DE2651857C3

DE2651857C3 - Antriebsvorrichtung fur eine Fadenliefervorrichtung für Textilmaschinen

Info

Publication number: DE2651857C3
Application number: DE2651857A
Authority: DE
Inventors: Franz Winterthur Huber; Oskar Thalheim Schiess
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1976-10-28
Filing date: 1976-11-13
Publication date: 1980-02-21
Also published as: AT350700B; ATA838576A; DE2651857A1; JPS5358041A; SE7712000L; JPS5637133B2; CH616902A5; IT1088257B; DE2651857B2; SE424719B; US4132368A

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Fadenliefervorrichtung für Textilmasrhinen mit einer Aufwickelvorrichtung zum Zwischenspeichern eines Fadenvorrates auf einer Speichertrommel, einem Fadenfühler zum Abtasten dieses Fadenvorrates und einem mittels einer Schaltanordnung in der Drehzahl

steuerbaren Antriebsmotor für die Aufwickelvorrichtung.

Eine derartige Antriebsvorrichtung ist in der CH-PS 4 39 161 beschrieben. Die Fadenliefervorrichtung ist dort als ein Schußfadenzwischenspeicher für Webmaschinen mit außerhalb des Webfaches fest angeordneter Schußfaden-Vorratsspule ausgebildet, von der der Faden durch die zentrale Bohrung einer rotierenden Hohlwelle gezogen und über eine an dieser exzentrisch angeordnete Fadenöse zu einer einlagigen Wicklung auf eine stillstehende, sich leicht konisch verjüngende Trommel aufgewickelt wird, indem der neu auflaufende Faden zunächst auf eine Trommelpartie mit stärkerer Konizität geführt wird, wodurch er die bereits vorher aufgetragenen Windungen in axialer Richtung vor sich her schiebt. Vom vorderen Ende der so gebildeten Wicklung kann der Faden unter Überwindung eines geringen, gleichbleibenden Reibungswiderstandes ruckweise über Kopf von der Trommel abgezogen werden. Hohlwelle und Fadenöse werden in diesem bekannten Fadenspeicher durch einen dauernd eingeschalteten, über einen Treibriemen und eine ein- und ausrückbare elektromagnetische Kupplung, die von einer das vordere Ende der sich auf der Trommel vorschiebenden Wicklung abtastenden Photozelleneinrichtung gesteuert wird, intermittierend in Umdrehung versetzt, um den gespeicherten Fadenvorrat nach Bedarf laufend immer wieder zu ergänzen.

Nachteilig ist bei dieser Anordnung, daß der Erregerstrom der Kupplung dieser über Schleifkontakte zugeführt werden muß, daß ihr Vorhandensein das Trägheitsmoment der bei jedem Ein- bzw. Ausschalten zu beschleunigenden bzw. abzubremsenden Teile vergrößert, ferner daß der Antriebsmotor dauernd eingeschaltet bleiben muß, was zu einem höheren

ti Strombedarf und einer entsprechenden Erwärmung führt. Um trotz des verhältnismäßig hohen Trägheitsmomentes der bewegten Teile kurze Anlauf- und Verzögerungszeiten einzuhalten, muß der Motor für

eine entsprechend große Leistung dimensioniert werdea Ein weiterer Nachteil besteht in der Regelung der Drehzahl der Aufwickelvorrichtung, die de·-art gestaltet ist, daß sie mit zunehmender Länge der Aufwickellage des Schußfadens abnimmt, beim Erreichen der gewünschten Länge zu Null wird und bei Abnehmen der Länge wieder zunimmt, die Dauerdrehgeschwindigkeit jedoch konstant ist und diese somit der Leistung einer gegebenen Webmaschine nicht anpaßbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung der eingangs definierten Art zu schaffen, bei der die Dauerdrehgeschwindigkeit einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Verwendung eines Drehstrommotors dem Drehstrom variabler Frequenz durch Umwandlung eines Gleichstromes zuführbar ist, die Schaltanordnung sich zusammensetzt aus

— einem vom Fadenfühlersignal gesteuerten Integrator zur Erzeugung einer trapezförmigen Steuerspannung, dessen Höhe der erforderlichen Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors entspricht und dessen Anstiegs- und Abfallflanke die Beschleunigungs- bzw. die Bremszeit des Antriebsmotors bestimmt,

— einem von dieser Steuerspannung gesteuerten Oszillator, der eine Steuer-Impulsfolge erzeugt, deren Frequenz proportional zur Höhe der Steuerspannung ist,

— einer dem Oszillator nachgeschalteten digitalen Zählschaltung mit drei den drei Phasen des zu bildenden Drehstromes entsprechenden Ausgängen, zum Abgriff je einer Folge identischer, von einem Ausgang zum anderen um 120° gegeneinander phasenverschobener Rechteckimpulse mit einer der Steuerspannung proportional verlaufenden Frequenz,

— drei je an einem der Ausgänge der Zählschaltung angeschlossenen Inverterstufen zur Erzeugung von drei Impulsen, die jeweils gegenüber den von der Zählschaltung ankommenden Impulsen um 180° verschoben sind, wobei die ansteigende Flanke aller Impulse um die Zeit gegenüber der abfallenden Flanke der um 180° verschobenen Impulse verzögert sind,

— drei Schaltverstärkcrn mit je zwei Eingängen für die ankommenden Steuerimpulse, deren Ausgänge über eine Drossel mit der entsrpechenden Erregerwicklung des Antriebsmotors verbunden sind.

Der erfindungsgemäße Antrieb ist von der Netzfrequenz völlig unabhängig und die Drehzahl in einem großen Bereich stufenlos regelbar, wobei kurze Anlauf- und Bremszeiten und eine gewählte konstante Drehzahl eingehalten werden können. Verschleißanfällige Teile wie Reibungskupplungen, Bremsen, Schleifkontakte u. dgl. werden nicht benötigt.

Es sei hier erwähnt, daß es in der elektrischen Antriebstechnik bekannt ist, einen Drehstrommotor durch Frequenzänderung in der Drehzahl zu steuern und einen Gleichstrom in einen Drehstrom variabler Frequenz umzuwandeln.

Zur Vermeidung einer unerwünschten Erwärmung der Endstufen der Schaltverstärker und der Erregerwicklung des Antriebsmotors bei dessen Stillstand kann eine Sperrschaltung vorgesehen sein, die bei Stillstand bzw. vernachlässigbar geringer Drehung des Antriebsmotors, d. h., solange die Steuerspannung einen entsprechend niedrig gewählten Grenzwert nicht überschreitet, die Schaltanordnung sperrt und damit die Bildung des Erregerstromes für den Antriebsmotor unterbindet

Zur Erhöhung der Bremswirkung und zum Stillsetzen des Antriebsmotors kann auf der Motorwelle zusätzlich eine vom Fadenfühler gesteuerte, auf das Signal »Faden« wirksame, beim Signal »kein Faden« ausschaltbare elektromagnetische Bremse angebracht sein.

Für die Gegestände der Unteransprüche wird nur im Zusammenhang mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 Schutz begehrt.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.

Es zeigt

F i g. 1 ein vereinfachtes Blockschema eines erfindungsgemäßen Antriebs und der zugehörigen Steuerschaltung, am Beispiel eines Schußfaden-Zwischenspeichers für Webmaschinen,

F i g. 2 ein synoptisches Diagramm des Verlaufs der wichtigsten Betriebsgrößen bzw. Signale in Funktion derzeit,

F i g. 3 ein ausführlicheres Blockschema zur Darstellung der verschiedenen Baugruppen der Steuerschaltung und der darin erzeugten Signale,

F i g. 4 ein vereinfachtes Diagramm zur Erläuterung des für die Bildung der drei Phasen mit variabler Frequenz angewandten Prinzips,
F i g. 5 ein weiteres Diagramm zur Beschreibung des zur Erzeugung eines durch eine Steuerfrequenz gesteuerten Phasen-Wechselstroms variabler Frequenz verwendeten Signale,

Fig.6 ein Blockschema der zur Regelung bzw. Begrenzung der in einer Phase des Speisestroms auftretenden Stromstärke benutzten Schaltung und

F i g. 7 ein Diagramm zur Verdeutlichung der mit einer Schaltung nach F i g. 6 erzielbaren Wirkung.

In allen Figuren sind gleiche Bauelemente und Signale jeweils mit den gleichen, wo nötig durch Indizes ergänzten Bezugszeichen bezeichnet.

Die F i g. 1 bezieht sich auf den erfindungsgemäßen Antrieb einer Aufwickelvorrichtung, wie sie beispielsweise in einem Schußfaden-Zwischenspeicher der aus der eingangs erwähnten CH-PS 4 39 161 bekannten Art Verwendung findet.

Darin ist der Antriebsmotor mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Seine Welle 2 ist als Hohlwelle mit axialer Bohrung ausgebildet. An ihrem zur Speichertrommel 6 hingerichteten Ende trägt sie ein sich in radialer Richtung erstreckendes, an einem freien Ende zu einer Fadenöse 3' abgebogenes Röhrchen 3. Durch die Bohrung der Hohlwelle 2 und das Röhrchen 3 ist ein Schußfaden 4 durchgeführt, der von einer feststehenden Vorratsspule 5 nach Bedarf mit einer auf einen mittleren Wert einstellbaren Geschwindigkeit intermittierend, d. h. solange sich Hohlwelle 2 und Röhrchen 3 drehen, unter Bildung eines Fadenballons über Kopf, d. h. in axialer Richtung abgezogen wird. Aus. der Öse 3' läuft der Faden auf eine kurze, konusförmige Partie 6' der sich gegen ihr in der Figur linkes Ende hin leicht verjüngenden Speichertrommel 6 auf. Die Trommel 6 ist auf einem in der Verlängerung der Hohlwelle 2 an diese befestigten Zapfen 7 an sich drehbar gelagert, wird aber durch einen Dauermagneten 8 und einen an der Trommel 6 befestigten Anker 8' daran gehindert, mit der Welle 2 und dem Zapfen 7 mitzudrehen. Da die öse 3' um den Konus 6' umläuft, bildet der neu auflaufende Faden 4 bei jeder Umdrehung der Welle 2 eine neue

Fadenwindung, welche infolge der — an sich geringen — Fadenspannung die bereits vorher aufgewickelten Windungen in Form einer einlagigen Wicklung 4' vor sich herschiebt, d. h. in der Figur nach links hin, wie dies z. B. aus der erwähnten CH-PS 4 39 161 bekannt ist.

In einem einstellbaren Abstand von der konischen Partie 6' der Trommel wirft eine Photozelleneinrichtung 9 einen Lichtstrahl 9' gegen die Oberfläche der Trommel 6. Solange die vorderste Windung der Wicklung 4' diese Stelle noch nicht erreicht hat, wird der Lichtstrahl 9' reflektiert, wird dann von der Pholozelle 9 wieder aufgefangen und erzeugt darin ein Signal »kein Faden«, beispielsweise einem Dauerimpuls p, der auf im Folgenden noch zu beschreibende Weise die Frequenz F- des Erregerstromes U~, V-, W_ für den Antriebsmotor 1 steuert, d. h. die Drehung der Fadenöse 3' und den Aufbau der Speicherwicklung 4' bewirkt.

Zu diesem Zweck wird zunächst durch Integration des Signals ρ in einem Integrator 10 eine trapezförmige Steuerspannung / erzeugt, die wie dies aus F i g. 2 ersichtlich ist, in Funktion der Zeit in einer Beschleunigungsrampe von der Dauer fi stetig von einem Wert Null auf einen einstellbaren Dauerwert anwächst, auf dem sie während einer Zeit h verbleibt, d. h. so lange als das Signal ρ (während der Zeit t_p) andauert. Dieser Dauerwert der Steuerspannung /bestimmt die maximale Frequenz F- des zu erzeugenden Dreiphasen-Speisestromes U-, V-, W-, so daß damit auch die Dauer-Drehgeschwindigkeit tpm des Antriebsmotors 1 beeinflußt werden kann.

Erreicht nun das vordere Ende der Wicklung 4' nach der Zeit (ii + 12) diejenige Stelle der Trommel 6, an der der Lichtstrahl 9' zurückgeworfen wird, so kann keine Reflexion mehr stattfinden. Der Lichtstrahl 9' wird unterbrochen und die Photozelle 9 überträgt ein Signal »Faden«, indem beispielsweise der Dauerimpuls ρ ausfällt.

Von diesem Augenblick an wird die Steuerspannung i im Integrator 10 in analoger Weise, entsprechend einer stelig absinkenden Verzögerungsrampe von der Dauer (3 wieder auf Null herabgesetzt, was bewirkt, daß die Frequenz F- des Erregerstromes U-, V-, W- des Antriebsmotors 1 entsprechend verlangsamt wird und die Drehung der Fadenöse 3' aufhört. Der Schußfaden 4 kann nun nach Bedarf ruckweise über Kopf, d. h. in axialer Richtung, von der Speichertrommel 6 abgezogen und in das Webfach der Webmaschine eingetragen werden. Der Lichtstrahl 9' wird wieder an der Oberfläche der Trommel reflektiert, die Photozelle 9 erzeugt wieder ein Signal ρ »kein Faden« und der Antriebsmotor ergänzt, gesteuert durch die Schaltung 11, die gespeicherte Fadenwicklung 4'.

Der innere Aufbau der in Fi g. 1 mit 11 bezeichneten Steuerschaltung ist in F i g. 3 in die einzelnen Baugruppen aufgelöst dargestellt, so daß hier der Vorgang der durch die Steuerspannung / beherrschten Umwandlung der vom Netzgerät 19 gelieferten Gleichspannung in einen Dreiphasenstrom veränderlicher Frequenz F_ verfolgt werden kann.

Als erstes wird die Steuerspannung / einem spannungsgesteuerten Oszillator 12 zugeführt, der eine Impulsreihe mit einer um mindestens eine Größenordnung höher als F- liegenden, der Spannung i proportionalen Steuerfrequenz / erzeugt, d. h. daß die Steuerfrequenz /ebenfalls trapezförmig verläuft, und in Funktion der Zeit stetig vom Wert Null auf einen Dauerwert ansteigt und auf diesem verbleibt, bis der Dauerimpuls ρ des Fadenfühlersignals abbricht, um dann entsprechend der Verzögerungsrampe der Steuerspannung /wieder auf Null abzusinken.

In einer dem Oszillator 12 nachgeschalteten, digitalen Zählschaltung 13 mit drei den drei Phasen L/_, V_, IV-des zu bildenden Drehstromes entsprechenden Ausgangsklemmen u, v, w kann an jeder Klemme je eine Folge unter sich gleiche Länge und jeweils ein Impulsverhältnis 1 :1 aufweisender, von einer Klemme zur anderen jedoch um 120° gegeneinander phasenverschobener Rechteckimpulse S_a S_v, S_wmh der variablen, der Steuerspannung / proportionalen Impulsfrequenz F- abgegriffen werden. Das Diagramm F i g. 4 zeigi schematisch das Prinzip, nach dem in dieser logischen Schaltung die vom Oszillator !2 her mit der veränderlichen Steuerfrequenz /eintreffenden Impulse gezählt und jeweils nach einer bestimmten Anzahl dieser Impulse, d. h. entsprechend dem Verhältnis

ψ— an jede der Klemmen u, v, wder Reihe nach eine

Gleichspannung angelegt und wieder unterbrochen wird, wobei an den Klemmen die gewünschten Rechteckimpulsfolgen S„ bzw. S, und S_w bereitgestellt werden.

Zur Vereinfachung wurde im Diagramm Fig.4 ein Frequenzverhältnis -=L- = 3 angenommen, d. h„ daß bei

diesem Vorgang auf je drei Impulse der Steuerfrequenz / an der Klemme u ein Rechteckimpuls S₁₁, dann, mit einer Verzögerung um eine Impulsperiode f, eine gleiche Folge von Impulsen S₁, an der Klemme ν und nach eine weiteren Verzögerung um eine Impulsperiode /eine Folge von Impulsen S_w an der Klemme w auftritt. In Wirklichkeit wird dieses Frequenzverhältnis beispielsweise um etwa eine Zehnerpotenz höher gewählt, um einen möglichst gleichmäßigen Anstieg und ein ebensolches Abfallen der Frequenz F- der Impulsfolgen Su, S_n Sw zu erhalten. Offensichtlich ist auch der zeitliche Verlauf der so erhaltenen Impulsfrequenz F. dem trapezförmigen Verlauf der Steuerspannung / proportional.

Die drei je an einer der Ausgangsklemmen u. v, w der Zählschaltung 13 angeschlossenen Invertierstufen 16» 16_V und 16„ weisen je zwei dem Abgriff von mit den Rechteckimpulsen Su, Sv, S», synchronen Steuerimpulsen Sua, Sub bzw. Sv₃, S₁* und Su₂, S₁W, dienenden Ausgangsklemmen a, b auf. Jeder Rechteckimpuls S_m Sv, S_w dient dazu, abwechslungsweise eine Gleichspannung von der betreffenden Ausgangsklemme a auf die Klemme b und wieder zurück umzulegen, so daß die vom Ausgang b abzugreifenden Steuerimpulse Sub, S_Vb, S_wb zeitlich jeweils in die zwischen den am Ausgang a auftretenden, mit den Rechteckimpulsen Su, S_n Sb synchronen Steuerimpulsen S₁₇₃, S_ra, Swa bestehenden Intervalle eingefügt sind.

Aus dem Diagramm F i g. 5, in dem der Vorgang für die Phase u dargestellt wird, ist ersichtlich, daß die ansteigenden Flanken aller Steuerimpulse S_ua und Sob — die anderen Phasen ν und μ'werden gleich behandelt — zusätzlich um eine Schaltzeit At gegenüber der abfallenden Flanke des jeweils vorhergehenden, am anderen Ausgang a bzw. b der betreffenden Invertierstufe endenden Steuerimpusles verzögert sind. Diese Schaltverzögerungen sind einerseits nötig, um die eben beschriebenen und die noch in der Endstufe der Steuerschaltung 11 vorzunehmenden Umschaltvorgänge sicher und fehlerfrei ausführen zu können, andererseits um die Kurvenform der am Ausgang der Steuerschaltung 11 abzugreifenden und der Erreger-

wicklung des Antriebsmotors 1 zuzuführenden Phasenströme ίΛ., V_, W_ besser einem sinusförmigen Verlauf anzunähern.

Als letzte Baugruppen umfaßt die Steuerschaltung 11 drei Schaltverstärker 17„, 17,, 17«, deren Endstufen in an sich bekannter Weise als Gegentakt-Transistor-Verstärker aufgebaut sind, ähnlich der um Bull. SEV 61 (1970) No. 12, 13. Juni, Seite 507, Fig. 10 beschriebenen Schaltung. Von ihren je zwei an die beiden Ausgänge a, oder entsprechenden Invertierstufe 16„bzw. I6_vund 16„. angeschlossenen Eingangsklemmen werden die ankommenden Steuerimpulse S_ua, S_Ub bzw. S_va, S_Vb und S_WB, S_wb paarweise der betreffenden Endstufe zugeführt.

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vereinfacht eingetragen. Daraus ist ersichtlich, daß der Steuerimpuls S_ua jeweils der Basis des einen Gegentakttransistors zugeführt wird und der gemeinsamen Ausgangsklemme u einen positiven Gleichspannungsimpuls U+ übermittelt, während der Steuerimpuls 5„6 in die Lücke zwischen zwei Impulsen U₊ über den zweiten Transistor jeweils einen negativen Gleichspannungsimpuls U- einfügt. Die beiden anderen Schaltverstärker 17„ und 17* sind gleich aufgebaut. In den betreffenden Rechtecken ist symbolisch die Überlagerung der entsprechenden positiven und negativen Gleichspannungsimpulse V₊ und V_ bzw. VV₊ und W- und der wegen der eingefügten Drosselspule D„bzw. O₁, und W_w annähernd sinsuförmige Verlauf des betreffenden Phasenstromes U-, V-, W- eingetragen, der direkt die Erregerwicklung des Antriebsmotors 1 speist.

Die Überlagerung der durch die Steuerimpulse S₁₁₁₁, Sub gesteuerten positiven und negativen Gleichspannungsimpulse U₊ und U- und die annähernde Sinusform des mit Hilfe der Drossel geglätteten Phasenstroms U. ist anschaulicher aus dem Diagramm Fi g. 5 ersichtlich. Die Verhältnisse wiederholen sich analog für die beiden anderen Phasen ν und w.

Die Stromstärke des so erhaltenen dreiphasigen Erregerstromes U.. V., W. wird dadurch begrenzt, während sich seine Frequenz F- in Funktion der Zeit annähernd proportional zum Wert der im Integrator 10 erzeugten Steuerspannung /verändert. Im Luftspalt des Antriebsmotors 1, der als Dreiphasen-Drehfeldmotor ausgebildet ist, tritt also ein Drehfeld auf, dessen magnetischer Fluß einen im wesentlichen konstanten Wen beibehält, das aber mit einer der Steuerspannung / proportionalen Drehgeschwindigkeit t_pm um die Motorachse rotiert.

Handelt es sich beim Antriebsmotor 1 um einen Synchronmotor, so folgt sein Rotor und damit die Hohlwelle 2 und die Fadenöse 3' dieser Drehbewegung genau, während im Falle eines Asynchronmotors dessen Rotor dem Drehfeld in bekannter We;se mit um den Schlupf verminderter Geschwindigkeit nacheilt

Der Asynchronmotor bietet den Vorteil, daß sein Rotor nach einem gesteuerten Verzögern und Stillsetzen sicher in der vordersten erreichten Stellung stehen bleibt und nicht etwa wie bei einem Synchronmotor um einen kleinen Drehwinkel (höchstens eine halbe Polteilung) zurückdreht, wodurch z. B. zwischen Vorratsspule 5 und Hohlwdle 2 oder zwischen der Fadenöse 3' und der Speichertrommel 6 eine lose Fadenschlaufe entstehen könnte. Wäre letzteres der Fall, so bestünde beim Wideranlaufen hie und da die Gefahr eines Fadenbruches. Bei Synchronmotoren kann ein Zurückdrehen durch die Wahl einer geeigneten Bremskonstruktion und Einstellen der Bremse unterbunden werden.

Beim Betrachten des Diagramms F i g. 4 fällt auf, daß im Falle einer lediglich die bisher beschriebenen Baugruppen umfassenden Steuerschaltung 11 ständig, d. h. auch bei stillstehendem Antriebsmotor 1, mindestens eine Phase der Erregerwicklung, meist aber alle drei, unter Strom stehen. Wie bereits erwähnt, behält ja das Magnetfeld des Motors 1 bei jeder Drehzahl F- bzw. tpm, d. h. auch der Drehzahl Null, seine praktisch konstante Feldstärke. Wäre dies nicht der Fall, so

ίο könnte der Rotor des Motors 1 z. B. nicht durch den Erregerstrom U-, V-, VV_ bis zum Stillstand abgebremst und in dieser Lage festgehalten werden. Falls keine besonderen Maßnahmen getroffen würden, müßte also der Motor 1 ständig einen erheblichen Teil seiner vollen Nennleistung aufnehmen, und die Endstufen der Schaltverstärker 17„, 17* 17«, und die Erregerwicklung des Motors 1 würden in unerwünschter Weise erwärmt.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann bei einer

bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, vorzugsweise im Integrator 10 oder im Oszillator 12 eine Sperrschaltung an sich bekannter Art vorgesehen sein, die bei Stillstand bzw. vernachlässigbar geringer Drehung des Motors 1, d. h. solange die Steuerspannung i einen entsprechend niedrig gewählten Grenzwert ;_min nicht überschreitet, den Oszillator 12 bzw. die diesem nachgeschaltete Zählschaltung 13 außer Betrieb setzt und damit die Bildung des Erregerstromes für den Motor 1 unterbindet.

Die Wirkung dieser Maßnahme ist aus dem Diagramm Fig.2 ersichtlich: statt sofort beim Einsetzen des Fadenfühlersignals ρ wirksam zu werden, beginnt die Lieferung eines Dreiphasenstroms U-. V-. W- mit der Frequenz F- erst in jenem Augenblick, da die Steuerspannung / den Grenzwert i_mm überschreitet.

Sie hört wieder auf, wenn die Steuerspannung / unter den Wert i_m,„ sinkt, und nicht erst wenn letztere den Wert Null erreicht. Analog verläuft bei dieser Anordnung auch die Drehfeld- bzw. Motordrehgeschwindigkeit tpm. Im Stillstand wird der Rotor des Motors 1 nicht mehr durch ein in dessen Luftspalt aufgebautes Magnetfeld in seiner Lage festgehalten. Bei stillstehendem Motor 1 ist die Erregerwicklung stromlos und es findet in diesem Zustand keine unerwünschte Erwärmung der Endstufe der Schaltverstärker 17„, 17, und 17». und des Motors 1 statt.

Nach einer weiteren Ausführungsform, die vor allem in Kombination mit der in den beiden vorhergehenden Absätzen beschriebenen Sperrung des Erregerstromes U-, V-. W- von Wichtigkeit ist, kann zur Erhöhung der Bremswirkung und zum Stillsetzen des Antriebsmotors 1 auf dei Motorwelle 1 zusätzlich eine vom Fadenfühler 9 gesteuerte, auf das Signal ρ »Faden« wirksame, beim Signal »kein Faden« (p unterbrochen) ausschaltbare elektromagnetische Bremse 14 angebracht sein. Der Verlauf des Erreger-Gleichstromes B dieser Bremse 14 ist ebenfalls aus dem Diagramm Fig.2 ersichtlich. Er wird durch einen vom Fadenfühlersignal ρ gesteuerten Ruhestromschalter 20 ein- und ausgeschaltet. Dabei kann die Bremse 14 vorzugsweise als gleichstromerregte Wirbelstrombremse oder aber als durch einen Elektromagneten betätigbare, mechanische Bremse ausgebildet sein. Die erste dieser beiden Lösungen wird vorzugsweise dann angewendet, wenn es sich um eine Kombination mit einem Asynchronmotor handelt, da die Wirkung der Asynchronbremse mit derjenigen des Asynchronmotos bei stillstehendem Drehfeld (F-=0) identisch ist wobei die Bremse lediglich einen viel geringeren Leistungsbedarf hat als der stillstehende

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Motor. Die Wirbelstrombremse ist zwar keine eigentliche Haltebremse, da bei stillstehendem Motor keinerlei Wirbelströme in ihr auftreten, doch genügt ihre Wirkung in den meisten Fällen, um jeder Verdrehung der Motorwelle 2 einen hinreichenden Widerstand entgegenzusetzen. Die Wirbelstrombremse besitzt vor allem den Vorteil, keine Teile aufzuweisen, die einer mechanischen Abnutzung unterworfen wären. Im Falle eines Synchronmotors wird man demgegenüber eher die Kombination mit einer mechanischen Bremse wählen, um beim Stillsetzen ein an sich mögliches Zurückdrehen des Rotors um einen kleinen Drehwinkel zu vermeiden.

Eine weitere, vorteilhafte Variante der Erfindung besteht dann, daß zum Schutz der Endstufen der drei Schaltverstärker 17_ft 17_W 17_W gegen Überlastung alle drei Phasen U-, V-, W- in an sich bekannter Weise mit je einer Regel- bzw. Begrenzerschaltung K₁₁, K_v, K_w, 18 für die mittlere Stromstärke des Phasenstromes versehen sind. Dadurch können auch allfällige Unsymmetrien in den Impedanzen der Erregerwicklungen usw. ausgeglichen werden.

Die Begrenzerschaltung besteht darin, daß, wie in F i g. 6 für die Phase u allein gezeigt und in F i g. 1 und 3 für alle Phasen angedeutet, am Ausgang jeder Phase der Erregerwicklung des Antriebsmotors 1 ein Widerstand R₁₁, Rv, Rw eingefügt ist, an dem eine dem Phasenstrom U-, V-, W- proportionale Spannung U, V, W abgegriffen, einem Komparator K₁₁, K_n K_w zugeführt und mit einer Bezugsspannung Ue, Ve, We verglichen wird, wobei der Ausgang des Komparators K* Kv, K_w über ein der Spannungsdifferenz Δ_α Δ _Λ Δ _w entsprechende Sperrimpulse Au₁A_nA_n erzeugendes Zeilglied 18 mit der Zählschaltung 13 oder der in Frage kommenden Invertierstufe 16,* 16_voder 16_win Wirkverbindung steht, dort die Rechteckimpulse Su, Sv, S_w oder die Steuerimpulse Su* Sub, bzw. Sy₃, Svb oder S_wa, S_Wb bei jedem Sperrimpuls Au, Av, A_n während deren Zeitdauer t.\ unterdrückt und dadurch deren mittlere Zeitdauer vermindert F i g. 7 zeigt ein entsprechendes Impulsdiagramm für die Phase ü, wobei mit S_ua, b (siehe auch F i g. 5) der Verlauf eines noch unveränderten Steuerimpulses am Ausgang der Invertierstufe 16_Λ sei es zur Steuerung eines positiven oder eines negativen Stromstoßes IZ₊ bzw. U- in der Gegentaktendstufe des Schaltverstärkers 17„ mit A_u derjenige einer vom Zeitglied 18 erzeugten Folge von Sperrimpulsen und mit S'ua, b die Form des durch diese Sperrung verminderten Steuerimpulses angedeutet sind.

Bei der in F i g. 1 und 3 mit dem Bezugszeichen 19 bezeichneten Baugruppe handelt es sich u~i ein an das 3' Ortsnetz anschließüares Netzgerät zur Erzeugung der für den Betrieb der verschiedenen anderen Baugruppen benötigten Gleichspannungen bzw. -Ströme. Die entsprechenden Speiseleiningen wurden der Obersichtlichkeit halber nur für die Schaltverstärker 17_m 17y, 17», und für die Erregung der Bremse 14 eingezeichnet, doch sind in Wirklichkeit alle Geräte und Baugruppen an das Netzgerät 19 anzuschließen.

Die Erfindung ist nicht auf den der vorstehenden 60 Beschreibung zugrunde gelegten Anwendungsbereich, nämlich einen Schußfaden-Zwiscnenspeicher der eingangs erwähnten Art, beschränkt Insbesondere sind auch intermittierend arbeitende Aufwickelvorrichtungen für Fäden oder Bänder bekannt, bei denen die das zu 65 iön speichernde fadenförmige Gut über eine ortsfeste Öse auf eine zeitweise rotierende Trommel, Haspel oder dergleichen aufgebracht wird, so daß dieser letztere bewegliche Teil, nicht die Führungsöse mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung zu betätigen sind. Andere Anwendungsgebiete finden sich beispielsweise bei Strickmaschinen aller Arten, bei Maschinen zur Herstellung fadenverstärkerter Vliese, bei Nähmaschinen und dergleichen.

Während der Drehsinn des Antriebsmotors bei dem als Beispiel gewählten Schußfaden-Zwischenspeicher unwichtig ist da der Schußfaden hier bei seinem Durchlauf keine zusätzliche Verdrillung erfährt, sind jedoch auch Anwendungen denkbar, bei denen der Drehsinn der Aufwickelvorrichtungen eine Rolle spielt und während des Betriebes gewechselt werden muß. Auch einer solchen Bedingung kann die erfindungsgemäße Steuer- und Speiseschaltung ohne weiteres angepaßt werden, indem zur Schaffung einer Möglichkeit der Umkehrung des Drehsinns des Antriebsmotors 1, wie die aus F i g. 3 ersichtlich ist die Verbindungen zwischen zweien der Ausgangsklemmen S_n S„ der Zählschaltung 13 und den entsprechenden Eingangsklemmen der Invertierstufen 16„ 16». ein Umkehrschalter 15 zum Vertauschen der beiden Phasen ν und w eingefügt ist Ein solcher Schalter hat dann lediglich der Umschaltung einer Niederspannung zu dienen, während für eine entsprechende Verkreuzung der Speiseleitungen des Motors ein Leistungsumschalter benötigt würde.

Hilfsweise zu verwendende Liste der Bezugszeichen Legende zu den Figuren:

45 8' 9

35

40 Antriebsmotor
Hohlwelle des Motors ί
Radial verlaufendes Fadenführer-Röhrchen

Fadenöse
Schußfaden

Gespeicherte Schußfadenwicklung Vorratsspule für Faden 4 Speichertrommel, an Zapfen 7 drehbar gelagert

Konische Partie der Trommel 6 Axial die Hohlwelle 2 verlängernder Zapfen

Dauermagnet zur Arretierung der Trommel 6

An der Trommel 6 befestigter Anker zum Magnet 8

Photozelleneinrichtung, erzeugt Fadenfühlersignal ρ

i /c 1 c-ui \

^i auciiiuuic:! j

Integrator gesteuert durch Fadenfühlersignal p, erzeugt Steuerspannung 1 Steuer- und Speiseschaltung zur Erzeugung eines Dreiphasen-Drehstromes U~, V-, W- mit einer der Steuerspannung /proportionalen Frequenz F~ Spannungsgesteuerter Oszillor, erzeugt Frequenz /

Zählschaltr.ng, zählt Impulse f, erzeugt dreiphasige Rechteckimpulse 5(υ, ν, w) Bremse

Umkehrschalter der Phasen u, ν zum Umkehren des Drehsinns des Motors 1 Invertierschaltungen für die Impulse Su, Sv, Sw, zur Steuerung der Rechteckimpulse (U, V. W)+ in den Schaltverstärkern \7u.v.w

IO

17u,_v,»· Schaltverstärker mit Drossel £>„_,-, _m zur S(u,v,w)

Erzeugung des Erregerstromes U-, V-, W- für den Motor 1

Zeitglied der Regel- bzw. Begrenzerschaltung für die Stromstärke der

Phasen U-, V-, W- S(u,v,w)

Netzgerät (a, b)

Ruhestromschalter zur Erregung der Bremse 14

a, b Index zur Bezeichnung eines von zwei

Ein- bzw. Ausgängen

A (u, v, w) Sperrimpuls des Zeitgliedes 18, wirkt S'(u, v, w) auf Steuerimpulse 5 (u, v, w) (a, b) in den (a, b)

inverüerschaitungen 16 (u, v, w) \s

B Erregerstrom für Bremse 14

D (u, v, w) Glättungsdrosseln am Ausgang der

Schaltverstärker 17 (u, v, w) Ia

f Variable, der Steuerspannung ; propor

tionale Frequenz der vom spannungsgesteuerten Oszillator 12 erzeugten Im- t_p pulsfolge (/VF-) t_pm

F_ Frequenz des erzeugten Dreiphasen- U

Drehstromes U-, V-, W- (d.h. des Erregerstromes für Antriebsmotor 1), proportional der Steuerspannung /

/ Trapezförmige Steuerspannung, be

stimmt den zeitlichen Verlauf von /"und F_

imin Grenzwert von /; die Bildung der

Impulse S₁₄ ,. «. ist gesperrt, solange

'"^ 1min

K (u, v, w) Komparatoren (U- Ue), (V- V_e), (W- We)=A(U, v. w) erzeugen im Zeitglied 18 Sperrimpulse Af₁₁, _{K w}) zur Begrenzung des Erregerstromes U-, V-, W-, des Antriebsmotors 1

ρ Signalspannung des Fadenfühlers 9,

bzw. Signal »kein Faden«

R (u, v, w) Meßwiderstände zum Abgriff einer zur Phasenspannung U-, V-, W- proportionalen Spannung U, V, Warn Ausgang Δ (u, v, w) der Erregerwicklung des Antriebsmotors 1

25	ti	W
	h
	*U, V,*	*V, W*
30		*V-, W*
	U,	*Ve, W_E*
35	U-
	*Ue,*

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen 12

Rechteckimpulse (um 120° phasenverschoben), durch Abzählen der Impulse f für die drei Phasen (u, v, w) in der Zählschaltung 13 erzeugt

Steuerimpulse am Ausgang der drei Invertierschaltungen 16 (u, v, w) zur Steuerung der (U, V, W)+/—Rechteck-Impulse in der Endstufe der Schaltverstärker 17 (u, v, w)

Durch die Sperrimpulse A (u, v, w) des Zeitgliedes IS verminderte Steuerimpulse 5 (u, v, w) (a, b) am Ausgang der Invertierschaltungen 16(V, v, w)
Dauer eines Sperrimpulses A (u, v, w) des Zeitgliedes 18 zur Begrenzung der Phasenströme U-, V-, W-Dauer des Fadenfühlersignals ρ
Drehzahl des Antriebsmotors 1
Dauer der Beschleunigungsrampe der Steuerspannung i

Laufzeit des mit voller Drehzahl laufenden Motors 1

Dauer der Verzögerungsrampe der Steuerspannung i

Index zur Bezeichnung eines zu einer der drei Phasen U-, V~, W- gehörigen Bauelementes (bzw. einer Verbindung) An den Widerständen R (u, v, w) abgegriffene, den Phasen U-, V-, W-proportionale Meßspannungen
Um 120° zueinander verschobene Phasen des dreiphasigen Erregerstromes des Antriebsmotors 1
In den Komparatoren K (u, v, w) zum Vergleich und zur Regelung bzw. Begrenzung der Phasenströme U-, V-, W- dienende Bezugsspannungen
Im Komparator ermittelte Differenzspannungen (U- Ue, (V— Ve) und (W- We)

Claims

Patentansprüche:

1. Antriebsvorrichtung für eine Fadenliefervorrichtung für Textilmaschinen mit einer Aufwickelvorrichtung zum Zwischenspeichern eines Fadenvorrates auf einer Speichertrommel, einem Fadenfühler zum Abtasten dieses Fadenvorrates und einem mittels einer Schaltanordnung in der Drehzahl steuerbaren Antriebsmotor für die Aufwickelvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Drehstrommotors dem Drehstrom variabler Frequenz durch Umwandlung eines Gleichstromes zuführbar ist, die Schaltanordnung (10,11) sich zusammensetzt aus

— einem vom Fadenfühlersignal (p) gesteuerten Integrator (10) zur Erzeugung einer trapezförmigen Steuerspannung (i), dessen Höhe der erforderlichen Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors (1) entspricht und dessen Anstiegsund Abfallflanke die Beschleunigungs- bzw. die Bremszeit des Antriebsmotors bestimmt.

— einem von dieser Steuerspannung gesteuerten Oszillator (12), der eine Steuer-Impulsfolge erzeugt, deren Frequenz (I) proportional zur Höhe der Steuerspannung ist,

— einer dem Oszillator (12) nachgeschalteten digitalen Zählschaltung (13) mit drei den drei Phasen [U-, V., W-) des zu bildenden Drehstromes entsprechenden Ausgängen, zum Abgriff je einer Folge identischer von einem Ausgang zum anderen um 120° gegeneinander phasenverschobener Rechteckimpulse (S₁* S_v, S_w) mit einer der Steuerspannung proportional verlaufenden Frequenz (F-),

— drei je an einem der Ausgänge der Zählschaltung (13) angeschlossenen Inverterstufen (16_U, 16„, 16„.) zur Erzeugung von drei Impulsen [S_ub, S_vh, S_Wb), die jeweils gegenüber den von der Zählschaltung (13) ankommenden Impulsen (Si,,, Sv₃, S_K!I) um 180° verschoben sind, wobei die ansteigende Flanke aller Impulse um die Zeit (Δι) gegenüber der abfallenden Flanke der um 180° verschobenen Impulse verzögert sind,

— drei Schaltverstärkern (17» 17* 17„.) mit je zwei Eingängen für die ankommenden Steuerimpulse (Sua, S_ub, Svb, Swa, Swb), deren Ausgänge über eine Drossel (D„, £>„, D_w) mit der entsprechenden Erregerwicklung des Antriebsmotors (1) verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung einer unerwünschten Erwärmung der Endstufen der Schaltverstärker (17„, 17« 17,,.) und der Erregerwicklung des Antriebsmotors (1) bei dessen Stillstand eine Sperrschaltung vorgesehen ist, die bei Stillstand bzw. vernachlässigbar geringer Drehung des Antriebsmotors, d. h. solange die Steuerspannung (i) einen entsprechend niedrig gewählten Grenzwert (i_mm) nicht überschreitet, die Schaltanordnung (10,11) sperrt und damit die Bildung des Erregerstromes für den Antriebsmotor unterbindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Bremswirkung und zum Stillsetzen des Antriebsmotors (1) auf der Motowelle (2) zusätzlich eine vom Fadenfühler (9) gesteuerte, auf das Signal »Faden« fpj wirksame, bei Signal »kein Faden« [p unterbrochen) ausschaltbare elektromagnetische Bremse (14) angebracht ist

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang jeder Phase der Erregerwicklung des Antriebsmotors (1) ein Widerstand [Ru, R_n Rw) eingefügt ist, an dem eine dem Phasenstrom [U-, V-, W-) proportionale Spannung (U, V, W) abgegriffen, einem Komparator [K₁₁, K_n K_w) zugeführt und mit einer Bezugsspannung [Ue, Ve, Wi) verglichen wird, wobei der Ausgang des !Comparators [K₁₁, K_n K_w) mit der Zählschaltung (13) oder der in Frage kommenden Inverterstufe (16,* 16* i6_w) in Wirkverbindung steht, dort die Rechteckimpulse [S₁₁, S_n S_w) bei jedem Söerrimpuls [Au, A_n A_w) während dessen Zeitdauer (Ia) unterdrückt und dadurch deren mittlere Zeitdauer vermindert.