgan, dessen Lichtstrahl auf einen kleinen Teil der zu überwachenden Maschinenelemente, z.B. die Köpfe der Stricknadeln einer Strickmaschine, fokussiert wird und dessen lichtempfindliches Element den von den Maschinenelementen reflektierten Teil des Lichtstrahls unter Erzeugung eines elektrischen' Kontrollsignals aufnimmt. Aus diesem Kontrollsignal kann mittels elektronischer Schaltungen immer dann ein beispielsweise zur Abschaltung der Maschine geeignetes Steuersignal erzeugt werden, wenn an den Maschinenteilen irgendein Fehler auftritt, d.h. wenn beispielsweise die Abstände benachbarter Maschinenelemente von einem.vorgegebenen Wert abweichen oder wenn ein Maschinenelement fehlt. In der Strickmaschinentechnik dienen derartige Vorrichtung©η

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insbesondere dazu, Verbiegungen und Brüche an den Strickwerkzeugen oder deren Teilen festzustellen.

Den bekannten Vorrichtungen liegt der Gedanke zugrunde, mit Hilfe des Abtastorgans für jedes ordnungsgemäß vorhandene Maschinenelement einen zeitlich eng begrenzten Impuls zu erzeugen und dann festzustellen, ob diese Impulse die erwünschten Amplituden und Abstände voneinander aufweisen. Hierbei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß nur mit Hilfe von Integrationsgliedern, Zählstufen oder Speicherelementen überprüft werden kann, ob die Abwesenheit oder Verschiebung eines Impulses zu einem bestimmten Zeitpunkt durch das Fehlen bzw. einen Fehler eines Maschinenelementes oder aber durch den natürlichen Zwischenraum zwischen benachbarten Maschinenelementen bedingt ist.

Die Erfindung bezweckt daher, diesen Nachteil zu vermeiden, Dies soll gemäß der speziellen Aufgabe der Erfindung durch die Schaffung einer Vorrichtung erreicht werden, die auf einem vom Bekannten abweichenden Prinzip beruht.

Ausgehend von der eingangs bezeichneten Vorrichtung ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Abtaatorgan einen Wirkungsbereich besitzt, dessen Breite größer als der Zwischenraum benachbarter Maschinenelemente ist. Vorzugsweise ist die Breite des Wirkungsbereichs des Abtastorgans im wesentlichen gleich der Summe aus dem Zwischenraum benachbarter Maschinenelemente und der Breite der Maschinenelemente (Teilungsabstand).

Im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen, bei denen der Wirkungsbereich des Abtastorgans, z.B. die Querschnittsbreite des abtastenden Lichtstrahls, auf die Breite eines Maschinenelemente β begrenzt sein muß, um von jedem Maschinenelement einen eindeutigen Impuls zu erhalten, wird durch die erfindungsgemäße Verbreiterung des Wirkungsbereichs des Abtast-

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organs erreicht, daß das vom Abtastorgan abgegebene analoge Kontrolleignal beim ordnungsgemäßen Vorhandensein aller Maschinenelemente gleichiörmig zwischen zwei- Schwellwerten hin- und herschwankt und nur beim Vorliegen einea Fehlers einen dieser beiden Schwellwerte über- bzw. unterschreitet. Hierdurch ist es möglich, das Steuersignal unmittelbar aus dem analogen Kontrollsignal abzuleiten.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden in Fällen, in denen die Maschinenelemente eisenhaltig sind, anstelle der mit vielen Nachteilen verbundenen optoelektronischen Abtastorgane solche Abtastorgane verwendet, die magnetelektronische Wandler wie z.B. Feldplatten, Hallgene·» ratoren oder Magnetdioden oder Schwingkreisspulen enthalten, deren Induktivität vom Eisenanteil der an ihnen vorbellaufenden Maschinenelemente abhängt.

Die Erfindung wird im folgenden in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an Ausführungsbeispielen beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch die Abhängigkeit des Kontrollsignals von der Breite des Wirkungsbereiches eines Abtastorgans.

Fig. 2 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Abtastorgan.

Fig. 3 ist das Schaltbild eines erfindungsgemäßen Schaltkreises bei Verwendung des Abtastorgans nach Fig. 2.

Fig. 4 und 5 zeigen schematisch ein Ausführungsbeispiel der *Erfindung bei Verwendung eines eine Feldplatte enthaltenden Abtastorgans.

Fig. 6-zeigt schematisch ein weiteres Ausfühfungsbeispiel der Erfindung.

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Fig. 7 zeigt die Form des Kontroll signale bei Verwendung des Ausführungsbeispiele nach Fig. 6.

Fig. θ zeigt noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In Fig. la sind schematisch einige Maschinenelemente 11 dargestellt, die beispielsweise die im Nadelzylinder einer Rundstrickmaschine angeordneten Stricknadeln sein können. Die Elemente 11 besitzen eine Breite h_ und sind in einem Abstand bzw. mit einem Zwischenraum m voneinander angeordnet, wobei die Breite h_ kleiner, gleich oder größer als der Zwischenraum m sein kann, während alle Breiten h und alle Zwischenräume πι unter sich im wesentlichen denselben Wert besitzen. Sofern es sich bei den Elementen 11 um die Stricknadeln einer Rund- oder Flachstrickmaschine handelt, ist die Summe aus der Breite h_ und dem Zwischenraum m bzw. die Strecke _t ein MaQ für die Teilung der Strickmaschine.

Die Elemente 11 können auf einem gemeinsamen Träger befestigt sein und in Richtung des Pfeils P gemeinsam relativ zu * inem Abtastorgan 13 bewegt werden. Sind die Elemente wie die Nadeln einer Rundstrickmaschine oder die Zähne eines Zahnrades auf einem Kreisbogen angeordnet, dann werden sie in der Regel gemeinsam mit dem Träger gedreht und dabei an einem in der Nähe ihrer Umlaufbahn angeordneten Abtastorgan 13 vorbeibewegt. Handelt es sich bei den Elementen 11 um die Nadeln einer Flachstrickmaschine, dann ist das Abtastorgan 13 dagegen in der Regel im Schlitten eingebaut und mit diesem längs des ortsfesten Nadelbettee hin- und herbewegbar.

Das Abtastorgan 13 besitzt einen bestimmten Wirkungsbereich. Handelt es sich um ein optoelektronisches Abtastorgan, dann ist sein Wirkungsbereich im allgemeinen durch die Querschnittsflache des auf die Elemente 11 treffenden Lichtstrahls und/oder des lichtempfindlichen Elementen gegeben.

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Bei Verwendung von magne.toelektronischen Abtastorganen ist der Wirkungsbereich dagegen im wesentlichen von der Breite des im Magnetfeld angeordneten Abtastelemenies in Richtung des Pfeils P (Fig. la), vom Abstand des Abtastelementes vom Magnetpol und vom Abstand des Magnetpols vom Element Il abhängig, wobei das Abtastelement beispielsweise aus Feldplatten, Hallgeneratoren oder Magnetdioden bestehen kann, weil sich das Ausgangssignal des zwischen einem Permanentmagneten und einem eisenhaltigen Element 11 angeordneten Abtastelementes in Abhängigkeit des Eisenanteils der an diesem vorbeigeführten Elemente 11 ändert. Entsprechende Überlegungen hinsichtlich des Wirkungsbereichs des Abtastorgans i-3 gelten auch bei Verwendung von kapazitiven oder anderen Abtastelementen.

In Fig. la ist zunächst angenommen, daß ein Abtastorgan 13 einem strichförmigen Wirkungsbereich 15 vorgesehen ist, dessen Breite in Richtung des Pfeils P wesentlich kleiner ala die Breite h bzw. der Zwischenraum m der Elemente 11 ist. Infolgedessen erfaßt das Abtastorgan 13 immer nur einen kleinen Teil eines an ihm vorbeilaufenden Elementes 11 oder des zwischen zwei Elementen 11 befindlichen Zwischenraums 1?. Bewegen sich daher, wie in Fig. la schematisch dargestellt ist, zwei Elemente H nach links am Abtastorgan 13 vorbei, dann sind nur drei Relativstellungen zwischen den beiden Elementen 11 und dem Abtastorgan möglich, d.h. zunächst erfaßt das Abtastorgan nur das linke Element 11, dann nur den Zwischenraum 17 und dann nur das rechte Element 11.

Wandert nun eine Vielzahl von Elementen 11 am strichförmigen Abtastorgan 13 vorbei, dann schwankt dessen Ausgangssignal gemäß dem rechten Teil der Fig. la zwischen einem maximalen Wert "1" und einem minimalen Wert "0", wobei die Werte "0" bzw. "1" von der verwendeten Schaltung abhängen. In Fig. 1 ist stets angenommen, daß sich der Wert "1" ergibt, wenn sich das Element 11 im Wirkungsbereich dee Ab-

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tastorgans befindet, wohingegen sich der Wert "0" ergibt, wenn eich der Zwischenraum 17 im Wirkungsbereich des Abtastorgana befindet. Bei Verwendung eines optoelektronischen Abtastorgane würde sich infolgedessen der Wert "1" immer dann ergeben, wenn der auf die Elemente 11 gerichtete Lichtstrahl voll reflektiert wird, bzw. der Wert "0", wenn der Lichtstrahl auf einen Zwischenraum 17 gerichtet ist.

Gemäß dem rechten Teil der Fig. la erscheinen am Ausgang des Abtastorgans 13 daher Rechtecksignale 19, solange alle Elemente 11 ordnungsgemäß vorhanden sind. Bei Verwendung von gleichförmig beabstandeten und gleich breiten Elementen 11 sind auch die Rechtecksignale 19 gleichförmig beabstandet und gleich lang. Fehlt ein Element 11 (z.B. an der Stelle 20), dann fehlt auch das zugehörige Rechtecksignal 19. Sind schließlich die Abstände der Elemente 11 an irgendeiner Stelle größer oder kleiner als im Normalfall, dann zeigt sich dies in entsprechenden Phasenverschiebungen der Rechteckeignale 19, weil z.B. der Lichtstrahl des Abtaatorgans 13 zeitlich früher oder später als im Normalfall reflektiert wird.

Die anhand Fig. la beschriebenen Verhältnisse ergeben sich gemäß Fig. Ib auch bei Verwendung eines Abtastorgane 21, dessen Wirkungsbereich eine Breite besitzt, die etwa gleich dem Abstand m aufeinanderfolgender Elemente 11 ist. In diesem Fall erhält man am Ausgang des Abtastorgane 21 zwar keine idealen Rechteckeignale, doch schwankt auch in diesem Fall die Amplitude der Signale 25 zwischen den mit "0" und "1" bezeichneten Werten. Dies hat wie beim Beispiel gemäß Fig. la zur Folge, daß jedes Element 11 ein Signal 25 erzeugt, wohingegen ein fehlendes Element 11 dieselbe Wirkung wie ein Zwischenraum 17 hat, eo daß zwischen einem fehlenden Element 11 und einem Zwischenraum 17 nur mit Hilfe spezieller Schaltungen unterschieden werden kann.

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Erfindungsgemäß wird dagegen ein Äbtastorgan verwendet, dessen Wirkungsbereich größer als der Zwischenraum m der Elemente-11 ist. Der hierdurch erzielte Vorteil ergibt sich aus Fig. Ic und Id.

In Fig. Ic ist ein Abtastorgan 27 gezeigt, dessen gestrichelt dargestellter Wirkungsbereich 29 eine Breite von etwa 1,5 m besitzt.. Dies hat zur Folge, daß beim Vorbeilauf der Elemente 11 am Abtastorgan 27 dauernd mindestens eine Hälfte eines Elementes 11 im Wirkungsbereich des Abtastorgans angeordnet ist, so daß die Ausgangssignale 3.1 des Abtastorgans 27 nicht zwischen den Werten "0" und ¹¹I" , sondern lediglich zwischen den Werten "I/3" und "2/3" schwanken kann, wobei der Wert "I/3" dem Fall entspricht, daß sich ein voller Zwischenraum 17 und ein halbes Element 11 im Wirkungsbereich befinden, wohingegen der Wert "2/3" bedeutet, daß ein halber Zwischenraum 17 und ein ganzes Element 11 vor dem Abtastorgan 27 angeordnet sind. Ein fehlendes Element 20 hat daher nicht wie beim Beispiel der Fig. la und Ib ein fehlendes Signal 31, sondern ein Signal 33 zur Folge, dessen Amplitude wesentlich unterhalb des Schwellwertes "I/3" liegt. Dieses Signal 33 kann unmittelbar zu Steuerzwecken verwendet werden.

Ideale Verhältnisse ergeben sich gemäß Fig. Id immer dann, wenn bei Verwendung gleich breiter Elemente 11 mit konstantem Teilungsabstand t_ ein Abtastorgan .35 verwendet wird, dessen Wirkungsbereich sich über einen Teilungsabstand Jb erstreckt. In diesem Fall befinden sich nämlich bei ordnungsgemäßen Vorhandensein aller Elemente 11 stets genau ein Element 11 und ein Zwischenraum 17 im Wirkungsbereich 37· Infolgedessen ändert sich das Ausgangssignal 39 des Abtastorgans 35 beim Vorbeiwandern der Elemente 11 am Abtastorgan 35 nicht, sondern bleibt konstant auf einem Wert "l/2", solange alle Elemente 11 ordnunge-

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gemäß vorhanden sind. Beim Auftreten irgendwelcher Fehler dagegen, z.B. beim Fehlen eines Elementes, ergibt sich ein scharfes Minimum 41 oder Maximum, welches wie im Fall der Fig. Ic sofort zu Steuerzwecken ausgenützt werden kann. Da* Beispiel gemäß Fig. Id läßt außerdem eine besonders feine Einstellung der Schwellwerte zu.

Ähnliche Signalformen ergeben sich für alle anderen Wirkungsbereiche, deren Breite größer als m ist.

Die Fig. Ic und Id zeigen, daß sich immer dann, wenn die Breite des Wirkungsbereiches des Abtastorgans größer als der Zwischenraum m zweier Elemente 11 ist, ein Ausgangesignal ergibt, das zwischen zwei Schwellwerten schwankt, solange die Elemente 11 ordnungsgemäß vorhanden sind, und das die Schwellwerte dann und nur dann über- oder unterschreitet, wenn der Zwischenraum m kleiner oder größer als normal ist bzw. wenn ein Element 11 ganz fehlt.

In Fig. 2 ist ein Abtastorgan 49 dargestellt, das aus einer Spule 51 mit einem Ferritkern 53 besteht. Das eine Ende des Ferritkerne 53 befindet sich in unmittelbarer Nähe der EIementi 11, die an einem rotierenden Träger 54 befestigt sind. Der Träger 34 ist beispielsweise die Rippscheibe oder der Nadelzylinder einer Rundstrickmaschine, in deren Nuten die Stricknadeln mit den als Element 11 bezeichneten Köpfen geführt sind, wobei das Abtastorgan 49 so angeordnet ist, daß die Nadelköpfe in geringem Abstand am einen Ende des Ferritkerns 53 vorbeiwandern. Der Wirkungsbereich w dee Abtastorgans 49 ist hierbei im wesentlichen durch die Breite des Ferritkerns 53 gegeben, der im Zusammenarbeit mit dem Eisengehalt der Elemente 11 die Induktivität der Spule 51 festlegt.

Die Spule 51 bildet gemäß Fig. 3 beispielsweise die Induktivität eines LC-Parallel-S_chwingkreises 55, der noch eine

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Kapazität aufweist und zwischen Masse und einen Punkt 57 geschaltet ist. Die Schaltung nach Fig. 3 weist ferner den LC-Schwingkreis 58 eines Hochfrequenz-Oszillators auf. Der eine Anschluß 59 dieses Schwingkreises 58 liegt an der Betriebsspannung, wohingegen sein anderer Anschluß einerseits über die Kollektor/Basis-Strecke eines Transistors 6l und über eine Rückkopplungsspule 63 und andererseits über die Kollektor/Emitter-Strecke des Transistors öl geerdet ist. Der Kollektor des Transistors 6l ist über einen Koppelkondensator 65 und einen aus einem Widerstand 67 und einem Kondensator 69 bestehenden Phasenschieber an den Punkt 57 angeschlossen, der über eine Diode 71 aia Eingang eines Verstärkers 73 liegt. Die Eigenfrequenz des Oszillators liegt vorzugsweise wesentlich oberhalb derjenigen Frequenz, mit der die Elemente 11 an der Spule 51 vorfoeiwandern.

Die Abstimmung des LC-Schwingkreises 55 kann auf verschiedene Weise erfolgen. In einen Fall entspricht seine Res©-= nanzfrequenz der Oszillatorfrequenz dann, wenn sich kein eisenhaltiges Element 11 in der Nähe des Ferritkerns 53 der Spule 51 befindet. Der Widerstand des Schwingkreises 55 und die Schwingungsamplitude am Punkt 57 weisen daher infolge der Wirkung des Eisens auf die Induktivität der Spule 51 einen relativ geringen Wert auf_s wenn die Elemente 11 kontinuierlich am Ferritkern 51 vorbeiwandern. Die Schwingungen amplitude am Punkt 57 bleibt im wesentlichen unverändert, wenn die Breite w des Ferritkerns 51 etwa dem Wert Jt entspricht, so daß hinter dem Gleichrichter Jl und am Ausgang des Verstärkers eine im wesentlichen konstante Spannung liegt. Fehlt dagegen an irgendeiner Stelle ein Element 11, dann befindet sich zeitweilig kein Element 11 im Wirkungsbereich des Abtastorgans 49 _B was zur Folge hat, daß der Schwingkreis 55 seinen maximalen Widerstandswert annimmt und die Schwingungsamplitude am Punkt 57-stark ansteigt.

Im anderen Fall ist der Schwingkreis 55 so abgestimmt, daß er immer, dann mit maximaler Amplitude schwingt, wenn gemäß

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Fig. 2 ein Element 11 und ein Zwischenraum gegenüber dem Abtastorgan 49 angeordnet sind. Infolgedessen befindet eich ein Punkt 77 im Normalfall auf einem maximalen Potential (vgl. Signal 39 in Fig. Id), wohingegen das Potential am Punkt 77 stark abnimmt, wenn ein Element 11 fehlt, weil der Schwingkreis 55 dann aufgrund des fehlenden Eisengehalte· des Elementes 11 optimal verstimmt ist.

Der Phasenschieber 67, 69, der eine Phasenverschiebung von etwa 10 bewirkt, dient in beiden Fällen dazu, den Schwingkreis 55 von dem durch den Schwingkreis 58, den Transistor 6l und die Spule 63 gebildeten Oszillator zu entkoppeln. Bei fehlendem Phasenschieber würde die Gefahr bestehen, daß sich der Oszillator bei Verstimmung des Schwingkreises auf dessen neue Frequenz einstellt und daß das Potential am Punkt 77 unverändert bleibt.

Das Auegangssignal des Verstärkers 73 kann direkt geeigneten Schwellwertschaltern zugeführt werden, an deren Ausgängen nur dann Steuersignale erscheinen, wenn das Potential am Funkt 77 einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Diese Steuersignale können beispielsweise dazu verwendet werden, diejenige Maschine abzuschalten, welche den Träger 54 in Umdrehungen versetzt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Ausgang des Verstärkers 73 über einen Tiefpaß 75, mit dem Störsignale oberhalb von beispielsweise 15 kHz unterdrückt werden, an den Punkt 77 angeschlossen. Der Punkt 77 ist einerseits über einen weiteren Tiefpaß 79 en den nicht invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 83 und andererseits über eine Zenerdiode 85, deren Ausgang auch über einen Widerstand gsardet ist, an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 83 angeschlossen. Während der Tiefpaß 79 auf eine Grenzfrequenz von beispielsweise 3 Hz eingestellt ist, ist die Zenerdiode 85 derart gewählt, daß das Potential am invertierenden

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Eingang des Operationsverstärkers 83 normalerweise unter dem Potential des nicht invertierenden Eingangs liegt.

Der Operationsverstärker 83 ist als nsitgekoppelter Differenzverstärker geschaltet, damit sich die Wirkung eines Schmitt-Triggers ergibt. An seinem Ausgang erscheinen nur dann Steuersignale, wenn die Differenz der Eingang33panm.uagen einen bestimmten Wert überschreitet. Mit anderen Worten besitzt das Ausgangesignal des Operationsverstärkers 83 den Wert "1", wenn das Potential am invertierenden Eingang ^-kleiner als das Potential am nicht invertierenden Eingang ist, dagegen den Wert "0", wenn das Potential am investierenden Eingang größer als das Potential am nicht invertie·» renden Eingang ist.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltung ist wie folgt} Wenn davon ausgegangen wird, daß die Breite w des Wirkungsbereiches .des Abtastorgans 49 nicht genau gleich der Strecke j; ist, dann hat das Ausgangssignal des Verstärkers 73 eine im wesentlichen dem Signal Jl in Fig. Ic entsprechende Formj sofern alle Elemente 11 ordnungsgemäß vorhanden sind. Von diesem Signal wird nun zunächst mit Hilfe des Tiefpasses 79 ein Mittelwert gebildet, der dem nicht invertisreüdsn Eingang des Operationsverstärkers 83 zugeführt wird. Ferner wird das Potential des Ausgangssignals des Verstärkers 73 Mit Hilfe der Zenerdiode 85 so stark herabgesetzt-, daß auch seine Spitzen stets unter dem Potential des am nicht invertierenden Eingang liegenden Signals bleiben. Dies hat zur Folgs, daß das Ausgangssignal des Operationsverstärk.ers im Normalfall dem Wert "1" entspricht. Fehlt dagegen ein Element 11 mit der Folge, daß am Punkt 77 eine stark überhöhte Spanrmngsspitze auftritt, dann wird das Potential am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 83 über den Wert des am nicht invertierenden Eingang liegendem Eignais angehoben. Das hierdurch am Ausgang des Operationsverstärkers 83 erscheinende Signal kann ohne weitere Auswertung zu Steuerzwecken verwendet werden.

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Die anhand von Fig. 3 beschriebene Schaltung eignet eich insbesondere dann, wenn das Abtastorgan 49 zur überwachung der im Nadelzylinder einer Rundstrickmaschine angeordneten Stricknadeln verwendet wird. Bei derartigen Maschinen ist es nämlich unvermeidlich, daß der rotierende Nadelzylinder einen Schlag bzw. eine Unwucht in radialer Richtung aufweist, die einen wesentlichen Einfluß auf die Form der Signale Jl bzw; 39 (Piß♦ l) hat und sogar dazu führen kann, daß das Fehlen einer Stricknadel vorgetäuscht wird. Durch die erfindungsgemäße Schaltung werden die schädlichen Nachteile einer derartigen Unwucht vermieden, weil die durch die Unwucht entstehende Schwankungen des Mittelwertes, die denen einer periodischen Drift gleichen, selbst bei den höchsten Drehzahlen (30 U.p.M - l/2 Hz) vom Tiefpaß 79 noch durchgelassen werden, wohingegen die durch die Nadeln verursachte Frequenz auch bei den kleinsten möglichen Drehzahlen des Nadelzylinders (3 U.p.M = 100 Hz) noch oberhalb der Grenzfrequenz des Tiefpasses 79 liegt.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig.. k und 5 dargestellt. Ein Abtastkopf 89 besteht aus einem Permanent-Stabmagneten 91, über dem an seinem einen Ende in einem bestimmten Abstand eine dünne Feldplatte 95 angeordnet ist. Die Feldplatt besteht aus einem Widerstand, dessen Wert vom Magnetfeld abhängt, in welchem die Feldplatte sich befindet. Dieses Magnetfeld wiederum hängt gemäß Fig. 4 davon ab, ob dem Permanentmagneten 91 ein eisenhaltiges Element 11 oder ein Zwischenraum 17 gegenübersteht. An die Feldplatte und einen mit ihr in Serie geschalteten Wideretand wird gemäß Fig. 5 die Betriebsspannung angelegt, so daß das Potential am Yerbindungspunkt zwischen Feldplatte 95 and Widerstand ein Maß für die ordnungsgemäße Anwesenheit bzw. Abwesenheit der Elemente 11 ist und daher verstärkt und zur Erzeugung eines Steuersignals einem Schwellwertschalter 97 zugeführt werden kann.

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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern läßt sich auf viele Arten abwandeln. Anstelle des Abtastorgans 49 kann beispielsweise ein elektrostatisches oder kapazitives Abtastorgan vorgesehen sein, das die Kapazität des LC-Schwingkreises 55 (Fig, 3) bildet und durch die Elemente 11 beeinflußt wird. Anstelle des magnetoelektronischen Abtastorgans 89 können außerdem HalIgeneratoren oder Magnetdioden verwendet werden, deren Spannungen bzw. Widerstände ebenfalls von einem Magnetfeld abhängen,, das durch den Eisenanteil der Elemente -11 veränderbar ist.

Das Ausgangssignal magnetoelektrischer Wandler ist einer starken Temperatur- und Alterungsdrift unterworfen. Diese Einflüsse kann man durch eine Kompensations-Brückenschaltung weitgehend ausschalten. In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem zwei Feldplatten zu diesem Zweck in einer Brückenschaltung zusammengefaßt sind. Die beiden schematisch als veränderbare Widerstände dargestellten Abtastorgane 109 rand 111 sind in den einen Zweig, zwei Widerstände 11.3 und 115» die zum Abgleich verstellbar sein können, in den anderen Zweig der Brücke geschaltet. An einem Anschluß II7, der mit dem Yerbindungspunkt zwischen dem Abtastorgan I09 und dem Widerstand II3 verbunden ist, wird die Betriebsspannung zugeführt, während der Verbindungspunkt des Abtastorgans 111 mit dem Widerstand 115 geerdet ist. Der Verbindungspunkt 118 der beiden Abtastorgane 109 und 111 ist an den nicht invertierenden, der Verbindungspunkt 119 der Widerstände 113 und 115 dagegen an den invertierenden Eingang eines als Differenzverstärker geschalteten Operationsverstärkers 120 angeschlossen, dessen Ausgang über einen Tiefpaß 121, der zur Beseitigung von hochfrequenten Störimpulsen dient, mit einem Anschluß 123 verbunden sein kann.

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Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 6 ergibt sich ebenfalle ans Fig. la bis Id, wenn angenommen wird, daß die Elemente jeweils durch die beiden in Pfeilrichtung beabstandeten Abtaetorgane (z.B. 13 und 13a) abgetastet werden, deren Mittenabstand genau dem Mittenabstand zweier Elemente 11 entspricht. Infolgedessen ergeben sich an den Ausgängen der Abtaetorgane zwei Signale (z.B. 19i 19a)ι die sich allerdings dadurch voneinander unterscheiden, daß ihre Spitzen um ein Zeitintervall zueinander verschoben sind, das dem Abstand der beiden Abtastelemente in Pfeilrichtung entspricht, so daß sie einzeln oder gemeinsam zur Erzeugung eines Steuersignals ausgewertet werden können.

Führt man diese beiden Signale gemäß Fig. 6 dem invertierenden und dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 120 zu, so erhält man an dessen Ausgang ein konstantes Gleichspannungssignal (l9b, 25b, 31b, 39b), das je nach Breite der Abtastorgane (l3, 21, 27, 33) bei einem fehlenden oder einem fehlerbehafteten Element 20 von einem Doppel impuls oder einem S-förmigen Signal überlagert wird. Mit diesem Signal kann unter idealen Bedingungen (Abstand der Abtastorgane » Rasterabstand der Elemente) auch bei wechselnden Durchlaufgeschwindigkeiten der Elemente ohne weitere logische oder analoge Verknüpfungen direkt ein Fehlermeldungsoder Abstellimpuls erzeugt werden.

Io der Praxis sind diese Idealbedingungen nicht verwirklichbar. Mao erhält vielmehr Signale, wie sie in Abbildung 7a - 7d für verschieden breite Wirkungsbereiche der Abtastorgane und für einen Abstand der Abtastorgane, der 3/4 so groß ist wie der Rasterabstand der Elemente, dargestellt sind. Durch den nicht gleichen Abstand der Abtastorgane auf der einen Seite und der abzutastenden Elemente auf der anderen Seite sind die beiden Signale 19 - 19c, 25 - 25c und 31 - 31c normalerweise nicht phasengleich, sondern gegeneinander verschoben. Die Subtraktion dieser Signale ergibt dann nicht mehr ein Gleichspannungesignal

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wie in Fig. 1. (l9b, 25b und 3Ib)₀ Dies hat zur Folge,, daß bei einem linsenförmigen Abtastorgan durch Amplitudendiskrimination eine fehlende oder eine fehlerhafte Nadel nicht erkannt werde© kann. Mit zunehmender Wirkungsbreite des· Abtastorgane bildet sich ans dem impulsförmigen Signal 19d ®in Signal„ das normalerweise nicht mehr voll durchgesteuert ist and das bei einer fehlendes Saslel eine höhere Amplitude aufweist. Das Verhältnis der ^MNutsamplitmfle^S3 bei der fehlenden Nadel zu dem normalerweise anstehenden signal™ wird mit zunehmender Breite des Abtastorgans größer .e erreicht bei einer Wirkungsbreite, die deai Basterabstand entspricht, den Wert "1/2", d.h. das ^slBaus eh signal" geht gegen ⁵¹O".

Aus diesem Ergebnis folgt, daß zur Erreichung des Idealfalls der Abstand der Abtastorgane dem Basterabstand der abzutastenden Elemente angepaßt werden muß. In der Praxis wird man sieh dagegen auf einen mittleren Abstand der Abtastorgans zueinander festlege» und ein "BausChsignal" sowohl bei kleineren als auch bei -gröSeieeaa Teilungen in Kauf nehmen.

Durch die Brückenschaltung 'nach Fig» 6 wird erreicht, daß Temperatur Schwankungen oder dergleichen keinen Einfluß auf das Potential des Yerbindungspunktes 118 haben können» Dadurch, daß die Iseifiea Abtastorgane 109 und 111 den einen und die beiden fest eingestellten Widerstände den anderen Zweig der Brücke bilden, wird der smsätzliche Vorteil erzielt, daß der Eingangswiderstand am invertierenden Eingang und daher auch die Verstärkung des Operationsverstärkers 120 konstant sind, weil diese durch die Werte der Widerstände 113 und 115 sowie eines Rückkopplungswiderstandes 131 gegeben sind.

Die Erfindung ist nicht auf Fälle beschränkt, in denen die Elemente 11 sämtlich vorhanden sind. Insbesondere bei Anwendmag der Erfindung auf Rundstrickmaschinen kommt es häufig vor, daß mehrere Elemente 11, z.B. Stricknadeln oder Steuerfedern^ aus bestimmten Gründen fehlen-müssen« In derartigen Fällen werdsia gemäß Fig. 8 zwei Abtastorgane 99 und 101 verwendet_s von denser «las

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eine die Elemente 11 und das andere irgendeinen anderen Teil des Nadelzylinders 103 abtastet, der in diesem Teil mit einem Steuerelement 105, z.B. einem Weicheisenelernent oder einem Permanentmagneten, versehen ist, welches beim Vorbeilauf am zugeordneten Abtastorgan 101 genau dieselbe Signalform erzeugt, die am Abtastorgan 99 beim Vorhandensein aller Nadeln erscheinen müßte. Werden nun beide Abtastorgane 99 und 101 über eine Schaltung 107. mit ODER-Funktion miteinander verbunden, dann erscheint an deren Ausgang auch dann die erwünschte richtige Signalform, wenn der nicht mit Stricknadeln besetzte Teil des Nadelzylinders am Abtastorgan 99 vorbeiläuft. In entsprechender Weise könnten spezielle Schaltungen vorgesehen sein, die das Ausgangssignal am Operationsverstärker 83 (Fig. 3) zu denjenigen Zeiten unterdrücken, zu denen das abzutastende bzw. zu überwachende Element 11 aus bestimmten Gründen fehlt.

Die Erfindung eignet sich vorzugsweise zur Überwachung von Strickmaschinenelementen wie Nadeln, Stößern, Platinen und Steuerfedern oder deren Teilen wie Köpfen, Füßen und Zungen, weil sie weitgehend unabhängig von der Teilung, dh. vom Abstand und der Breite der Nadeln ist. Wird nämlich der Wirkungsbereich der Abtastorgane beispielsweise so bemessen, daß er bei einer Teilung von IS Nadeln pro Zoll zum Ausgangssignal 39b nach Fig. 7d führt, dann würde sich bei Verwendung desselben Abtastorgans und bei einer Teilung von 12 oder 24 Nadeln pro Zoll ein Ausgangssignal gemäß Fig. 7c ergeben. Unabhängig von der Teilung ergibt sich somit im Bereich zwischen 12 und 24 Nadeln pro Zoll ein Ausgangssignal, das mit denselben Schwellwerten ohne jede Änderung der erfindungsgemäßen Einrichtung ausgewertet werden kann.

Bei Verwendung von zwei Abtastorganen können beide zu einer kompakten Baueinheit zusammengefaßt sein. Im Falle von Feldplatten (Fig. 4) ist es sogar zweckmäßig, beide Feldplatten auf einem Permanentmagneten anzuordnen und beide Abtastorgane zu einem Abtastorgan mit zwei Abtastelementen zusammenzufassen.

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Claims

Pate ntansprüche

1. Vorrichtung zur Eontrolle einer Vielzahl von gleichmäßig beabstandeten Maschinenelemente!! oder Teilen derselben mit mindestens einem Abtastorgan, das die an ihm vorbeilaufenden Maschinenelemente abtastet und elektrische Eontrollsignale erzeugt, aus denen beim Auftreten von Fehlern an den Maschinenelementen Steuersignale ableitbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastorgan (27, 35, 45, 49, 89, 99, 101, 109, Hl) einen Wirkungsbereich. (29, 37, 43) besitzt, dessen Breite größer als der Zwischenraum (m) zwischen benachbarten Maschinenelementen (11) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Wirkungsbereichs (37) des Abtastorgans (35) im wesentlichen gleich der Summe (ii) aus dem Abstand (m) benachbarter Maschinenelemente (ll) und der Breite (h) der Maschinenelemente (ll) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastorgan (89) einen magnetoelektronischen Wandler (95) enthält.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetoelektronische Wandler aus einer Feldplatte, einem Hallgenerator oder einer Magnetdiode besteht.

5· Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Kompensation von durch Temperaturschwankungen bedingten Änderungen vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastorgan einen elektrostatischen Wandler enthält.

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7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abtastorgan ein Schwellwertschalter (83» 97) zur Erzeugung der Steuersignale nachgeschaltet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastorgan die Spule (5l) oder den Kondensator eines elektrischen Schwingkreises (55) enthält.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Wirkungsbereiches durch den Ferritkern (53) der Spule (5l) gegeben ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (5l) die Induktivität eines LC-Schwingkreises (55) bestimmt, welcher einem LC-Oszillator (58, 6l, 63) als Widerstand zugeschaltet ist, und daß dem Verbindungepunkt (57) zwischen Schwingkreis (55) und Oszillator ein Schwellwertschalter (83) nachgeschaltet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter (83_f 97) aus einem Operationsverstärker besteht, dessen einem Eingang das um ein vorgewähltes Potential verschobene Kontrollsignal und dessen anderem Eingang der mittels eines Tiefpasses (79) festgelegte Mittelwert des Kontrollsignals zugeführt ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein dem Abtastorgan (99) parallel geschaltetes zweites Abtastorgan (lOl) zur Simulation von Maschinenelementeη aufweist.

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13« Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12₉ dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung zur Unterdrückung der Steuersignale während vorgegebener Zeitspannen aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei nebeneinander angeordnete Abtastorgane (lO9, 111) zur gleichzeitigen Abtastung der an ihnen vorbeilaufenden Maschinenelemente (ll) vorgesehen sind.

15· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abtastorgane (109, 111) in dem einen Zweig einer Brüekenschaltung angeordnet sind, deren anderer Zweig durch zwei Widerstände (II3, II5) gebildet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungspunkte (118, 119) der beiden Abtastorgane (109, 111) bzw. der beiden Widerstände (II3, 115) an die beiden Eingänge eines Differenzverstärkers (l20) gelegt sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis l6, gekennzeichnet durch ihre Anwendung auf die Überwachung der Strickwerkzeuge einer Strickmaschine.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Strickwerkzeuge aus Nadeln, Platinen, Stößern, Steuerfedern oder deren Teilen bestehen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei ihrer Anwendung auf Flachstrickmaschinen in deren Schlitten eingebaut ist.

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