DE2301608A1

DE2301608A1 - Regelsystem fuer krempelmaschine

Info

Publication number: DE2301608A1
Application number: DE2301608A
Authority: DE
Inventors: William Theodore Rauch
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1972-01-17
Filing date: 1973-03-30
Publication date: 1973-07-26
Also published as: JPS4877125A; FR2168345A1; US3768122A; FR2168345B3; GB1377592A

Description

Regelsystem für Krempelmaschine

Die Erfindung betrifft Regelsysteme vorzugsweise zur Verwendung mit Textilmaschinen und insbesondere ein fluidisches Regelsystem zur Regelung der Produktion von Kammzügen (sliver) mit gleichförmigem Gewicht durch eine Krempel- oder Kardiermas chine.

Es wurden bisher für die verschiedensten Anwendungszwecke Regelsysteme verwendet. Im allgemeinen waren diese Regelsysteme (mit geschlossener Regelschleife) mechanische, elektromechanische oder elektrische Systeme. Es wurde gefunden, daß die verschiedensten vorbekannten Systeme jeweils be-

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stimmte ihnen innewohnende Nachteile besitzen. Beispielsweise besteht im Falle eines mechanischen Systems ein Nachteil darin, daß die ununterbrochende Betriebsdauer des Systems im allgemeinen begrenzt ist. Dies ist hauptsächlich auf die Tatsache zurückzuführen, daß die im System verwendeten mechanischen Bauteile charakteristischerweise eine Neigung besitzen, infolge Abrieb und Verschleiß, denen diese Komponenten während des konstanten Betriebs unterworfen werden, nach einer gewissen Zeitdauer ungeeignet für den Betrieb zu werden, weiterhin sind mechanische Systeme oft nicht in der Lage/ im erforderlichen Maße eine Meßempfindlichkeit und gleichzeitig die Ansprechgeschwindigkeit zu erreichen, welche für viele Steuer- und Regelzwecke bei Systemen mit geschlossener Schleife erwünscht sind.

Soweit in den vorerwähnten vorbekannten elektromechanischen Systemen mechanische Bauteile verwendet wurden, besaßen diese Systeme eine Tendenz zum Auftreten der gleichen zuvor im Zusammenhang mit mechanischen Systemen erörterten Nachteile. Andererseits besitzen elektromechanische Systeme normalerweise gewisse Vorteile gegenüber mechanischen Systemen, insbesondere bezüglich der Zuverlässigkeit der Betriebs- und Ansprechgeschwindigkeit. Das heißt, die in diesen Systemen verwendeten elektrischen Komponenten gestatten allgemein eine größere Ansprechgeschwindigkeit und dadurch können die Steuerfunktionen schneller ausgelöst werden, als dies bei rein mechanischen Systemen möglich ist. Weiterhin ist die ununterbrochene Betriebszeit elektrischer Systeme im allgemeinen besser als bei mechanischen Systemen, abgesehen von einem Ausfall der elektrischen Leistung, welcher auf außerhalb des Systems liegenden Ursachen zurückzuführen ist.

Weiterhin haben sich für viele Anwendungen in Regelsystemen die elektrischen Systeme als zufriedenstellend bezüglich der Ansprechgeschwindigkeit und der Zuverlässigkeit des Betriebs erwiesen. Wenn sie jedoch insbesondere in Verbindung mit Textil-

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maschinen verwendet wurden, zeigten sich bei elektrischen Regelsystemen oft Nachteile. Beispielsweise wird die Zuverlässigkeit des Betriebs der elektrischen Bauteile in dem System oft in starkem Maße beeinflußt durch die Umgebungsbedingungen, welche an dem Ort der Anwendung vorhanden sind. Diese Umgebungsbedingungen können die Genauigkeit der erhaltenen Messungen und auch den Gesamtwirkungsgrad und die Wirkungsfähigkeit des Systems nachteilig beeinflussen.

In letzter Zeit sind fluidische Meßfühler bekannt geworden. Da diese keine beweglichen Teile enthalten, sind sie durch eine äußerst lange Lebensdauer gekennzeichnet. Weiterhin hat sich herausgestellt, daß vom Standpunkt der Anforderungen, beispielsweise der Textilindustrie, der Genauigkeitsgrad der Meßempfindlichkeit solcher fluidischen Meßfühler öder Sensoren ausreichend ist. Weiterhin werden solche fluidischen Sensoren normalerweise durch Umgebungseinflüsse nicht beeinträchtigt, welche sich als nachteiliger Einfluß für den Betrieb der in elektrischen Regelsystemen verwendeten Komponenten erwiesen haben. A13£emein gesprochen sind jedoch solche fluidischen Meßfühler bisher in Systemen mit offener Regelschleife verwendet worden, bei denen diese fluidischen Meßfühler lediglich dazu dienen, ein Signal zu erzeugen, welches unzulässige Änderungen in dem überwachten Parameter des Gegenstandes anzeigen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges und verbessertes fluidisches Regelsystem mit geschlossener Regelschleife zu schaffen zur Regelung des Betriebs einer Maschine, um in dieser fadenförmiges Material zu erzeugen, welches den erwünschten Parameter in gleichförmiger Weise, besitzt.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein solches fluidisches Regelsystem zu schaffen, bei dem Änderungen der Betriebsbedingungen der Maschine ausgelöst werden, bei Erfassung von Änderungen des überwachten Parameters des fadenförmigen Materials durch

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den Meßfühler.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein solches fluidisches Regelsystem zur Steuerung oder Regelung einer Kardiermaschine zur Erzeugung von Kammzügen (slivers) von gleichmäßigem Gewicht zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein solches Regelsystem zur Regelung einer Kardiermaschine zu schaffen, bei der im Vergleich zu vorbekannten Systemen mindestens eine Verringerung der Gewichtsschwankungen oder -Streuungen für Kammzüge im Verhältnis 2:1 erzielbar ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein solches fluidisches Regelsystem zu schaffen, welches gekennzeichnet ist durch Zuverlässigkeit des Betriebs, hohe Ansprechgeschwindigkeit und relativ lange Lebensdauer.

Gemäß einer bevorzugten Form der Erfindung wird ein Regelsystem mit geschlossener Regelschleife geschaffen, vorzugsweise zur Verwendung mit Maschinen der Textilindustrie, beispielsweise mit Kardier- oder Krempelmaschinen. Das fluidische Regelsystem enthält eine Meßfühlereinrichtung für den Kammzug zur überwachung eines Parameters des durchlaufenden Kammzuges. Es sind fluidische Signaleinrichtungen vorgesehen und mit der Meßfühlereinrichtung für den Kammzug zur Erzeugung pneumatischer Ausgangssignale vorhanden, welche Änderungen des überwachten Parameters des Kammzuges anzeigen. Mit der Einrichtung für fluidische Signale sind pneumatische Regel- oder Steuereinrichtungen verbunden zum Empfang der von der fluidischen Signaleinrichtung erzeugten pneumatischen Ausgangssignale. Durch die pneumatische Steuereinrichtung werde-n pneumatische Stelleinrichtungen gemäß dem von dem letzteren der Einrichtung für fluidische Signale erhaltenen pneumatischen Ausgangssignale betätigt. Es sind Einrichtungen vorgesehen, um die pneumatische Stelleinrichtung mit

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der Drehzahlübertragungseinrichtung der, Kardiermaschine zu verbinden, wodurch bei einer ersten Größe des überwachten Parameters des Kammzuges die pneumatische Stelleinrichtung eine erste Änderung der Drehzahlübertragungseinrichtung bewirkt und dadurch die Drehzahl der Kardiermaschine vermindert. Wenn der überwachte Parameter des Kammzuges eine zweite Größe besitzt, dann bewirkt die pneumatische Stelleinrichtung eine zweite Änderung an der Drehzahlübertragungseinrichtung und erhöht hierdurch die Drehzahl der Kardiermaschine.

Ein besseres Verständnis der Kardiermaschine ergibt sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung.

Die Abbildung ist eine schematische Darstellung eines fluidischen Regelsystems mit geschlossener Regelschleife gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Abbildung zeigt in schematischer Form ein fluidisches Regelsystem 10 mit geschlossener Regelschleife gemäß der Erfindung. Das Regelsystem 10 in der dargestellten Form ist in der Lage, den Betrieb einer Textilmaschine, beispielsweise einer nicht-gezeigten Kardier- oder Krempelmaschine, zu steuern und zu gewährleisten, daß durch diese Maschine ein bandförmiges Material mit Gleichmäßigkeit eines erwünschten Parameters erzeugt wird.

Gemäß der Abbildung enthält das fluidische Regelsystem 10 vorzugsweise einen Teil 11 mit Filter für die fluidische Versorgung mit einem Regler, dessen einzelne Komponenten zur leichteren Identifizierung durch eine gestrichelte Linie 12 umgeben sind. Dieser Teil 11 erhält ein fließfähiges Medium, wie beispielsweise Luft, unter geeignetem Druck durch ein Rohr 13 aus einer nicht-gezeigten fluidischen Kraftquelle. Wenn das fluidische Regelsystem 10 für industrielle Anwendungen verwendet wird und Luft als Betriebsmittel für das System verwendet wird, dann kann die Luft zuge-

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führt werden aus einem geeignetem internen Druckluftsystem, welches üblicherweise in den meisten industriellen Anlagen verfügbar ist. Andererseits kann bei NichtVorhandensein dieser Druckluftversorgung oder wenn deren Verwendung aus anderen Gründen nicht sinnvoll ist, die Versorgung mit fluidischer Leistung für das flüidische Regelsystem aus irgend einer anderen Quelle erhalten werden, beispielsweise aus einem Luftvorrat aus Preßluftflaschen usw.

Die flüidische Leistungsquelle oder flüidische Leistung wird .-einer ersten Filtereinrichtung 14 zugeführt. Diese enthält ein grobes Filter zur Entfernung der gröberen, normalerweise festen Verunreinigungen, welche in dem Strom des fließfähigen Mittels oder Mediums aus der LeistungsVersorgung vorhanden sein können. Anschließend strömt das fließfähige Mittel durch ein Rohr 15 zu einem Druckregeier 16, der vorzugsweise mit einem freiliegenden Druckmonometer 17 ausgestattet ist Gewöhnlich befindet sich das von der Versorgungsquelle zugeführte Mittel auf einem Druck in der Größenordnung von etwa 7 kg/cm . Der Druckregler 16 vermindert den Druck in dem Strom des fließfähigen Mittels auf einen vorbestimmten Betriebsdruck von etwa 4 kg/cm . Weiterhin dient der Druckregler 16 dazu, irgendwelche stärkeren Schwankungen des Versorgungsdruckes abzudämpfen oder abzuschwächen, welche sonst auftreten könnten. Das heißt, der Druckregler 16 ist in der Lage, das aus ihm austretende fließfähige Mittel auf einem im wesentlichen gleichmäßigen Druck zu halten.

Von dem Druckregler 16 aus strömt das fließfähige Mittel durch Rohreinrichtungen 18 auf eine Seite eines Ventils 19. Dieses teilt den Strom des fließfähigen Mittels so auf, daß ein Teil des Mittels durch das Rohr 20 zu einem ölzusatzteil 21 strömt und der andere Teil des fließfähigen Mittels durch das Rohr 22 zu einem zweiten Filterteil 23 strömt. Beim Durchfluß durch den ölzusatzteil 21 werden dem durchfließenden Anteil des fließfähigen Mittels kleine Mengen öl zugesetzt. Die Zufügung kleiner

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Mengen öl zu diesem Anteil des fließfähigen Mittels steigert die Schmierfähigkeit des Mittels und fördert daher das Schmieren der Ventile, durch welche dieser Anteil des fließfähigen Mittels bei seinem Durchgang durch das fluidische Regelsystem 10 hindurchströmt.

Der übrige Teil des fließfähigen Mittels, welcher durch das Rohr

22 zum zweiten Filter 23 strömt, wird weiter gefiltert mit Hilfe eines Feinfilters, das in der zweiten Filtereinrichtung

23 enthalten ist. Anschließend strömt dieser Teil des fließfähigen Mittels durch das Rohr 24 zu einem Verbindungsteil 25 mit einem Rohr 26. Ein Ende des Rohrs 26 ist zweckmäßigerweise verbunden mit einer Einlaßrichtung 27 der Einrichtung 28 für fluidische Signale, oder dem fluidischen Signalgeber 28. Wie in der Abbildung dargestellt, enthält der fluidische Signalgeber 28 weiterhin einen Ausgangsteil 29, einen Ausgangsteil 30 für ein erstes Signal, einen Ausgangsteil 31 für ein zweites Signal und vorzugsweise ein Paar Anzeigeleuchten 32 bzw. 33· In dem Gehäuse für den fluidischen Signalgeber 28 sind die nicht-gezeigten Bauteile für einen fluidischen Kreis zur Signalerzeugung und -Verstärkung enthalten. Eine Erklärung der Einzelheiten des Aufbaus dieser vorgenannten fluidischen Signalerzeugungsund Verstärkungsschaltung und deren Arbeitsweise ist nicht notwendig zum Verständnis der vorliegenden Erfindung. Mit Ausnahme der nachstehenden Erläuterung ist daher keine ausführliche Beschreibung derselben in dieser Patentanmeldung enthalten.

Der Anteil des fließfähigen Mittels, welcher der fluidischen Signaleinrichtung 28 über die Einlaßeinrichtung 27 zugeführt wird, tritt aus der Auslaßeinrichtung 29 aus. Dieses fließfähige Mittel wird dann einem geeigneten nicht-gezeigten Einlaß einer r%ßfühlereinrichtung oder Sensoreinrichtung 34 mit Hilfe eines Rohrs 35 zugeführt. Wie in der Abbildung dargestellt, umfaßt die Sensoreinrichtung 3^ vorzugsweise eine Einrichtung, die allge-

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mein als "Trompetensensor"bezeichnet wird. Das heißt, die Meßfühlereinrichtung 34 nimmt die Form eines zylindrisch gestalteten hohlen Teils ein, welcher in der Lage ist, bandförmiges Material aufzunehmen, wie beispielsweise den in einer Kardiermaschine erzeugten Kammzug· Weiterhin kann die Meßfühlereinrichtung 34 gemäß der Abbildung an einem Ende mit einem trichterförmigen Führungsteil 36 ausgestattet sein, um die Einführung und die Führung des bandförmigen Materials bei seinem Durchgang durch den hohlen Raum der Sensoreinrichtung 34 zu unterstützen,

Gemäß der bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung wird für die Meßfühlereinrichtung 34 die nachstehende Betriebsart verwendet. Ein Ende eines kontinuierlichen Stückes eines bandähnlichen Materials (nicht gezeigt) wird in das trichterförmige Ende 36 des Meßfühlerkopfes 34 eingeführt. Mit dem Durchgang dieses kontinuierlichen Stücks des bandähnlichen Materials durch das hohle Innere der Meßfühlereinrichtung 34 wird das fließfähige Mittel, welches über das Rohr 35 zugeführt wird, gegen das Material geblasen. Wenn zur Meßfühlereinrichtung 34 Luft als fließfähiges Mittel zugeführt wird, dann läßt man an einem der Enden der Meßfühlereinrichtung 34 die Luft in die Atmosphäre austreten. Der Druck des fließfähigen Mittels in dem Rohr 35 ändert sich gemäß dem Widerstand, den das fließfähige Mittel bei seinem Durchgang durch die Meßfühlereinrichtung 34 antrifft. Weiterhin steht die Größe des Widerstandes für das fließfähige Mittel in einer unmittelbaren Beziehung zu den Parametern der Abmessungen des bandähnlichen Materials, welches durch die Meßfühlereinrichtung 34 hindurchgeht. Daher ist es möglich, durch Messen des Staudruckes oder Rückdruckes in dem Rohr 35 Änderungen der Parameter der Abmessung des bandähnlichen Materials festzustellen. Insbesondere ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, Änderungen in dem Gewicht eines Kammzugstückes bei seinem Durchgang durch die Meßfühlereinrichtung 34 zu messen. Diese Änderungen werden erfaßt, ausgedrückt als Größe des Staudruckes in dem Rohr 35 und

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erzeugen entsprechende Signale in der f'luidisehen Signaleinrichtung 28. Normalerweise ist erwünscht, diese Signale noch zu verstärken, bevor sie die fluidische Signaleinrichtung 28 verlassen. Wie bereits zuvor erwähnt, kann eine Schaltung zur Erzeugung und Verstärkung fluidischer Signale verwendet werden, um diese vorbeschriebenen Punktionen zu bewerkstelligen.

Wie bereits beschrieben, ist die fluidische Signaleinrichtung 28 mit einer ersten Signalausgangseinrichtung 30 und einer zweiten Signalausgangseinrichtung 31 ausgestattet. Wenn daher eine erste Größe des Gewichtes für den durch die Meßfühlereinrichtung 34 laufenden Kammzug gemessen wird, wird ein entsprechendes Signal, welches das Vorhandensein dieses Zustandes oder die ser Bedingung widerspiegelt, durch die fluidische Signaleinrichtung 28 erzeugt und verstärkt. Dieses Signal wird dann von der ersten Signalausgangseinrichtung 30 über das Rohr 37 zur Einlaßöffnung 38 eines ersten Dreiwegeventils 39 gegeben. Gleichzeitig leuchtet eine der beiden Anzeigeleuchten 32 oder 33 auf und ergibt eine visuelle Anzeige dafür, daß das Gewicht des Kammzuges eine Änderung in einer ersten Richtung bezüglich der vorerwünschten
bestimmten/Größe erfahren hat. In ähnlicher Waise wird bei dem Erfassen einer zweiten Größe für das Gewicht des durch die Meßfühlereinrichtung 34 laufenden Kammzuges ein entsprechendes Signal von der fluidischen Signaleinrichtung 28 erzeugt und ver-, stärkt, welches das Vorhandensein dieses Zustandes widerspiegelt.

Dieses Signal wird dann von einer zweiten Signalausgangseinrich-

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tung 31 über ein Rohr/zu der Einlaßöffnung 41 eines zweiten Dreiwegeventils 42 geleitet.Im wesentlichen gleichzeitig hierzu wird die andere der beiden Anzeigeleuchten 32 oder 33 aufleuchten und ergibt eine visuelle Anzeige dafür, daß das Gewicht des Kammzuges sich in einer zweiten Richtung bezüglich der vorbestimmten erwünschten Größe geändert hat. Im allgemeinen wird die Schaltung der fluidischen Signaleinrichtung 28 so eingestellt,

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daß ein solches Signal erzeugt wird, wenn das gemessene Gewicht des Kammzuges kleiner ist als eine vorbestimmte Größe und daß ein anderes Signal erzeugt wird, wenn das gemessene Gewicht des Kammzuges größer ist als die vorbestimmte erwünschte Größe. Weiterhin wird bei einem Gewicht des Kammzuges mit der vorbestimmten erwünschten Größe durch die fluidische Signaleinrichtung kein Signal erzeugt und daher wird weder an das Dreiwegeventil 39 noch an das Dreiwegeventil 42 ein Signal abgegeben. Es ist auch zu beachten, daß zu irgend einem bestimmten Zeitpunkt nur eine der drei vorbeschriebenen Bedingungen oder Zustände vorhanden sein witfd. Das heißt, entweder wird ein Signal durch die erste Signalausgangseinrichtung 30 abgegeben oder ein Signal wird durch die

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zweite Signalausgangseinrichtung 31 abgegeben oder es wird von der fluidisehen Signaleinrichtung 28 kein Signal abgegeben.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Dreiwegeventile 39 und 42, welche in dem fluidisehen Regelsystem 10 verwendet werden, jeweils Ventile des Typs, welcher geeignet ist zur Aufnahme eines fluidisehen Signals mit geringem Druck. Solche Ventile sind, an sich bekannt und es ist daher nicht erforderlich, zum Verständnis der vorliegenden Erfindung den Aufbau dieser Ventile im einzelnen zu besehreiben oder abzubilden. Zusätzlich zu den bereits genannten Einlaßöffnungen 38 bzw. 4l besitzt jedes der Dreiwegeventile 39 bzw. 42 weiterhin eine Versorgungsöffnung 43 bzw. 44 und eine Auslaßöffnung 45 bzw. Wie in der Abbildung dargestellt, sind die Versorgungsöffnungen 43 und 44 mit Hilfe eines Rohrs 47 untereinander verbunden. Die Versorgungsströmung für die Dreiwegeventile 39 und 42 wird von der gleichen LeistungsVersorgungsquelle (nicht-gezeigt) erhalten, welche auch zur Versorgung der fluidisehen Signaleinrichtung 28 mit dem fließfähigen Mittel verwendet wird. Wie bereits beschrieben, strömt das an dem Druckregler 16 austretende fließfähige Mittel durch ein Rohr 18 zum Verbindungspunkt 19. Dort fließt ein Teil des strömungsfähigen Mittels durch das Rohr 22 zu einer zweiten Filtereinrichtung 23 und von dort durch das Rohr 24, die Verbindung 25 und das Rohr 26 zur Einlaßrichtung 27 der fluidisehen Signaleinrichtung 28. Der andere Teil des fließfähigen Mittels strömt von der Verbindungsstelle 19 durch das Rohr 20 zum ölzusatzteil 21. Dieser letztere Teil des fließfähigen Mittels wird den Versorgungsöffnungen der Dreiwegeventile 39 und 42 zugeführt. Insbesondere strömt dieser letztere Teil des fließfähigen MitteIs,'weIcher bei seinem Durchfluß durch den ölzusatzteil 21 öl in sich aufnimmt, durch das Rohr 48 zum Verbindungsteil 49_; mit dem das Rohr 48 mit dem Rohr 50 verbunden ist, durch das Rohr 50 zum Verbindungsteil 51 und von dort durch das Rohr 52 zum Verbindungsteil 53> an dem das Rohr 52 mit dem Rohr

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47 verbunden ist. Vom Rohr 47 strömt das fließfähige Mittel durch die Versorgungsöffnungen 43 und 44 in die Dreiwegeventile 39 bzw. 42. .

Aus der Abbildung ist weiterhin ersichtlich, daß die Auslaßöffnungen 45 bzw. 46 der Dreiwegeventile 39 bzw. 42 jeweils mit Hilfe von Rohren 54 bzw. 55 mit einer Stelleinrichtung 56 verbunden sind. Diese Stelleinrichtung 56 umfaßt gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein pneumatisches Stellglied, d.h. ein Luftzylinder mit einem kolbenähnlichen Teil 57, bei dem ein Ende in geeigneter Weise mit einem Hebel 58 so verbunden ist, daß eine gewisse relative Bewegung gegenüber demselben möglich ist. Das kolbenförmige Teil 57 ist in geeigneter Weise so in dem pneumatischen Stellglied 56 gehaltert, daß beim Strömen des fließfähigen Mittels von der Auslaßöffnung 46 des Dreiwegeventils 42 über das Rohr 45 zum Stellglied 56 dieses eine Bewegung des kolbenähnlichen Teils 57 in das Stellglied 56 hinein bewirkt. Das heißt, wenn das strömungsfähige Mittel durch den Einlaß 59 des Stellgliedes 56 eingelassen wird, wird eine Bewegung des kolbenähnlichen Teils 57 nach links in der Darstellung gemäß der Abbildung erzeugt. Andererseits wird beim Strömen des fließfähigen Mittels von der Auslaßöffnung 45 des Dreiwegeventils· 39 über das Rohr 54 zum Stellglied 56 durch dieses fließfähige Mittel eine Bewegung des kolbenähnlichen Teils 57 aus der Stellgliedeinrichtung 56 heraus verursacht. Das heißt, wenn das fließfähige Mittel durch den Einlaß 60 des Stellgliedes 56 eingelassen wird, dann bewegt sich der kolbenähnliche Teil 57 gemäß der Darstellung in der Abbildung nach rechts.

Das andere Ende des Hebels 58 ist in geeigneter Weise mit einem Hebel 6l verbunden, dessen eines Ende schwenkbar an einer festen Halterung 62 gehaltert ist und an dessen anderem Ende eine Leerlaufriemenscheibe 63 beweglich gelagert ist. Die Leerlaufriemenscheibe 63 bewirkt zusammen mit der variablen Drehzahlübertragung 64 einer Textilmaschine, beispielsweise einer Kardiermaschine

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(nicht gezeigt) in einer Weise, wie sie nachstehend noch im einzelnen erläutert ist. Die Drehzahlübertragungseinrichtung 64 besteht aus einer festen Keilriemenscheibe 65» welche von der KrempelfiIettrommel-WelIe 66 (card doffer shaft) angetrieben wird und welcher ihrerseits über einen Keilriemen 67, eine Riemenscheibe 68 mit variabler Steigung antreibt, die über geeignete nicht-gezeigte Zahnräder mit der Krempel-Zuführungs-Walze (card feed roll) (nicht gezeigt) verbunden ist. Wie in der Abbildung dargestellt,ist die Leerlaufriemenscheibe 63 so am Ende des Hebels 6l gehaltert, daß sie zwischen die Antriebskeilriemenscheibe 65 und die Keilriemenscheibe 68 mit variabler Steigung hineinragt. Weiterhin wird die Leerlaufscheibe 63 durch das pneumatische Stellglied 56 so betätigt, daß sie in Eingriff mit dem Keilriemen 67 kommt, gegen diesen drückt und die Gestalt des Laufweges desselben verändert, so daß der Kontakt der Keilriemenscheibe mit variabler Steigung mit dem Keilriemen so verändert wird, daß sich ein anderer Radius ergibt und dadurch das Drehzahlverhältnis zwischen der Riemenscheibe 68 mit variabler Steigung und der Riemenscheibe 65 mit fester Steigung erhöht oder vermindert wird.

In an sich bekannter Weise ist an dem pneumatischen Stellglied 56 ein hydraulisches Dämpfungsventil 69 Snubber) in geeigneter Weise befestigt. Das Dämpfungsventil 69 umfaßt einen durch Luft betätigten Verriegelungskolben (nicht gezeigt). Dieser wirkt so, daß er die Größe der Bewegung des kolbenähnlichen Teils 57 begrenzt. Das Dämpfungsventil 69 besitzt ein zugeordnetes Anschlagsventil 70 (stop check valve), welches seinerseits durch ein Dreiwegeventil 71 gesteuert wird, mit dem es über ein Rohr 72 verbunden ist. Das Dreiwegeventil 71 ist vorzugsweise ein Ventil des Typs, welcher ein fluidisches Signal mit hohem Druck annehmen kann. Da die Konstruktion solcher Ventile konventionell und an sich bekannt ist, ist es nicht erforderlich,sie im einzelnen zu beschreiben oder abzubilden mit Ausnahme der nachstehenden Beschreibung. Das Dreiwegeventil 71 enthält eine Versor-

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gungsöffnung 73, eine Signaleingangsöffnung ?4~ und:.eine. Aualäßöfx nung 75. Aus der Abbildung ist ersichtlich, daß von den ölzusatzteil 21 aus fließfähiges Mittel der Versorgungsöffnung 73 des Dreiwegeventils 71 über das Rohr 78, das Verbindungsteil 49, das Rohr 50 und das Verbindungsteil 51 zugeführt wird. Weiterhin ist ersichtlich, daß die Signaleingangsöffnung 73 des Dreiwegeventil 71 über das Rohr 76 und den Verbindungsteil 77 mit dem Rohr 5¹I und dadurch mit der Auslaßöffnung 45 des Dreiwegeventils 39 verbunden ist. Weiterhin verbindet das Rohr 72 die Auslaßöffnung 75 des Dreiwegeventils 71 mit dem Einlaß des Anschlagventils 70. Hier ist zu beachten, daß der geringe ölanteil, welcher dem Teil des fließfähigen Mittels der durch die Dreiwegeventile 39, 42 und 71, das Anschlagsventil 70, das hydraulische Dämpfungsventil und das pneumatische Stellglied 56 bei dem Durchgang des fließfähigen Mittels durch den ölzusatzteil 21 zugefügt wird, mindestens teilweise die Erfordernisse für die Schmierung der verschiedenen Bauteile der vorerwähnten·Ventile, Dämpfungsventile und der Stellgliedeinrichtung befriedigt. Selbstverständlich kann bei einer auf andere Weise bewirkten ausreichenden Schmierung das ölzusatzteil 21 und seine Punktion der Einführung von öl in das durchströmende fließfähige Mittel gewünschtenfalls weggelassen werden.

Um die Geschwindigkeit zu steuern, mit der das fließfähige Mittel dem hydraulischen Dämpfungsventil 69 zugeführt wird und damit die Geschwindigkeit, mit der sich der kolbenähnliche Teil 57 des pneumatischen Stellgliedes 56 bewegen kann, ist eine Einstelleinrichtung 78 für diesen Zweck vorgesehen. Die Einstelleinrichtung 78 umfaßt ein nicht gezeigtes Nadelventil, mit dessen Hilfe die erwünschte Geschwindigkeit für die Bewegung des kolbenähnlichen Teils 57 voreingestellt werden kann. Weiterhin kann durch Drehung des Einstellknopfes dieses Einstellorgan zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit periodisch nach Bedarf eingestellt werden.

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Es folgt nachstehend eine Beschreibung der Arbeitsweise des fluidischen Regelsystems 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Bandförmiges Material von einer industriellen Maschine, beispielsweise ein Kammzug von einer Krempelmaschine, wird zum Durchlauf durch die Meßfühlereinrichtung 3^ gebracht. In dieser wird kontinuierlich beim Durchgang durch die Meßfühlereinrichtung 34 einer der Parameter der Abmessung des Materials, beispielsweise das Gewicht desselben, überwacht. Dies wird erreicht durch die fluidische Signaleinrichtung 28, welche den Staudruck in dem Rohr 35 für das fließfähige Mittel erfaßt, welches der Meßfühlereinrichtung 3¹* zugeführt wird. Der Druck des fließfähigen Mittels in dem Rohr 35 ändert sich gemäß dem Widerstand, welchen das fließfähige Mittel bei seinem Durchgang durch die Meßfühlereinrichtung 34 erfährt. Da die Größe des Widerstandes für das fließfähige Mittel in unmittelbarer Beziehung zu den Abmessungsparametern des durch die Meßfühlereinrichtung 3¹* laufenden bandförmigen Materials steht, ist es möglich,durch Messen des Staudruckes in dem Rohr 35 d5.e Änderungen von Parametern der Abmessung zu messen, beispielsweise des Gewichtes des bandförmigen Mater.' als. Wenn eine erste Größe für das Gewicht des durch die Meßfühlereinrichtung 34 durchlaufenden bandförmigen Materials erfaßt wird, wird ein entsprechendes Signal von der fluidischen Signaleinrichtung 28 erzeugt und verstärkt, welches das Vorhandensein dieses Zustandes widerspiegelt. Dieses Signal wird dann von der ersten Signalausgangseinrichtung 30 an die pneumatische Steuereinrichtung/wS5^ie SaB* Dreiwegeventil 39 enthält. In ähnlicher Weise wird bei Erfassung einer zweiten Größe für das Gewicht des durch den Meßfühler 34 laufenden bandförmigen Materials ein entsprechendes Signal von der fluidischen Signaleinrichtung 28 erzeugt und verstärkt, welches das Vorhandensein dieses Zustandes widerspiegelt. Dieses Signal wird dann von der zweiten Signalausgangseinrichtung 31 weitergegeben an die pneumatische Steuereinrichtung einschließlich des Dreiwegeventils 42. Wenn weiterhin das Gewicht des bandförmigen Materials die vorgegebene erwünschte Größe besitzt, wird durch die

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fluidische Signaleinrichtung 28 kein Signal erzeugt und daher kein Signal an die pneumatische Steuereinrichtung abgegeben. Weiterhin liefert die fluidische Signaleinrichtung 28 zusätzlich zur Lieferung des vorbeschriebenen digitalen pneumatischen Aus gangs sign a Is noch einen visuellen elektrischen Ausgang mit Hilfe der Anzeigeleuchten 32 und 33. Dabei werden die Anzeigeleuchten 32 und 33.SO betrieben, daß eine der Lampen 32 oder 33 beleuchtet wird, wenn ein Ausgangssignal an der ersten Signalausgangseinrichtung 30 erzeugt wird und die andere Lampe beleuchtet wird, wenn ein Ausgangssignal an der zweiten Signalausgangseinrichtung 31 erzeugt wird. Die vorbeschriebenen digitalen pneumatischen Ausgangssignale, welche von der fluidischen Signaleinrichtung 28 abgegeben werden, werden verwendet zur Ansteuerung des pneumatischen Stellgliedes 56, und zwar durch 'die pneumatische Steuereinrichtung einschließlich der Druckübersetzungsventile von einem niedrigen Druck auf einen hohen Druck, welche als pneumatische Dreiwegeventile 39 und 42 ausgebildet sind.· Das Stellglied 56 ist verbunden mit der variablen Drehzahltransmission der industriellen Maschine. Dies geschieht in einer solchen Weise, daß bei Erfassen eines Gewichtes des bandförmigen Materials oberhalb einer gewünschten Größe an die pneumatische Steuereinrichtung ein Signal abgegeben wird, welches das Stellglied 56 so betätigt, daß dieses eine Veränderung der Drehzahltransmission herbeiführt, welche eine Verminderung der Drehzahl der industriellen Maschine erzeugt. Wenn eine Größe des Gewichtes des bandförmigen Materials unterhalb des gewünschten Wertes erfaßt wird, wird an die pneumatische Steuereinrichtung ein zweites Signal abgegeben, welches das Stellglied 56 so betätigt, daß dieses eine Veränderung der Drehzahltransmission erzeugt, welche eine Erhöhung der Drehzahl der Industriemaschine bewirkt. An dem Stellglied 56 ist ein hydraulisches Dämpfungsventil 69 mit einem einstellbaren Steuerorgan für die Geschwindigkeit angebracht, um eine Einstellung des Ansprechens des Systems zur Erzielung eines stabilen Systems zu gestatten.

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Weiterhin wird vorzugsweise in Verbindung mit dem hydraulischen Dämpfungsventil 69 ein Anschlagventil verwendet, um jegliche Bewegung des pneumatischen Stellgliedes 56 zu verhindern, wenn kein Signal von der fluidischen Signaleinrichtung vorhanden ist.

Aus der Abbildung ist ersichtlich, daß jedes der Rohre 26 und 50 ein freies Ende 26a bzw. 50a besitzt. Die Möglichkeit, das Ende 26a des Rohrs 26 und auch das Ende 50a des Rohrs 50 zum Anschluß der nicht-gezeigten Leistungsquelle an andere Einrichtungen, wie Meßfühlereinrichtungen, fluidische Signa!einrichtungen, pneumatische Steuereinrichtungen und pneumatische Stellglieder, liegt im Rahmen des Umfangs der vorliegenden Erfindung. Es können daher eine Vielzahl von Bändern eines bandförmigen Materials, welche von einer einzigen Maschine erzeugt werden, in einem Regelsystem gesteuert werden mit einer Zufuhr des fließfähigen Mittels aus einer einzigen Leistungsquelle oder es können eine Vielzahl von industriellen Maschinen, die jeweils ein einziges Materialband erzeugen, in gleicher Weise durch ein Regelsystem mit geschlossener Regelschleife gesteuert werden und jeweils ihre Leistungsversorgung mit fließfähigem Mittel aus der gleichen Quelle erhalten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde daher ein neuartiges und verbessertes fluidisches Regelsystem zur Steuerung des Betriebs einer Maschine geschaffen, um auf der_-selben bandförmiges Material zu erzeugen, welches in gleichmäßiger Weise den erwünschten Parameter besitzt. Weiterhin ist die Arbeitsweise des fluidischen Regelsystems gemäß der vorliegenden Erfindung so beschaffen, daß Änderungen in den Betriebsbedingungen der Maschine bewirkt werden bei Erfassen von Änderungen des überwachten Parameters des bandförmigen Materials. Weiterhin ist das fluidische Regelsystem in der Lage, eine Kardiermaschine oder Krempelmaschine zur Erzeugung von Kammzügen mit gleichförmigem Gewicht zu steuern. Weiterhin ist durch das fluidische Regelsysten gemäß der Erfindung gegenüber den vorbekannten Systemen mindestens

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eine Verminderung von 2:1 bezüglich der GewichtsSchwankungen des Kammzuges möglich. Schließlich wird durch die vorliegende Erfindung ein fluidisches Regelsystem geschaffen, daß gekennzeichnet ist durch Zuverlässigkeit im Betrieb, schnelle Ansprechgeschwindigkeit und relativ lange Lebensdauer.

In der Abbildung wurde nur eine Ausführungsform der Erfindung im einzelnen dargestellt. Vorstehend wurde jedoch auf eine Anzahl von Abwandlungen Bezug genommen. Beispielsweise kann in den Anwendungsfällen, bei denen das zugeführte fließfähige Mittel hinreichend frei von Verunreinigungen ist und dadurch keine Filterung des zugeführten Mittels erforderlich ist oder in den Anwendungsfällen, in denen die Ventile hinreichend durch andere Mittel geschmiert werden, gewünschtenfalls auf die Verwendung von Filtereinrichtungen und/oder einem ölzusatzteil verzichtet werden. Bei anderen Anlagen, bei denen sich der Druck des zugeführten fließfähigen Mittels nicht bedeutungsvoll ändert und der Druck die erwünschte Größe für die verschiedenen Ventile und fluidischen Signaleinrichtungen besitzt, kann der Regler 16 ebenfalls weggelassen werden, wenn dies erwünscht ist". Im vorstehenden wurden bestimmte Beispiele für pneumatische Steuereinrichtungen und pneumatische Stellglieder beschrieben. Es liegt jedoch im Rahmen des Umfangs der vorliegenden Erfindung,auch andere Steuereinrichtungen und Stellglieder an Stelle der beschriebenen zu verwenden. In diesem Zusammenhang können diese anderen Steuereinrichtungen und Stellglieder die Form mechanischer und/oder elektrischer Einrichtungen oder Kombinationen derselben annehmen.

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Claims

Patentansprüche

1. Fluidisches Regelsystem zur Steuerung des Betriebs einer Maschine mit einer Drehzahltransmissionseinrichtung zur Erzeugung eines bandförmigen Materials mit erwünschten gleichförmigen Eigenschaften, dadu.rch gekennzeichnet, daß es umfaßt:

a) mindestens eine 'Meßfühlereinrichtung (3¹O zur überwachung eines Parameters des durchlaufenden bandförmigen Materials,

b) mindestens eine fluidische Signaleinrichtung (28), die mit der Meßfühlereinrichtung (3¹O verbunden ist zur Erzeugung mindestens eines Ausgangssignales, welches eine Änderung dieses Parameters des bandförmigen Materials anzeigt,

c) mindestens eine mit dieser fluidischen Signaleinrichtung (28) verbundene Steuereinrichtung (39, ^2) zur Aufnahme des von der fluidischen Signaleinrichtung (28) erzeugten Äusgangssignals,

d) mindestens ein mit der Steuereinrichtung (39, ^2) verbundenes Stellglied (56), welches durch die Steuereinrichtung gemäß dem dort aufgenommenen Ausgangssignal von der fluidischen Signaleinrichtung (28) steuerbar ist, und

e) eine Einrichtung zur Herstellung der Verbindung zwischen dem Stellglied (56) und der Drehzahltransmissionseinrichtung (6¹O der Maschine in einer solchen Weise, daß bei Erfassen einer Abweichung des bandförmigen Materials von den gewünschten gleichmäßigen Eigenschaften, der Erzeugung des Ausgangssignals durch die fluidische Signaleinrichtung (28) und der Weitergabe des Signals an die Steuereinrichtung. (39, M2) zur Betätigung des Stellgliedes (56) eine Veränderung der Drehzahltransmissionseinrichtung (64) einstellbar ist, durch welche die Drehzahl der Maschine so veränderbar ist, daß das von der Maschine erzeugte bandförmige Material die erwünschten gleichförmigen Eigenschaften besitzt.

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Fluidisches Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t, daß:

a) durch die fluidische Signaleinrichtung (28) ein erstes Ausgangssignal erzeugbar ist, wenn das bandförmige Material in einer ersten Richtung gegenüber den erwünschten gleichförmigen Eigenschaften abweicht,

b) durch die fluidische Signaleinrichtung (28) ein zweites Ausgangssignal erzeugbar ist, wenn das bandförmige Material von den erwünschten gleichförmigen Eigenschaften

' in einer zweiten Richtung abweicht, und

c) durch die fluidische Signaleinrichtung (28) kein Ausgangssignal erzeugbar ist, wenn das bandförmige Material die erwünschten gleichförmigen Eigenschaften besitzt.

Pluidisches Regelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennze i chne t, daß:

a) durch die Steuereinrichtung (39, 42) bei Empfang des ersten Ausgangssignals von der fluidischen Signaleinrichtung (28) das Stellglied (56) betätigbar ist zur Vornahme einer ersten Änderung in der Drehzahltransmissionseinrichtung (64) im Sinne einer Verminderung in der Drehzahl der Maschine, wodurch das von der Maschine erzeugte bandförmige Material auf die erwünschten gleichförmigen Eigenschaften zurückführbar ist, und

b) die Stellgliedeinrichtung (56) durch die Steuereinrichtung (39, 42) bei Eintreffen eines zweiten Aus gangs signals von der fluidischen Signaleinrichtung (28) betätigbar ist zur Vornahme einer Änderung der Drehzahltransmissionseinrichtung (64), durch welche die Drehzahl der Maschine erhöht ist zur Rückführung des von der Maschine erzeugten bandförmigen Materials auf die erwünschten gleichförmigen Eigenschaften.

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Pluidisches Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) durch die fluidische Signaleinrichtung (28) ein pneumatisches digitales Signal erzeugbar ist,

b) die Steuereinrichtung (39, 42) eine pneumatische Einrichtung ist und ein erstes und ein zweites Dreiwegeventil (39, 42) zur Umsetzung von einem niedrigen Druck auf einen hohen Druck besitzt, wobei jedes dieser beiden Ventile (39, 42) eine mit dem Stellglied (56) verbundene Auslaßöffnung (45, 46) besitzt, und

c) das Stellglied (56) ein pneumatisches Stellglied ist und einen Luftzylinder enthält.

Pluidisches Regelsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin umfaßt:

a) eine Filter- und Reglereinrichtung (11) zur Filterung und Regulierung des Drucks des fließfähigen Mittels, welches der Meßfühlereinrichtung (34) der fluidischen Signaleinrichtung (28), der Steuereinrichtung (39» 42) und dem Stellglied (56) zugeführt wird, und

b) ein hydraulisches Dämpfungsventil (69), das mit dem Stellglied (56) verbunden ist, wobei dieses hydraulische Dämpfungsventil (69) eine einstellbare Einrichtung (78) zur Einstellung der Geschwindigkeit besitzt, um eine Nachstellung der Ansprechempfindlichkeit des Systems zur Erzeugung eines stabilen Systems zu gestatten.

Fluidisches Regelsystem zur Steuerung des Betriebs einer Kardier- oder Krempelmaschine mit einer Drehzahltransmission zur Erzeugung eines Kamrazuges mit gleichförmigem Gewicht, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:

a) mindestens eine Meßfühlereinrichtung (34) zur überwachung des Gewichtes eines durchlaufenden Kammzuges,

b) mindestens eine mit der Meßfühlereinrichtung (34) verbundene fluidische Signaleinrichtung (28) zur Erzeugung min-

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destens eines pneumatischen Ausgängssignales zur Anzeige einer Änderung des Gewichtes des Kammzuges,

c) mindestens eine pneumatische Steuereinrichtung (39_t 40), welche mit der fluidischen Signaleinrichtung (28) verbunden ist und von dieser das pneumatische Ausgangssignal erhält,

d) mindestens ein pneumatisches Stellglied (56), das mit der pneumatischen Steuereinrichtung (39, 42) verbunden und durch diese betätigbar ist gemäß dem pneumatischen Ausgangssignal von der fluidischen Signaleinrichtung (28), und

e.) eine Einrichtung zur Verbindung des pneumatischen Stellgliedes (56) mit der Drehzahltransmissionseinrichtung (6*0 der Kardiermaschine in einer solchen Weise, daß bei Erfassen einer Abweichung des Kammzuges von dem gleichförmigen Gewicht das pneumatische Ausgangssignal durch die

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fluidische Signaleinrichtung/erzeugbar ist, auf die pneumatische Steuereinrichtung (39, 42) abgebbar ist zur Betätigung des pneumatischen Stellgliedes (56), um eine Änderung der Drehzahltransmissionseinrichtung (64) herbeiführen zur Änderung der Drehzahl der Kardiermaschine und zur Rückführung des erzeugten Kammzuges auf das gleichförmige Gewicht.

7'. Fluidisches Regelsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:

a) eine fluidische Signaleinrichtung (28), durch die ein

erstes pneumatisches Ausgangssignal erzeugbar ist, wenn der Kammzug oberhalb des gleichförmigen Gewichtes liegt, . b) ein zweites pneumatisches Ausgangssignal durch die eine fluidische Signaleinrichtung (28) erzeugbar ist, wenn der Kammzug ein Gewicht unterhalb des gleichförmigen Gewichtes besitzt,

c).durch die fluidische Signaleinrichtung (28) kein pneumatisches Ausgangssignal erzeugbar ist, wenn der Kammzug das gleichförmige Gewicht besitzt,

d) die fluidische Signaleinrichtung (28) eine erste visuelle

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Anzeigeeinrichtung (32) besitzt, welche bei Erzeugung des ersten pneumatischen Ausgangssignals erleuchtet ist, und e) die fluidische Signaleinrichtung (28) eine zweite visuelle Anzeige (33) besitzt, welche erleuchtet ist, wenn das zweite pneumatische Ausgangssignal erzeugt wird«

8. Fluidisches Regelsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:

a) eine pneumatische Steuereinrichtung (39, 42)*, durch welche bei Eintreffen des ersten pneumatischen Ausgangssignals von der fluidischen Ausgangssignaleinrichtung (30, 3D das pneumatische Stellglied (56) betätigbar ist zur Vornahme einer ersten Änderung der Drehzahltransmission (64) in Richtung einer Verminderung der Drehzahl der Kardiermaschine zur Rückführung des erzeugten Kammzuges auf das

. gleichförmige Gewicht, und

b) durch die pneumatische Steuereinrichtung (39» 42) bei Erhalt des zweiten pneumatischen Ausgangssignales von der fluidischen Signaleinrichtung das pneumatische Stellglied (56) batätigbar ist zur Vornahme einer zweiten Änderung der Drehzah!transmission (64) in Richtung einer Erhöhung der Drehzahl der Kardiermaschine zur Rückführung des erzeugten Kammzuges auf das gleichförmige Gewicht.

9. Pluidisches Regelsystem nach Anspruch 6, dadurch ge k'e η η ζ e,4. c h η e t, daß es umfaßt:

a) eine fluidische Signaleinrichtung (28) zur Erzeugung eines digitalen pneumatischen Ausgangssignals,

t^iiobei die pneumatische Steuereinrichtung (39, 42) ein erstes Dreiwegeventil (39) und ein zweites Dreiwegeventil (42) zur Umsetzung von einem niedrigen Druck auf einen . . höheren Druck besitzt, wobei jedes dieser ersten und zweiten Ventile, (39, 42) eine AusgangsÖffnung (45, 46) aufweist, welche mit dem pneumatischen Stellglied (56) verbunden ist,und

c) das pneumatische Stellglied (56) einen Luftzylinder besitzt.

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10. Pluidisches Regelsystem nach Anspruch 9» weiterhin g ekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) es ist eine Filter- und Reglereinrichtung (11) vorgesehen zur Filterung und Regelung des Drucks des fließfähigen Mittels für die Meßfühlereinrichtung (3¹O, die flui^ dische Signaleinrichtung (28), die pneumatische Steuereinrichtung (39, 42) und das pneumatische Stellglied (56) und · -^ " --.."'■

•b) mit dem pneumatischen Stellglied (56) ist ein hydraulisches Dämpfungsventil (69) verbunden, welches eine einstellbare Steuereinrichtung (78) zur Einstellung der Geschwindigkeit und damit der Ansprechgeschwindigkeit des Systems zur Erzielung eines stabilen Systems aufweist.

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