DE2639787A1

DE2639787A1 - Verfahren und vorrichtung zur regelung der luntendicke in einer karde

Info

Publication number: DE2639787A1
Application number: DE19762639787
Authority: DE
Inventors: Junzo Hasegawa; Yasutaka Hayashi; Takashi Katoh; Yasuhiko Suzuki; Akira Tanaka; Takahiko Tsunekawa
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc; Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1975-09-06
Filing date: 1976-09-03
Publication date: 1977-03-10
Also published as: DE2639787C3; DE2639787B2; US4099297A; JPS5234030A; JPS5917203B2; GB1505209A; CH613001A5

Description

OKI.-INS. DIFL-INS. M. SC. DIPL.-PHVS DR OIPL.-PMY?.

HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKr.R

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 41 918 b

k - 163

2. Sept. 1976

1. Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho

1, Toyoda-cho 2-chome, Kariya-shi, Aichi-ken, Japan

2. Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho

2-12, Hisakata, Tenpaku-ku, Nagoya-shi, Aichi-ken, Japan

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Luntendicke in einer Karde

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Luntendicke in einer Karde sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

7098HI/09U

ORIGINAL INSPECTED

a 41^1Bb 2633787

2. September 19 76 - 2 -

Im allgemeinen ändert sich die Menge von Faserbüscheln, welche einer Karde mit Hilfe einer Faserbüschel-Speisevorrichtung, wie z.B. einer Speisewalze, zugeführt wird in Abhängigkeit von der Zeit, und zwar sowohl bei Systemen, wo watteartiges Material zugeführt wird als auch bei Systemen, wo Faserbüschel zugeführt werden. Die Änderungen in der Menge der zugeführten Faserbüschel führen dazu, dass sich Schwankungen in der Luntendicke ergeben. Im allgemeinen lassen sich zwei derartige Schwankungen in der Luntendicke am Ausgang der Karde feststellen, nämlich:

(a) relativ grosse Schwankungen, bei denen der zeitliche Abstand zwischen den Spitzenwerten relativ lang ist; diese Dickenänderungen werden nachstehend als langfristige Dickenänderungen bezeichnet, und

(b) relativ kleine Änderungen, bei denen der Abstand zwischen den Spitzenwerten relativ kurz ist und die den langfristigen Dickenänderungen überlagert sind; diese Dickenänderungen werden nachstehend als kurzfristige Dickenänderungen bezeichnet.

Der Einfluss der kurzfristigen Dickenänderungen kann dadurch ausgeschaltet werden, dass man die Lunte für die nach Durchlaufen der Karde stattfindenden Arbeitsvorgänge verdoppelt, wodurch man eine gleichmässigere Luntendicke erhält. Durch dieses Verdoppeln lassen sich jedoch andererseits die langfristigen Dickenänderungen in ihren Wirkungen nicht unterdrücken, so dass die Garnnummer eines aus der Lunte hergestellten Garnes schwankt. Dies führt aber dazu, dass ein aus

709810/09U

2. September 1976 - 3 -

den betreffenden Garnen hergestelltes gewebtes oder gestricktes Erzeugnis aufgrund, der Änderungen der Garnnummern ein unbefriedigendes Aussehen besitzt. Es bestand daher schon seit langem der Wunsch, eine Vorrichtung zu verwirklichen, mit deren Hilfe langfristige Schwankungen der Luntendicke'unterdrückt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wurden bereits verschiedene Arten von Vorrichtungen vorgeschlagen. Eine dieser früher vorgeschlagenen Vorrichtungen arbeitet wie folgt:

Es wird ein Toleranzbereich vorgesehen, dessen Breite entsprechend einem Bezugswert für die Luntendicke vorgegeben wird;

es werden Übertragungsschalter betätigt, wenn die Dicke der Lunte unterhalb oder oberhalb des Toleranzbereiches liegt;

man erhöht oder verringert das Übersetzungsverhältnis eines Regelgetriebes, indem man mit Hilfe der Übertragungsschalter eine positive oder.eine negative Spannung an einen Stellmotor anlegt, welcher mit dem Regelgetriebe zusammenwirkt, und· man regelt die der Karde zugeführte Faserbüschelmenge mit Hilfe der Speisevorrichtung, von der die Faserbüschel angeliefert werden, um auf diese Weise eine gleichmässige Dicke der Lunte zu erhalten.

Gemäss einem anderen früheren Vorschlag geht man wie folgt vor:

709818/09U

k - 163

2. September 19 76 - 4 -

Man misst die Änderungen der Dicke der Lunte als Druckschwankungen von in einen Trichter für die Lunte eingeleiteter Druckluft; man setzt die Druckschwankungen in.Änderungen eines elektrischen Signals um;

man regelt die Drehzahl eines Elektromotors, welcher die Speisewalze antreibt mit Hilfe einer elektronischen Steuerschaltung, die einen Thyristor enthält, der durch das genannte elektrische Signal gesteuert wird, so dass auf diese Weise die Menge der der Karde zugeführten Faserbüschel kontinuierlich geregelt wird und zu den Dickenänderungen der Lunte umgekehrt proportional ist.

Es hat sich nun jedoch bei den beiden vorstehend beschriebenen Verfahren bzw. Vorrichtungen zum Ausregeln langfristiger Schwankungen der Luntendicke als schwierig erwiesen, eine besonders hohe Genauigkeit zu erreichen. Dies liegt daran, dass die Breite des Toleranzbereiches bezüglich des Bezugswertes für die Dicke der Lunte vorgegeben wird und dass die Dickenänderungen so geregelt werden, dass sie in dem Toleranzbereich bleiben, indem man die Übertragungsschalter ein- oder ausschaltet, wobei sich grosse Abweichungen von dem Bezugswert ergeben. Bei der an zweiter Stelle beschriebenen früheren Vorrichtung zur Regelung der Luntendicke ist ferner der Aufbau der Vorrichtung kompliziert, so dass diese in der Herstellung teuer und schwer zu v/arten ist, wobei es ausserdem Schwierigkeiten bereitet, einen bestimmten Bezugswert einzustellen.

Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik bzw. den oben dargelegten Problemen, liegt der Erfindung die

7Ü9810/09U

A 41 918 b

k - 163 - 5 -

2. September 1976 9R39787

Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regelung der Luntendicke anzugeben, mit dem die geschilderten Schwierigkeiten überwunden werden sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Regelung der Luntendicke in einer Karde gelöst, v/elches durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

Man ermittelt die Luntendicke am Ausgang der„Karde und erzeugt ein entsprechendes elektrisches Dickensignal;

man erzeugt ein Differenzsignal, indem man das elektrische Dickensignal mit einem Bezugssignal vergleicht, das einer vorgegebenen konstanten Luntendicke entspricht;

man erzeugt während aufeinanderfolgender Zeitintervalle jeweils ein dem Differenzsignal entsprechendes, als Steuersignal dienendes Abwicklungssignal _t wobei jedes dieser Zeitintervalle kürzer ist als die Dauer einer langfristigen Dickenänderung der Lunte und

man stellt die Menge der der Karde zugeführten Faserbüschel für die einzelnen Zeitintervalle so ein, daß sich eine Verringerung des Abv/eichungssignals gegen Null ergibt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also die Menge der zugeführten Faserbüschel nicht kontinuierlich, sondern intermittierend geregeltί und zwar in Übereinstimmung mit den

70981Q/0

k - 163

2. September 19 76 - 6 -

Schwankungen der Abweichung von einer vorgegebenen Luntendicke entsprechend den langfristigen Dickenänderungen. Demgemäss ist es erfindungsgemäss nicht erforderlich, die zugeführte Menge an Faserbüscheln kontinuierlich so zu regeln, dass sie den Dickenänderungen umgekehrt proportional ist, wie dies bei den vorbekannten Vorrichtungen der Fall war. ,

Zur Durchführung des erfindungsgeraässen Verfahrens hat sich eine Vorrichtung als besonders vorteilhaft erwiesen, die durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:

Es ist ein Detektor zum Feststellen der Luntendicke am Ausgang der Karde und zum Erzeugen eines entsprechenden elektrischen Dickensignals vorgesehen;

es ist eine erste Steuerschaltung zum Erzeugen eines Differenzsignals vorgesehen, in welcher das elektrische Dickensignal mit einem Bezugssignal verglichen wird, das einer vorgegebenen konstanten Luntendicke entspricht;

es ist eine zweite Steuerschaltung zum Erzeugen je eines dem Differenzsignal entsprechenden als Steuersignal dienenden Abweichungssignals während aufeinanderfolgender Zeitintervalle vorgesehen, von denen jedes kürzer ist als die Dauer einer langfristigen Dickenänderung der Lunte (S) und

es ist eine Einstellvorrichtung zum Einstellen der Menge der der Karde zugeführten Faserbüschel vorgesehen, mit deren Hilfe

7098H/09U

2. September 19 76 - 7 -

diese Menge für die einzelnen Zeitintervalle derart einstellbar ist, dass sich eine Verringerung des Differenzsignals gegen Null-ergibt.

Der entscheidende Vorteil einer Vorrichtung gemäss der Erfindung besteht darin, dass sie im Vergleich zu den früheren Vorrichtungen einfach aufgebaut und billig herstellbar ist und dass ihre Fähigkeit, Schwankungen der Luntendicke zu unterdrücken, dennoch grosser ist als bei den vorbekannten Vorrichtungen und Verfahren.

Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens bzw. bei Einsatz einer Vorrichtung gemäss der Erfindung lassen sich Schwankungen der Luntendicke mit hoher Genauigkeit unterdrücken. Ausserdem kann die anfängliche Einstellung auf einen vorgegebenen Bezugswert, die immer dann erforderlich ist, wenn die Produktionsbedingungen geändert werden, beispielsweise die Arbeitsgeschwindigkeit usw., einfach und in kurzer Zeit durchgeführt werden, wobei die erfindungsgemässe Vorrichtung zudem wenig störanfällig und hervorragend zu warten ist.

Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel geht man erfindungsgemäss wie folgt vor;

Man überlagert ein Dreiecksignal, ein Sägezahnsignal oder ein Sinussignal mit einer Periode, die kürzer ist als die Periode der langfristigen Dickenschwankungen der Lunte mit einem elektrischen Signal, welches der Dicke der Lunte entspricht und von einem Detektor erzeugt wird;

man erzeugt ein impulsförmiges Steuersignal, dessen Impulsbreite

709810/09U

A 41 918 b '

k - 163

2. September 19 76 - 8 -

bzw. Impulsanzahl der Zeitdauer proportional ist, in der eine Amplitude des oben erwähnten überlagerten Signals einen vorgegebenen Bezugswert übersteigt, wodurch die der Karde zugeführte Menge an Faserbüscheln intermittierend durch das impulsförmige Steuersignal geregelt wird, um eine^gleichmässige Dicke zu erzielen.

Gemäss einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein impulsförmiges Steuersignal erzeugt, dessen Impulsbreite oder Impulszahl den Schwankungen der Luntendicke proportional ist, und man steuert die Menge der der Karde zugeführten Faserbüschel intermittierend mit Hilfe des impulsförmigen Steuersignals derart, dass eine gleichmässige Luntendicke erreicht wird, wobei das impulsförmige Steuersignal in zeitlichen Abständen erzeugt wird, welche wesentlich kürzer sind als die Zeit, die für die Anlieferung einer Längeneinheit der Lunte erfor-

der Dauer
derlich ist und wobei diese Längeneinheitfeiner langfristigen Änderung der Luntendicke der Lunte am Ausgang der Karde entspricht.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand der Schutzansprüche. In der Zeichnung zeigen:

Fig. ί ein schematisches Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens;

Fig. 2 eine vergrösserte schematische Darstellung mit Einzelheiten des Aufbaus eines Detektors der

Anordnung gemäss Fig. 1;

70981070914

k - 163

2. September 19 76 - 9 -

Fig. 3 ein detailliertes Blockschaltbild einer Steuerschaltung in Fig. 1;

Fig. 4a

bis 4h Signalformen an verschiedenen Punkten der

Schaltung gemäss Fig. 3;

Fig. 5a

und 5b Längsschnitte eines Regelgetriebes bei kleinem

bzv/. grossem Übersetzungsverhältnis;

Fig. 6 eine vergrösserte Draufsicht auf eine sich drehende Scheibe und einen Endschalter des Regelgetriebes gemäss Fig. 5a;

Fig. 7 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform

einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens;

Fig. 8a

bis 8h· Signalformen an verschiedenen Punkten der Anordnung gemäss Fig. 7;

Fig. 9 ein Blockdiagramm einer Steuereinheit für eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens und

Fig. 10a

bis 1Oe Spannungsverläufe an verschiedenen Punkten der

Anordnung gemäss Fig.

- 10 -

7098ia/09U

A 41 918 b

k - 163

2. September 1976 - 10 -

Anhand der Fig. 1 bis 6 der Zeichnung soll nachstehend eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindurigsgernässen Verfahrens näher erläutert werden, bei der die Überlagerung eines Dreiecksignals erfolgt. Beim ersten Ausführungsbeispiel ist gemäss Fig. 1 auf der einen (linken) Seite der Karde 10 eine Speisewalze 11 vorgesehen, mit deren Hilfe der Karde 10 Faserbüschel C zugeführt werden. Auf der Ausgangsseite der Karde 10 sind Messwalzen 12a und 12b vorgesehen, welche Änderungen der Luntendicke der aus der Karde austretenden Lunte messen. Die Messwalze 12a kann in Abhängigkeit von den Änderungen der Luntendicke nach unten und oben bewegt werden. Wie Fig. 1 und 2 zeigen, sind Hebel 13, 14 und 15 vorgesehen, welche um Schwenkachsen 13a, 14a bzw. 15a schwenkbar sind. Der Hebel 13 ist mit dem Hebel 14 über einen Verbindungshebel 16 verbunden, während der Hebel 14 mit dem Hebel 15 über einen Verbindungshebel 17 verbunden ist. Die Hebelanordnung ist so ausgebildet, dass eine Auslenkung der oberen Messwalze 12a der Reihe nach auf die Hebel 13 bis 15 übertragen wird. Der Hebel 15 ist an seinem einen Ende mit der Welle (nicht dargestellt) eines Potentiometers 19 verbunden, und zwar über einen Verbindungshebel 18. Auf diese Weise wird die durch die Hebelübersetzung vergrösserte Bewegung der Messwalze 12a, d.h. die Änderung der Luntendicke, mit Hilfe des Potentiometers 19 in eine elektrische Spannung umgesetzt, die als Dickensignal bezeichnet wird.

Wie Fig. 2 zeigt, besteht ein Teil des Hebels 14 des Hebel-Übersetzungsgestänges aus Federmaterial, beispielsweise aus einer Blattfeder. Ausserdem ist das eine Ende einer Rückholfeder 14b mit einem Punkt des Hebels 14 verbunden. Ausserdem

- 11 -

70981Q/09U

2. September 19 76 - 11 -

ist ein Punkt des Hebels 15 mit einem Dämpfungsglied, beispielsweise einem Öldämpfer 20 verbunden. Auf diese Weise werden
Vibrationsbewegungen der Messwalze 12a, welche auf kurzfristige Schwankungen der Luntendicke zurückzuführen sind, zum überwiegenden Teil von dem Öldämpfer 20 absorbiert .-_v Folglich v/erden nur diejenigen Bewegungen der oberen Messwalze 12a, welche durch langfristige Schwankungen der Luntendicke hervorgerufen werden, auf das Potentiometer 19 übertragen.

Wie Fig. 1 zeigt, ist mit dem Potentiometer 19 eine Steuerschaltung 21 verbunden, welche an einen Stellmotor 22 ein
elektrisches Signal anlegt, welches dem Dickensignal proportional ist. Der Stellmotor 22 ändert die Drehzahl der Speisewalze 11 mit Hilfe eines Regelgetriebes 23. Der Stellmotor 22 kann sich in dem einen oder anderen Drehsinn drehen. Wenn die Dicke der Lunte S bezüglich einer vorgegebenen Luntendicke
ansteigt, wird das Übersetzungsverhältnis zwischen einer Antriebswelle 23a des Regelgetriebes 23 und einer Abtriebswelle 23b desselben so geändert, dass die Menge der von der Speisewalze 11 zu der Karde 10 gelieferten Faserbüschel verringert
wird. Wenn dagegen die Dicke der Lunte S bezüglich der vorgegebenen Dicke abnimmt, dann wird das Übersetzungsverhältnis
zwischen den Wellen 23a und 23b derart geändert, dass die Menge der von der Speisewalze 11 an die Karde 10 gelieferten Faserbüschel erhöht wird.

Die Steuerschaltung 21 soll nunmehr anhand der Fig. 3 und 4
näher erläutert werden. Wie Fig. 3 zeigt, ist mit dem Abgriff des Potentiometers 19 ein Filter 24 verbunden. Das Potentiometer 19 liefert eine niederfrequente Spannung, der eine hoch- ·■ frequente Komponente überlagert ist. Die hochfrequente Kompo-

- 12 -

70981Q/09U

k - 163

2. September 19 76 - 12 -

nente wird mit Hilfe des Filters 24 weggefiltert, wie dies Fig. 4a und 4b zeigen. Auf diese Weise erhält man eine glatte Spannung niedriger Frequenz, deren relativ lange Periodendauer den langfristigen periodischen Schwankungen der Luntendicke entspricht, wie dies Fig. 4b zeigt. Der Ausgang des Filters 24 ist mit dem einen Eingang eines Differenzverstärkers 25 verbunden, an dessen z'-zeitem Eingang eine Bezugsspannung von einer Bezugssignalquelle (Potentiometer) 26 anliegt. Die Bezugsspannung wird, wie Fig. 4c zeigt, so eingestellt, dass sie einer vorgegebenen Dicke der Lunte S entspricht. Der Differenzverstärker 25 liefert ein positives oder negatives Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Abweichung des Dickensignals von der Bezugsspannung. Diese Abweichung, welche in Fig. 4d als gestrichelte Linie dargestellt ist, wird ferner in dem Differenzverstärker soweit verstärkt, dass sich der als ausgezogene Linie oder der als strichpunktierte Linie gezeigte Verlauf ergibt. Vorteilhafterweise ist die Verstärkung einstellbar.

Mit dem-Ausgang des Differenzverstärkers 25, der das verstärkte Differenzsignal liefert, ist ein Addierer 27 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang eines Generators 28 zur Erzeugung eines Dreiecksignals verbunden ist. Der Generator 2 8 erzeugt ein Dreiecksignal, dessen Periode wesentlich kürzer ist als die Periode der langfristigen Dickenänderungen der Lunte. Die Periode und die Amplitude des Dreiecksignals sind einstellbar, beispielsweise in dem Umfang, wie dies durch die ausgezogene und durch die strichpunktierte Linie in Fig. 4e angedeutet ist. In dem Addierer 2 7 werden das Dreiecksignal und das Differenzsignal vom Ausgang des Differenzverstärkers

- 13 -

709810/09U

2. September 1976 - 13 -

25 überlagert. Das Ausgangssignal des Addierers 27 ist in Fig. 4f gezeigt. Man erkennt, dass das Dreiecksignal bei einem positiven Differenzsignal nach oben und bei einem negativen Differenzsignal nach unten verschoben wird.

Mit dem Ausgang des Addierers 27 sind zwei Komparatoren 29a und 29b verbunden. An einem zweiten Eingang der Komparatoren 29a, 29b liegt jeweils das Ausgangssignal einer Pegeleinstellschaltung 30a bzv/. 30b, welche eine positive bzw. eine negative Spannung vorgegebener Höhe liefern. Ausserdem lassen sich die positive bzw. die negative Spannungsschwelle der Komparatoren 29a und 29b einstellen, beispielsweise in einem Umfang, wie er in Fig. 4f durch eine ausgezogene und eine strichpunktierte Linie angedeutet ist. In den Komparatoren 29a und 29b wird das Ausgangssignal des Addierers 27 mit den Bezugsspannungen von den Pegelstelleinrichtungen 30a bzw. 30b verglichen. Wenn die Amplitude des Ausgangssignals des Addierers 27 höher ist als die positive Bezugsspannung, dann liefert der Kokparator 29a ein impulsförmiges Ausgangssignal, dessen Impulsbreite der Differenz der zu vergleichenden Spannungen proportional ist. Entsprechend liefert der Komparator 29b ein impulsförmiges Ausgangssignal, dessen Impulsbreite davon abhängig ist, um wieviel negativer das Ausgangssignal des Komparators 2 7 gegenüber der negativen Bezugsspannung ist. Hit dem Ausgang des Komparators 29a ist ein Relais 32a über einen Verstärker 31a verbunden, und.der Stellmotor dreht sich in dem einen Drehsinn "Vorwärtslauf"_f wenn ihm die elektrische Energie über das Relais 32a zugeführt wird. Mit dem Ausgang des Komparators 29b ist ein Relais 32b über einen Verstärker 31b verbunden und der Stellmotor 32 dreht sich in entgegengesetzter Drehrichtung

- 14 -

709810/09U

2. September 1976 - 14 -

"Rückwärtslauf", wenn ihm die elektrische Energie über das Relais 32b zugeführt wird. Wenn die Dicke der Lunte S grosser ist als die vorgegebene Luntendicke, wenn also eine sogenannte positive Abweichung eintritt, liefert' der Komparator 29a ein impulsförmiges Ausgangssignal. Dieses wird nach·*,Verstärkung in dem Verstärker 31a an das Relais 32a angelegt, dessen Eingangssignale in Fig. 4g gezeigt sind, so dass das Relais 32a intermittierend in Abhängigkeit von der Impulsbreite der impuls förmi gen Ausgangssignale des !Comparators 29a angesteuert wird. Wenn dagegen die Dicke der Lunte S unter die vorgegebene Luntendicke absinkt, wenn also eine sogenannte negative Abweichung eintritt, dann erzeugt der Komparator 29b impulsförmige Ausgangssignale. Diese werden nach Verstärkung in dem Verstärker 31b an das Relais 32b angelegt, welches entsprechend der Breite der Ausgangsimpulse des Komparators 29b intermittierend erregt wird. Wenn das Relais 32a erregt wird, dann wird folglich der Stellmotor 22 intermittierend in dem einen Drehsinn "Vorwärtslauf" angetrieben, wodurch das Übersetzungsverhältnis für das Regelgetriebe 23 schrittweise ausgehend von einem vorgegebenen Wert in Richtung auf eine niedrigere Drehzahl der Abtriebswelle verstell· wird, wie dies Fig. 4h zeigt. Wenn dagegen das Relais 32b erregt wird, dann wird der Stellmotor 22 intermittierend im entgegengesetzten Drehsinn "Rückwärtslauf" gedreht, so dass das Übersetzungsverhältnis des Regelgetriebes 23 ausgehend von einem vorgegebenen Wert in Richtung auf eine höhere Drehzahl der Abtriebswelle verstellt wird. Dies ist ebenfalls in Fig. 4h gezeigt.

Der Aufbau des Regelgetriebes 23 soll nachstehend im einzelnen anhand der Fig. 5 und 6 erläutert werden. Wie man sieht, ist

- 15 -

709810/09U

k - 163

2. September 19 76 - 15 -

mit' der einen Welle eine Antriebswelle 23a, welche in einem Rahmen 33 drehbar gelagert ist (nicht dargestellt) ein Sonnen-Kegelrad 34 verbunden. Mit dem einen Ende der Abtriebswelle 23b ist dagegen über eine Kupplungsvorrichtung 35 zur automatischen Druckregelung ein Halter 36 für mehrere Planeten-Kegelräder 37 verbunden. Die Abtriebswelle 23b ist in nicht näher dargestellter Weise drehbar in dem Rahmen 33 gelagert. Die Planeten-Kegelräder 37 sind drehbar in dem Halter 36 gehaltert und liegen mit ihren konischen Aussenflächen unter Druck an der Aussenfläche des Sonnen-Kegelrades 34 an. In dem Rahmen 33 ist ferner ein Ring 39 mit Hilfe eines Gleitelements 38 derart gehaltert, dass er koaxial zur Abtriebswelle 23 gleitverschieblich ist und mit einer konischen Innenfläche unter Druck an den konischen Aussenflächen der Planeten-Kegelräder 37 anliegt. Bei der betrachteten Anordnung drehen sich, wenn die Antriebswelle 23a zu einer Drehbewegung angetrieben wird, die Planeten-Kegelräder 37 um das Sonnen-Kegelrad 34 und gleichzeitig um ihre Achse, so dass die Umdrehungen der Planeten-Kegelräder über die Kupplungsvorrichtung 35 auf die Abtriebswelle 23b übertragen werden. Während der Zeit, in der auf die Abtriebswelle 23b eine Drehbewegung übertragen wird, ist der Ring in Fig. 5a nach links verschoben. Wenn die konische Aussenfläche der Planeten-Kegelräder 37 mit einem Bereich grösseren Durchmessers an der Innenfläche des nach links verschobenen Ringes 39 anliegt, dann erhöht sich das Durchmesserverhältnis der Planeten-Kegelräder 37 bezüglich des Durchmessers des Ringes 39. Dementsprechend erhöht sich das übersetzungsverhältnis zwischen der Abtriebswelle 23b und der Antriebswelle 23a, so dass die Abtriebswelle 23b mit hoher Drehzahl gedreht wird. Wenn dagegen, wie dies Fig. 5b zeigt, der Ring 39 nach

- 16 -

7Öi98iQ/09U

A 41 918 b r> r* O Q "7 ö *7

k - 163 2633 /O /

2. September 1976 - 16 -

rechts verschoben wird, verringert sich der wirksame Durchmesser der Planeten-Kegelräder 37 bezüglich des Ringes 39. Dementsprechend wird das übersetzungsverhältnis zwischen der Abtriebswelle 23b und der Antriebswelle 23a verringert, so dass die Abtriebswelle 23b mit einer niedrigen Drehzahl angetrieben, wird.

Mit dem unteren bzw. inneren Ende einer Stellwelle 40, welche oberhalb des Gleitelements 38 drehbar in dem Rahmen 33 gelagert ist, ist ein Ritzel 42 verbunden. Das Ritzel 42 kämmt mit einer Zahnstange 41, welche nach oben von dem Gleitelement absteht. Auf dem Mittelteil der Stellwelle 40 sitzt ferner ein angetriebenes Zahnrad 44, welches mit einem antreibenden Zahnrad 43 kämmt, das auf der abgehenden Welle des Stellmotors 22 sitzt. Wenn nun die Dicke der Lunte S ansteigt, wird der Stellmotor 22 zu einer Drehbewegung in dem einen Drehsinn angetrieben, und zwar im Uhrzeigersinn, wie dies durch den Pfeil in Fig. 5a angedeutet ist, so dass sich die Stellwelle 40 ebenfalls im Uhrzeigersinn dreht, wie dies in Fig. 5a gleichfalls durch einen Pfeil angedeutet ist, so dass gleichzeitig das Gleitelement 38, wie ebenfalls durch einen Pfeil angedeutet, in Fig. 5a nach rechts verschoben wird, v/enn das Ritzel 42 mit der Zahnstange 41 kämmt. Im Verlauf dieser Stellbewegung wird schliesslich die in Fig. 5b gezeigte Betriebsstellung des Regelgetriebes 23 erreicht, in der die Abtriebswelle 23b mit niedriger Drehzahl angetrieben wird. Wenn dagegen die Dicke der Lunte S abnimmt und der Stellmotor 22 dementsprechend in entgegengesetzten Drehsinn angetrieben wird, und zwar entgegen dem Uhrzeigersinn, wie dies in Fig. 5b gezeigt ist, dann dreht sich auch die Stellwelle entgegen

- 17 -

70981Q/09U

2. September 19 76 - 17 -

dem Uhrzeigersinn und das Gleitelement 38 wird durch das Zusammenwirken von Ritzel 42 und Zahnstange 41 nach links verschoben. Der Ring 39 gelangt also in eine solche Stellung, in der die Abtriebswelle 23b mit hoher Drehzahl angetrieben wird.

Wie Fig. 6 zeigt, ist mit dem oberen Ende der Stellwelle 40, welche über die Aussenseite des Rahmens 33 vorsteht, eine drehbare Scheibe 46 verbunden, die mit einer Skala 45 versehen ist. Mit. der drehbaren Scheibe 46 sind einstellbare Anschläge 47a und .47b verbunden, mit deren Hilfe das Übersetzungsverhältnis für die höchste Drehzahl der Abtriebswelle bzw. für die niedrigste drehzahl derselben einstellbar sind. Die Anschläge 47a und 47b wirken mit einem Endschalter 49 am Rahmen 33 zusammen. Der Endschalter 49 ist durch eine Kappe hermetisch abgedichtet. Wenn die Dicke der Lunte S aufgrund eines (Teil-) Luntenbruchs in der Karde extrem stark absinkt, dann wird eine andere Betriebsweise des Regelgetriebes 23 eingeleitet, als sie vorstehend anhand der Fig. 5 und 6 beschrieben wurde. Bei dieser Betriebsweise arbeitet das Regelgetriebe 23 mit einer Drehzahl der Abtriebswelle, die weit höher ist als die normale obere Drehzahl. Wenn die Anordnung der Elemente derart geändert wird, dass das Regelgetriebe 23 die Abtriebswelle mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit antreibt als dies der maximalen Drehzahl beim Normalbetrieb entspricht, dann dreht sich die drehbare Scheibe 46 in Fig. 6 entgegen dem Uhrzeigersinn um einen grossen Drehwinkel. Dann wird der Endschalter 49 von dem Anschlag 47a betätigt und der Antrieb der Karde wird unterbrochen. Wenn dagegen die Dicke der Lunte S anomal ansteigt, da die Menge

- 18 -

70981Q/09U

A 41 918 b k - 163

2. September 1976 - 18 -

der zugeführten Faserbüschel aufgrund einer Betriebsstörung stark erhöht wird, beispielsweise aufgrund von Störungen in einer trichterförmigen Speisevorrichtung stromaufwärts von der Speisewalze, dann werden die Elemente des Regelgetriebes 23 in die in Fig. 5b gezeigte Lage gebracht. In dieser Lage arbeitet das Regelgetriebe 23 mit einer Drehzahl der Abtriebswelle, die wesentlich niedriger ist als die normale untere Drehzahl. Bei diesem Betriebszustand wird die drehbare Scheibe 46 in Fig. 6 im Uhrzeigersinn um einen grossen Winkel gedreht. Dabei wird der Endschalter 49 von dem Anschlag 47b betätigt und der Antrieb für die Karde wird stillgesetzt.

Wenn die Karde 10 gemäss Fig. 1 anläuft, werden die von der Speisewalze 11 zugeführten Faserbüschel C zu einem dünnen Vlies verarbeitet, aus welchem dann im Verlauf eines Krählvorganges unter Verwendung eines trompetenförmigen Trichters die Lunte S gebildet wird. Die Lunte wird dann in Kannen gesammelt. Wenn während des Betriebes der Karde die Dicke der Lunte S aufgrund von Schwankungen der Menge der zugeführten Faserbüschel C schwankt, dann werden diese Änderungen der Luntendicke durch die Auf- oder Abbewegung der Messwalze 12a gemessen. Die Auf- und Abbewegung der Messwalze 12a wird durch das Hebelgestänge 13,14,15 verstärkt und auf die Welle des Potentiometers 19 übertragen. Mit Hilfe des Potentiometers 19 (Fig. 4a) wird die Änderung der Luntendicke in ein Dickensignal in Form einer Spannung umgesetzt. Die Spannungsänderungen am Ausgang des Potentiometers werden durch das Filter 24 (Fig. 4b) geglättet und dann dem Eingang eines Differenzverstärkers 25 zugeführt. In dem Differenzverstärker 25 wird die Differenz der geglätteten Ausgangsspannung des Filters 24 und der Bezugsspannung

- 19 -

70981Q/0 9U

2. September 1976 - 19 -

(Fig. 4c) von der Pegelstelleinrichtung 26 gebildet und verstärkt. Die verstärkte positive oder negative Differenzspannung (Fig. 4d),■welche den Änderungen der Luntendicke entspricht, stellt das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 24 dar.

Das Dreiecksignal (Fig. 4e) von dem Generator 28 wird dem Differenzsignal vom Ausgang des Differenzverstärkers 25 in dem Addierer 27 überlagert. Wenn das Differenzsignal positiv ist, dann wird das Dreiecksignal nach oben verschoben, während das Dreiecksignal dann, wenn das Differenzsignal negativ ist, nach unten verschoben wird. Wie Fig. 4f zeigt, wird das Ausgangssignal des Addierers 27 ferner mit Bezugsspannungspegeln von den Pegelstelleinrichtungen 30a bzw. 30b verglichen. Wenn die Amplitude des Ausgangssignals des Addierers 27 höher ist als die positive Bezugsspannung, erzeugt der Komparator 29a ein impulsförmiges Ausgangssignal, dessen Impulsbreite der Spannung proportional ist, um die das Ausgangssignal des Addierers die positive Bezugsspannung übersteigt. Wenn dagegen die Amplitude des Ausgangssignals niedriger ist als die negative Bezugsspannung, dann erzeugt der Komparator 29b ein impulsförmiges Ausgangssignal, dessen Impulsbreite der Spannung proportional ist, um die das Ausgangssignal die negative Bezugsspannung übersteigt.

Wenn ein impulsförmiges Ausgangssignal von dem Komparator 29a aufgrund eines Anstiegs der Luntendicke erzeugt wird, dann wird dieses Signal nach einer Verstärkung in dem Verstärker 31a an das Relais 32a angelegt. Das Relais 32a wird folglich entsprechend der Impulsbreite des impulsförmigen Ausgangssignals erregt, und der Stellmotor 22 wird in dem einen Drehsinn

- 20 -

70981Q/0914

k - 163

2. September 1976 - 20 -

"Vorwärtslauf" angetrieben. Wenn dagegen aufgrund einer Abnahme der Luntendicke der Komparator 29b ein impulsförmiges.Ausgangssignal erzeugt, dann wird dieses nach Verstärkung in dem Verstärker 31b an das Relais 32b angelegt. Das Relais 32b wird folglich entsprechend der Impulsbreite des Ausgängssignals erregt, und der Stellmotor 22 wird im entgegengesetzten Drehsinn "Rückwärtslauf" gedreht.

Wie vorstehend dargelegt, wird der Stellmotor 22 bei ansteigender Luntendicke intermittierend in der entgegengesetzten Laufrichtung "Rückwärtslauf" angetrieben, und die Drehung der Motorwelle des Stellmotors 22 wird über das antreibende Zahnrad 43, das angetriebene Zahnrad 44, die Stellwelle 40, das Ritzel 42 und die Zahnstange 41 auf das Gleitelement 38 übertragen. Dies hat zur Folge, dass der Ring 39 aus der in Fig.5a gezeigten Stellung in die in Fig. 5b gezeigte Stellung verschoben wird. Bei dieser Stellung des Rings 39 arbeitet das Regelgetriebe 23 mit niedriger Drehzahl der Abtriebswelle. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wird also, ausgehend von einem vorgegebenen Wert, in Richtung auf eine niedrigere Drehzahl der Abtriebswelle verändert, wie dies Fig. 4h zeigt, so dass folglich die Drehzahl der Speisewalze 1T verringert wird. Dies hat wieder zur Folge, dass die der Karde 10 zugeführte Menge von Faserbüscheln verringert wird, wenn die Dicke der Lunte S zunimmt. Wenn der Stellmotor 22 dagegen bei abnehmender Luntendicke intermittierend zu einer Drehbewegung in der einen Drehrichtung "Vorwärtslauf" angetrieben wird, dann wird die Drehbewegung der Welle des Stellmotors 22 über das antreibende Zahnrad 43, das angetriebene Zahnrad 44, die Stellwelle 40, das Ritzel 42 und die

- 21 -

709810/0914

2. September 1976 - 21 -

Zahnstange 41 auf das Gleitelement 38 übertragen. Dies hat zur Folge, dass der Ring 39, ausgehend von einer Lage, wie sie in Fig. 5b gezeigt ist, in eine Lage verschoben wird, wie sie in Fig. 5a gezeigt ist. Bei dieser Lage des Ringes 39 arbeitet das Regelgetriebe 23 mit einer hohen Drehzahl der Abtriebswelle. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Abtriebswelle 23b und der Antriebswelle 23a wird folglich, ausgehend von einem vorgegebenen Wert, ih Richtung auf eine höhere Drehzahl der Abtriebswelle verändert, wie dies Fig. 4h zeigt, so dass die Drehzahl der Speisewalze 11 erhöht wird. Wenn die Luntendicke abnimmt, wird folglich die Menge der der Karde 10 zugeführten Faserbüschel erhöht. Auf diese Weise wird die Luntendicke am Ausgang der Karde 10 auf _veinem vorgegebenen Wert konstant gehalten, so dass ein Garn hoher Qualität erhalten werden kann.

Wenn bei laufender Karde 10 ein teilweiser Bruch des Faserbandes auftritt, dann sinkt die Luntendicke anomal stark ab. In diesem Fall wird der Ring 39 des Regelgetriebes 23 unter Steuerung durch die Steuerschaltung 21 in eine Position verschoben, die von der Position gemäss Fig. 5a und 6 weit entfernt ist. Gemäss Fig. 5a und 6 befindet sich der Ring 39 in einer Position, in der das Regelgetriebe 23 mit einer hohen Drehzahl der Abtriebswelle arbeitet. Wenn der Ring 39 dagegen bei seiner Verschiebung eine Position überläuft, in der das Regelgetriebe 23 mit einer Drehzahl der Abtriebswelle arbeitet, die oberhalb der oberen Drehzahl liegt, dann wird der Endschalter 49 durch den Anschlag 47a am Umfang der drehbaren Scheibe 46 betätigt und die Karde wird stillgesetzt. Die Karde kann folglich erst dann wieder in Betrieb genommen werden, wenn der Bruch des Faserbandes behoben ist, wodurch ein Verlust an

- 22 -

709810/09U

A 41 918 b OCQQ7Q-7

k - 163 2639 /O /

2. September 1976 - 22 -

Fas.ermaferial und eine Verschlechterung der Garnqualität verhindert wird. Wenn andererseits bei laufender Karde 10 Betriebsstörungen eintreten, beispielsweise bei einer Speisevorrichtung mit Trichter stromaufwärts von der Speisewalze 11, dann kann die Luntendicke anomal stark ansteigen. In diesem Fall wird der Ring 39 des Regelgetriebes 23 unter Steuerung durch die Steuerschaltung 21 weit über die Stellung hinaus verschoben, die er normalerweise bei der unteren Grenzgeschwindigkeit einnimmt, die in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Wenn der Ring aber in eine Stellung verschoben wird, in der das Regelgetriebe 23 mit einer Drehzahl unterhalb der normalerweise unteren Drehzahl arbeitet, dann wird der Endschalter 49 durch den Anschlag 47b am Umfang der drehbaren Scheibe 46 betätigt und die Karde wird ebenfalls stillgesetzt. Die Karde kann erst wieder eingeschaltet werden, wenn die Speisevorrichtung mit Trichter repariert ist, wodurch ebenfalls eine Verschlechterung der Garnqualität verhindert wird.

Wenn es erforderlich ist, einen vorgegebenen Wert der Luntendicke in der Steuerschaltung 21 zu ändern, beispielsweise wenn die Produktionsgeschwindigkeit geändert wird oder wenn sich das zu erzeugende Produkt ändert usw., dann kann die Änderung des vorgegebenen Wertes in der Steuerschaltung 21 schnell und einfach durch Vornahme mindestens einer der folgenden Einstellungen herbeigeführt werden: Änderung der Verstärkung des Differenzverstärkers 25; Änderung der Periode oder Grosse des Dreiecksignals von dem Generator 28; Änderung der positiven Bezugsspannung der Pegelstelleinrichtung 30a; und Änderung der negativen Bezugsspannung der Pegelstelleinrichtung 30b. Wenn es erforderlich ist, die obere und/oder untere Grenz-

- 23 709810/09U

2. September 1976 - 23 -

drehzahl des Regelgetriebes 23 in Abhängigkeit von den Bedingungen für das Faserband zu ändern, dann kann, auch diese Änderung schnell und einfach durchgeführt werden, indem man die Lage der Anschläge 47a und/oder 47b am Umfang der drehbaren Scheibe 46 unter Benutzung der Skala 45 verändert.

Nachstehend soll nunmehr anhand der Fig. 7 und 8 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. Das zweite Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel insofern ähnlich, als:

(1) Die-Dicke der Lunte, die von einer Karde erzeugt wird, mit Hilfe einer Messwalze gemessen und als elektrisches Ausgangssignal eines Potentiometers angezeigt wird;

(2) das elektrische Dickensignal in einem Differenzverstärker mit einer Bezugsspannung verglichen wird, die einem vorgegebenen Wert für die Luntendicke entspricht, woraufhin die Spannungsdifferenz zwischen dem elektrischen Dickensignal und der Bezugsspannung zur Steuerung der Luntendicke verwendet wird.

Die Steuerschaltung ist jedoch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel anders als bei dem ersten. Die Steuerschaltung dient dazu, das übersetzungsverhältnis eines Regelgetriebes durch Anlegen geeigneter elektrischer Spannungen an einen Stellmotor zu verändern. Im einzelnen ist die Steuerschaltung beim zweiten Ausführungsbeispiel, ausgehend von dem Prinzip der sogenannten Impulsbreitenmodulation aufgebaut, während die Steuer- ··

- 24 -

709810/09U

A 41 918 b k - 163

2. September 1976 -24

schaltung beim ersten Ausführungsbeispiel so aufgebaut ist, dass mit einem überlagerten Dreiecksignal gearbeitet werden kann.

Gemäss Fig. 7 ist eine Eingangsklemme 50 mit dem einen Eingang eines Komparators 51 verbunden, welcher feststellt, ob ein Differenzsignal e..; welches in Abhängigkeit von Schwankungen der Luntendicke erzeugt wird, eine positive oder eine negative Polarität besitzt.

Wie die Fig. 8a und 8b zeigen, ist das Ausgangssignal e~ des Komparators 51 bei positiver Polarität des Differenzsignals e.. eine logische "0". Wenn das Differenzsignal e. dagegen eine negative Polarität besitzt, dann ist das Ausgangssignal e~ eine logische "1". Mit dem Ausgang des Komparators 51 ist ein Relais 52 verbunden, welches erregt wird, wenn das Ausgangssignal e~ eine logische "1" ist. Wenn das Relais 52 erregt wird, schaltet sein Umschaltkontakt 53, der mit der Eingangsklemme 50 verbunden ist, von einem Kontaktpunkt 53a zu einem Kontaktpunkt 53b, während sein zweiter Umschaltkontakt 55 von einem Kontaktpunkt 55a zu einem Kontaktpunkt 55b umschaltet. Die Kontaktpunkte 55a und 55b sind mit Ausgangsklemmen 54a bzw. 54b verbunden. Die elektrische Leistung von der Ausgangsklemme 54a veranlasst den Stellmotor zu einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Regelgetriebes im Sinne einer Verringerung der Drehzahl der Abtriebswelle, während eine zuvor der elektrischen Energie über die Ausgangsklemme 54b den Stellmotor zu einer Verstellung des Regelgetriebes im Sinne einer Erhöhung der Drehzahl der Abtriebswelle veranlasst. Ein erster Eingang eines Komparators 56 ist mit dem Kontaktpunkt 53a direkt verbunden, während der

- 25 -

709810/09U

2. September 1976 - 25 -

Kontaktpunkt 53b mit diesem ersten Eingang über einen Inverter

57 verbunden ist. Wenn die Polarität des Differenzsignals e.. positiv ist, dann wird der Umschalter 53 auf den Kontaktpunkt 53a geschaltet, und es wird ein positives Differenz signal e..

als positives Eingangssignal e- _ am Kontaktpunkt 53a erzeugt

ι —a

(Fig. 8c) . Wenn die Polarität des Differenzsignals e« negativ ist, dann wird der Umschalter 53 auf den Kontaktpunkt 53b umgelegt und das negative Differenzsignal e^ wird nach Invertierung im Inverter 57 dem einen Eingang des Komparators 56 als positives Eingangssignal e-, zugeführt (Fig. 8c). Die Eingangssignale e~ und e₁ , werden also dem ersten Eingang des ι — a ι —ο

Komparators 56 zugeführt.

In einem Schaltungsteil, der mit dem zweiten Eingang des Komparators 56 verbunden ist, ist ein Taktimpulsgenerator 58 vorgesehen. Wie Fig. 8d zeigt, erzeugt der Taktimpulsgenerator

58 eine Impulsfolge mit Impulsen e₃ und mit einer Periode, die wesentlich kürzer ist als die Periode der langfristigen Dickenänderungen der Lunte. Mit dem Ausgang des Taktimpulsgenerators 58 ist ein Flip-Flop 59 verbunden, welches Ausgangsimpulse e^ erzeugt, die auf "1" springen, wenn ein Impuls e₃ auftritt. Mit dem Ausgang des Flip-Flops 59 ist ein Integrator 60 verbunden, welcher aus den Impulsen e. integrierte impulsförmige Signale e₅ erzeugt (Fig. 8c). Die durch Integration erzeugten Impulse e,- werden dem zweiten Eingang des Komparators 56 zugeführt. Da die Eingangssignale des Integrators 60, d.h. die Impulse e₄, stets eine konstante Amplitude mit dem logischen Pegel "1" besitzen, haben die integrierten Ausgangsimpulse e₅ des Integrators 60 stets eine konstante Steigung der Vorderflanke. Zwischen dem Ausgang des

- 26 -

70Θ810/09Η

k - 163

2. September 1976 - 26 -

Koirtparators 56 einerseits und dem Flip-Flop 59 sowie dem Integrator 60 andererseits liegt eine Rückkopplungsschlexfe. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 59 wird ferner dem Umschalter

55 zugeführt.

■·.

In dem Komparator 56 werden die integrierten Impulse e^ des Integrators 60 mit den Signalen e- bzw. e.. , verglichen,

ι —a ι —D

welche in Abhängigkeit von dem Differenzsignal e^ an der Eingangsklemme 50 erzeugt werden. Wenn die Amplitude des Eingangssignals e₁ höher wird als die Amplitude des betreffenden ι —a

integrierten Impulses e^ oder wenn die Amplitude des Eingangssignals e* , höher wird als die Amplitude des betreffenden integrierten Impulses e,-, dann wechselt das Ausgangssignal eg des Komparators 56 von "0" nach "1", wie dies Fig. 8f zeigt. Die Sprünge des Ausgangssignals e_g von "0" nach "1" werden über den Rückkopplungszweig 61 als Rücksetzsignale an das Flip-Flop 59 und den Integrator 60 angelegt. Folglich kehren sowohl die Signale e, des Flip-Flops 59 als auch die Signale e,- des Integrators 60 jeweils auf den Pegel "0" zurück. Kurz danach ergibt sich als Ausgangssignal e_g des Komparators

56 eine "0", so dass die Impulsbreite des Signals e_fi extrem kurz wird, wie dies Fig. 8f zeigt. Danach werden die Signale e_g und e. auf dem Pegel "0" gehalten, bis der nächste Taktimpuls e₃ des Taktimpulsgenerators 58 erscheint.

Wenn der nächste Taktimpuls e-, des Takt impulsgenerator s 58 erscheint, wiederholen sich die gleichen Vorgänge, wie oben beschrieben. Wenn der Pegel des Eingangssignals e., oder e.. ,

ι —a ι —.D

des Komparators 56 entsprechend einer Erhöhung des Differenzsignals e. infolge einer Zunahme der Luntendicke ansteigt,

- 27 -

709810/09U

k - 163

2. September 19 76 - 27 -

dann ergeben sich ein breiterer Impulc e_A, wobei die Impulse e. jeweils vom Auftreten eines Taktimpulses e₃ bis zum Auftreten eines Ausgangssignals e_g dauern. Die Impulse e. am Ausgang des Flip-Flops 59 erscheinen in Abständen, die weit kürzer sind als die Periode der langfristigen Dickenänderungen der Lunte. Die Impulslänge bzw. Impulsbreite der Ausgangsimpulse e. ist proportional zur Grosse der Eingangssignale e- bzw. e. , am Eingang des Komparators 56. Folglich werden bei einem entsprechend der Änderung der Luntendicke positiven Differenzsignal e* die Umschalter 53 und 55 mit den Kontaktpunkten 53a bzw. 55a verbunden und das Ausgangssignal e₄ des Flip-Flops 59 wird als Signal e_? (Fig. 8g) an die Ausgangsklemme 54a gelegt. Das Signal e_?/ welches sich in Abhängigkeit von der Impulsbreite des Ausgangssignals e, ändert, steuert den Stellmotor so, dass dieser das Regelgetriebe im Sinne einer Verringerung der Drehzahl der Abtriebswelle verstellt. Diese Steuerung bzw. Regelung ist derjenigen ähnlich, welche in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert wurde. Wenn dagegen das Differenz signal e.. entsprechend der Änderung der Luntendicke negativ ist, und folglich die Umschalter 53 und 55 mit den Kontaktpunkten 53b und 55b verbunden sind, dann wird das Ausgangssignal e, des Flip-Flops 59 in Form eines Signals eg gemäss Fig. 8g an die Ausgangsklemme 54b gelegt. Das Signal e₈ an der Ausgangsklemme 54b, welches sich in Abhängigkeit von der Impulsbreite der Ausgangssignale e. ändert, steuert den Stellmotor so, dass dieser das Regelgetriebe im Sinne einer Erhöhung der Drehzahl der Abtriebswelle verstellt. Auf die vorstehend beschriebene Weise wird die der Karde zugeführte Menge von Faserbüscheln intermittierend in Abhängigkeit von den Änderungen der Luntendicke ge-

- 28 -

70981(1/0914

k - 163

2. September 1976 - 28 -

regelt, so dass die Luntendicke sehr genau auf einer vorgegebenen konstanten Dicke gehalten wird und demgemäss ein Garn hoher Qualität erhalten werden kann.

Wenn es bei dem zweiten Ausführungsbeispiel erwünscht ist, im Hinblick auf Änderungen der Arbeitsgeschwindigkeit, Änderungen des erzeugten Artikels usw., den vorgegebenen Wert der Luntendicke zu verändern, dann kann dies schnell und bequem durch Durchführung einer der folgenden Einstellungen erreicht werden: Durch Änderung des Verstärkungsgrades des Differenzsignals e₁ im Differenzverstärker; durch Änderung der Frequenz der Taktimpulse des Taktimpulsgenerators 58; durch Änderung der Grosse des Ausgangssignals e, des Flip-Flops 59; und durch Änderung der Integrationskonstanten des Integrators 60.

Nachstehend soll nunmehr anhand der Fig. 9 und 10 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung näher erläutert werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Steuerschaltung zur Regelung der Luntendicke insofern ähnlich wie beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, als

(1) die Dicke der von der Karde gelieferten Lunte mittels ,einer Messwalze gemessen und mit Hilfe eines Potentiometers als elektrisches Signal angezeigt wird und

(2) dieses elektrische Dickensignal in einem Differenzverstärker mit einer Bezugsspannung verglichen wird, welche einem vorgegebenen Wert der Luntendicke entspricht, wobei auf diese Weise ein Differenzsignal erzeugt wird, welches der Differenz zwischen dem

- 29 -

7098ia/09U

A 41 918 b ftrtOQTÖ¹?

k - 163 263978/

2. September 1976 - 29 -

elektrischen Dickensignal und dem Bezugssignal entspricht und dazu dient, die Dicke der Lunte S zu regeln.

Andererseits ist die Steuerschaltung beim dritten Ausführungsbeispiel von den Steuerschaltungen beim ersten .und zweiten Ausführungsbeispiel verschieden. Im einzelnen ist die Steuerschaltung zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses des Regelgetriebes durch Zuführen entsprechender elektrischer Leistung zu einem Stellmotor beim dritten Ausführungsbeispiel nach dem Prinzip der sogenannten Impulszählsteuerung ausgebildet. Dagegen ist die Steuerschaltung beim ersten Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass eine Überlagerung mit einem Dreiecksignal ermöglicht ,wird, während sie beim zweiten Ausführungsbeispiel nach dem Prinzip der Impulslängenmodulation arbeitet.

Bei der Steuerschaltung gemäss Fig. 9 wird das Differenzsignal e.j von einer Eingangsklemme 62 einer ersten Steuer- · strecke und einer parallel dazu verlaufenden zweiten Steuerstrecke zugeführt. Die erste Steuerstrecke erzeugt ein erstes Ausgangssignal an einer ersten Ausgangsklemme 63a, durch welches der Stellmotor bei einer positiven Abweichung derart betätigt wird, dass er das Regelgetriebe im Sinne einer Verringerung der Drehzahl der Abtriebswelle verstellt. Die zweite Steuerstrecke liefert dagegen ein zweites Ausgangssignal an einer zweiten Ausgangsklemme 63b, durch welches der Stellmotor bei einer negativen Abweichung so beaufschlagt wird, dass er das Regelgetriebe im Sinne einer Erhöhung der Drehzahl der Abtriebswelle verstellt. Die erste Steuerstrecke umfasst folgende Elemente: eine Diode 64a, welche nur positive Dif-

- 30 -

709810/09H

K — ToJ

2. September 1976 - 30 -

ferenzsignale e.. passieren lässt; einen Spannungs-Frequenz-Wandler 65a, welcher eine Spannung an seinem Eingang in eine entsprechende Frequenz an seinem Ausgang umwandelt; und einen monostabilen Multivibrator 66a, welcher Impulse gleicher Breite erzeugt, deren Anzahl der Grosse des Differenzaignals eproportional ist. Die zweite Steuerstrecke enthält einen Inverter 67, welcher ein negatives Differenzsignal e* in ein positives Abweichungssignal verwandelt, eine Diode 64b, einen Spannungs-Frequenz-Umsetzer 65b und einen monostabilen Multivibrator 66b.

Wenn an der Eingangsklemme 62 ein positives Abweichungssignal e.. auftritt, dann ergibt sich am Ausgang der Diode 64a ein Differenzsignal ^ei-_a (^Fi9· ^{1Oa und} 10b). Der Spannungs-Frequenz-Umsetzer 65a erzeugt ein Frequenzsignal, dessen Frequenz proportional zur Grosse des Differenzsignals ^ei__a ist. Der monostabile Multivibrator 66a erzeugt Impulse e₉ konstanter Breite, deren Anzahl proportional zu der Frequenz ist, wie dies Fig. 1Od zeigt. Die Impulse e₂ v/erden über die Ausgangsklemme 63a an den Stellmotor angelegt. Der Stellmotor wird entsprechend der Anzahl der Impulse e₂ in Abständen betätigt, die wesentlich kürzer sind als die Periodendauer der langfristigen Änderungen der Luntendicke und verstellt das Regelgetriebe im Sinne einer Verringerung der Drehzahl der Abtriebswelle. In dem gerade betrachteten Fall kann das positive Differenzsignal ^ei nicht von der Ausgangsklemme 63b geliefert werden, da das positive Differenzsignal ^e-j ^{von dem} Inverter 67 in ein negatives Signal umgewandelt wird, welches die Diode 64b nicht passieren kann.

- 31 -

70981Q/09U

Je — 16 3

2. September 1976 - 31 -

Andererseits wird ein negatives Differenzsignal e- an der Eingangskiemine 62 von dem Inverter 67 invertiert, so dass sich am Ausgang, der Diode 64b ein positives Differenzsignal e-, ergibt, wie dies Fig. 10a und Fig. 10c zeigen. Der Spannungs-Frequenz-Umsetzer 65b erzeugt ein Ausgangssignal, dessen Frequenz der Grosse des Differenzsignals ^e-i_b proportional ist. Der monostabile Multivibrator 66b erzeugt Impulse e^ konstanter Breite, deren Anzahl der Frequenz am Ausgang des Umsetzers 65b proportional ist, wie dies Fig. 1Oe zeigt. Die Impulse e₃ werden über die Ausgangsklemme 63b an den Stellmotor angelegt. Der Stellmotor wird in Abständen angesteuert, die weit kürzer sind als die Periode der langfristigen Änderungen der Luntendicke, und zwar entsprechend der Anzahl der Impulse e,, um eine Verstellung des Regelgetriebes in Richtung auf eine Erhöhung der Drehzahl der Abtriebswelle herbeizuführen. Beim betrachteten Ausführungsbeispiel kann an der Ausgangsklemme 63a kein negatives Differenz signal e- auftreten, da

^v— ι

die Diode 64a kein negatives Signal passieren lässt. Die Menge der der Karde zugeführten Faserbüschel wird also wieder intermittierend geregelt, und zwar in Abhängigkeit von der gemessenen Luntendicke, so dass letztere sehr genau auf einem konstanten Wert gehalten werden kann, und so dass dementsprechend ein Garn hoher Qualität gewonnen werden kann.

Wenn es bei der Steuerschaltung gemäss dem dritten Ausführungsbeispiel erwünscht ist, den vorgegebenen Wert für die Luntendicke entsprechend einer Änderung der Arbeitsgeschwindigkeit, einer Änderung des zu erzeugenden Artikels usw., abzuändern, dann kann diese Änderung schnell und einfach bewirkt werden, indem man mindestens eine der folgenden Einstellungen vornimmt:-

- 32 -

709810/.09U

A 41 918 b k - 163

2. September 1976 - 32 -

Man ändert die Verstärkung des Differenzsignals e.. in dem Differenzverstärker; man ändert den Umsetzungsfaktor in den Spannungs-Frequenz-Umsetzern 65a und/oder 65b; und man ändert die Impulsbreite der monostabilen Multivibratoren 66a und/oder 66b. Bei dieser Einstellung ist zu beachten, dass die Impulsbreite der Ausgangsimpulse e₂ und/oder e-, so gewählt werden sollte, dass sie grosser ist als die Ansprechzeit des Stellmotors. Andererseits sollte die Impulsfolgefrequenz der Impulse e~ und/oder e., wesentlich höher sein als die Frequenz der langfristigen Änderungen der Luntendicke. Schliesslich sollte die Frequenz der Ausgangsimpulse e₀ und/oder e^ so hoch sein, dass eine ausreichende Anzahl dieser Impulse je Halbwelle des Differenzsignalsjd.h. v/ährend der Dauer des Vorliegens

der Signale e₁ _ und e., , auftritt,
ι —a ι — ο

Wie oben erläutert, umfasst die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Regelung der Luntendicke folgende Einrichtungen:

Messeinrichtungen bzw. einen Detektor zum Feststellen der Luntendicke am Ausgang der Karde und zur Erzeugung eines entsprechenden elektrischen Dickensignals;

Einrichtungen zur Erzeugung eines Differenzsignals aufgrund des Vergleichs des Dickensignals mit einer Bezugsspannung, welche einer vorgegebenen Luntendicke entspricht. Mit diesen Einrichtungen wird die Menge der der Karde zugeführten Faserbüschel mit einer Frequenz geregelt, die wesentlich höher ist als die Frequenz der langfristigen Änderungen der Luntendicke. Bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtungen

- 33 7098ia/09U

k - 163

2. September 1976 - 33 -

kann man trotz einer sehr einfachen Konstruktion derselben und trotz geringer Herstellungskosten Abweichungen der Luntendicke von einer Vorgegebenen Luntendicke extrem klein halten. Ausserdem kann ein zunächst eingestellter Wert für die Luntendicke bei einer Änderung der Produktionsgeschwindigkeit, des erzeugten Produktes usw. schnell und innerhalb kurzer Zeit geändert werden und es ist überdies einfach, die Vorrichtung zu warten und optimale Arbeitsbedingungen aufrechtzuerhalten.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind ferner die folgenden Änderungen möglich:

(1) Die DetektoreinricHtungen zum Feststellen der Luntendicke und zur Erzeugung eines entsprechenden elektrischen Dickensignals können aus einer Messwalze und Elektroden aufgebaut werden, die einen Kondensator bilden, dessen Kapazität sich entsprechend den Änderungen der Luntendicke bzw. den Bewegungen der Messwalze ändert.

(2) Anstelle des Regelgetriebes mit Stellmotor kann eine direkte Steuerung für den Antriebsmotor der Speisewalze vorgesehen werden oder eine Steuerung für die Änderung der Abmessungen einer Öffnung einer Speisevorrichtung,

" durch die die Faserbüschel zugeführt werden.

(3) - Das beim ersten Ausführungsbeispiel benutzte Dreiecksignal kann durch ein Sägezahnsignal oder ein Sinussignal ersetzt werden.

- 34 -

70 9-8 10/09 H

k - 163

2. September 1976 - 34 -

(4) Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel, wo die Menge der zugeführten Faserbüschel intermittierend durch impulsförmige Signale gesteuert wird, deren Impulsbreite proportional zu der Zeitdauer ist, während v/elcher die Amplitude des überlagerten Signals die vorgegebene Bezugsspannung übersteigt, kann die Menge der zugeführten Faserbüschel auch intermittierend durch ein Impulssignal gesteuert werden, bei dem die Anzahl der Impulse proportional zu der Zeitdauer ist, in welcher die Amplitude des überlagerten Signals höher oder niedriger ist als die vorgegebene Bezugsspannung.

- 35 -

709810/09U

Claims

A 41 918 b

k - 163 - 35 7
2. Sept. 1976

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Regelung der Luntendicke in einer Karde, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Man ermittelt die Luntendicke am Ausgang der Karde und erzeugt ein entsprechendes elektrisches Dickensignal;

man erzeugt ein Differenzsignal, indem man das elektrische Dickensignal mit einem Bezugssignal vergleicht, das einer vorgegebenen konstanten Luntendicke entspricht;

man erzeugt während aufeinanderfolgender Zeitintervalle jeweils ein dem Differenzsignal entsprechendes, als Steuersignal dienendes Abwicklungssignal, wobei jedes dieser Zeitintervalle kürzer ist als die Dauer einer langfristigen Dickenänderung der Lunte und

man stellt die Menge der der Karde zugeführten Faserbüschel für die einzelnen Zeitintervalle so ein, daß sich eine Verringerung des Differenzsignals gegen Null ergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das elektrische Dickensignal zur Unterdrückung hochfrequenter Signalanteile filtert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte bei der Erzeugung des Abweichungssignals:

7098ia/09H " ³⁶ "

a 4i 9iö-b^;■■■■■"■:" 26397Bl

k - 163

2. September 1976 -- 36 -~ '· " t^;c:

• · Man überlagert dem Differenzsignal ein periodisches

■ Signal/ dessen Periodendäuer der Dauer der Zeitinter-

■ välle entspricht und - .

man vergleicht das durch die überlagerung des Differenzer zeug te Signal signals mit dem periodischen Signaiymit einem positiven oder negativen Bezugssignalpegel, wobei.das Abweichungssignal erhalten wird, wenn der Pegel des überlagerten periodischen Signals höher ist als das positive Bezugspegelsignal oder niedriger als das negative Bezugspegelsignal. ----- ■-,·.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man als periodisches Signal ein Dreiecksignal verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man als periodisches Signal ein Sägezahnsignal verwendet.
6. ',Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

man als periodisches Signal ein Sinussignal verwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch . folgende Verfahrensschritte zur Erzeugung des Abweichungssignals: ■-.:.:..-.-

Man erzeugt Signale im Abstand von vorgegebenen konstanten Zeitintervallen, wobei sich jedes der Signale mit der gleichen Zeitkonstanten ändert und

- 37 -

709810/0914

k - 163 ~

2. September 1976 . - 37. - .... .'■ ,.

man ermittelt die Zeitdauer zwischen dem zu.dem jedes der genannten Signale beginnt und dem Zeitpunkt, zu welchem sein Pegel den Pegel des Differenzsignals erreicht, wobei das Abweichungssignal in Form eines impulsförmigen Signals.erzeugt wird, bei dem die Breite jedes Impulses der.genannten Zeitdauer . entspricht.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,. gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte zur Erzeugung des Abweichungssignals:

Man erzeugt ein'analoges Signal, dessen Frequenz sich in Abhängigkeit von den Pegeländerungen des Differenzsignals ändert und man setzt das analoge Signal in Impulsfolgen aus Impulsen konstanter Breite und mit entsprechender Impulsfolgefrequenz um, welche das Abwei-' chungssigrial darstellen.
9. Vorrichtung zur Regelung der Luntendicke am Ausgang einer Karde zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:·.. ... ... . . . -. -.

Es ist ein Detektor (12 bis^j. 19.) zum Feststellen der Luntendicke am Ausgang, der. Karde (10) und zum Erzeugen eines entsprechenden elektrischen Dickensignals (Fig. 4a; e..) vorgesehen;

es ist eine erste Steuerschaltung (24,25,26) zum Erzeugen eines Differenzsignals .(Fig.4d; e₂) vorgesehen, in v/elcher das elektrische Dickensignal mit einem

- 38 -

7 0 98 1.07 0 9 U *■ ^ -

a 41 918 b 2639757

k - 163

2. September 1976 - 38 -

Bezugssignal (Fig.4c) verglichen wird, das einer vorgegebenen konstanten Luntendicke entspricht;

es ist eine zweite Steuerschaltung (30 bis 32) zum Erzeugen^ines dem Differenzsignal entsprechenden als Steuersignal dienenden Abweichungssignals (Fig. 4g) während aufeinanderfolgender Zeitintervalle vorgesehen, von denen jedes kürzer ist als die Dauer einer langfristigen Dickenänderung der Lunte (S) und

es ist eine Einstellvorrichtung (22,23) zum Einstellen der Menge der der Karde (10) zugeführten Faserbüschel vorgesehen, mit deren Hilfe diese Menge für die einzelnen Zeitintervalle derart einstellbar ist, dass sich eine Verringerung des Differenzsignals gegen Null ergibt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor ein Filter (24) zum Ausfiltern hoch-

.frequenter Anteile des elektrischen Dickensignals aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steuerschaltung einen Addierer (27) aufweist, welcher dem Differenzsignal ein periodisches Signal überlagert, dessen Periode der Dauer der Zeitintervalle entspricht und dass die erste Steuerschaltung einen Komparator (29a,29b) aufweist, welcher das überlagerte Differenzsignal mit einem positiven Bezugspegelsignal bzw. einem negativen Bezugspegelsignal

- 39 -

709810/0914

A 4T 91 &b '■.-.<■ i

k - 163

2. September 1976 -39-

^: derart überlagert, dass am Ausgang des Komparators (29a,29b) ein Abweichüngssignal erhalten wird, wenn das überlagerte Differenzsignal höher ist als das positive ßezugspegelsignal öder niedriger als das negative Bezugspegelsignal. ^
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 * dadurch gekennzeichnet, dass das periodische Signal ein von einem Generator

■ (28) erzeugtes Dreiecksignal, Sägezahnsignal oder Sinussignal ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn-

" zeichnet; dass die zweite Steuerschaltung einen Integrator (60) aufweist, welcher zu vorgegebenen konstanten Zeitintervalle Signale liefert» von denen sich jedes mit der gleichen Zeitkonstante ändert und dass die zweite Steuerschaltung einen Komparator (56) aufweist, welcher jeweils die Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt, zu dem jedes der genannten Signale auftritt .und dem Zeitpunkt, zu dem der Pegel dieses Signals den Pegel des Differenzsignals erreicht, ermittelt . (Fig. 7).
14. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder TO, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steuerschaltung einen Spannungs-Frecjuenz-Umsetzer (65a, 65b) aufweist, welcher ein analoges Signal liefert, dessen Frequenz sich in Abhängigkeit von den Pegeländerungen des Differenzsignals ändert und dass die zweite Steuerschaltung einen monostabilen Multivibrator (66a,66b) aufweist, welcher das analoge Signal in Impulszüge umsetzt, welche das Abweichüngssignal darstellen (Fig. 9).

709810/0914

HO

Leerseite