DE2849388C2

DE2849388C2 - Vorrichtung zum Steuern der Drehzahl eines Wickelorgans einer Fadenspeicher- und -Liefervorrichtung

Info

Publication number: DE2849388C2
Application number: DE2849388A
Authority: DE
Inventors: Jerker Nol Hellström
Original assignee: Iro AB
Current assignee: Iro AB
Priority date: 1977-11-14
Filing date: 1978-11-14
Publication date: 1983-02-17
Also published as: CS223856B2; FR2408543B1; IT7883506A0; DD139730A5; SE7712808L; US4298172A; SU1012799A3; SE408890B; JPS54101938A; FR2408543A1; CH637597A5; GB2009261A; IT1203216B; DE2849388A1; GB2009261B; JPS6242826B2; ES475039A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern der Drehzahl eines Wickelorgans einer Fadenspeicher- und -liefervorrichtung für fadenverarbeitende Maschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 18 09 091 ist eine derartige eo Vorrichtung bekannt, bei der der auf einer Fadentrommel jeweils momentan befindliche Fadenvorrat mit Hilfe einer Lichtschranke abgetastet wird. Dabei unterscheidet die Lichtschranke zwischen einem unteren Bereich a, einem oberen Bereich b und einem M dazwischen liegenden Bereich c. Verläßt die Fadenvorratsmenge den mittleren Bereich c und läuft sie in den unteren Bereich a. oder den oberen Bereich b, so wird die Drehzahl des Elektromotors, der das Wickelorgan antreibt erhöht bzw. erniedrigt Da bei dieser Vorrichtung die Drehzahl des Elektromotors im mittleren Bereich c einen stets konstanten Wert aufweist, wird die Fadenvorratsmenge immer zwischen zwei Bereichen hin- und herpendeln, sofern nicht die Fädenabzugsgeschwindigkeit zufällig exakt an die im Bereif h c herrschende Drehzahl des Elektromotors angepaßt ist Dieses Wechseln zwischen zwei Drehzahlen führt zu unterschiedlichen Fadenspannung^

Aus der DE-AS 22 21 655 ist eine Fadenspeicher- und -liefervorrichtung bekannt bei der der Fadenvorrat auf der Speichertrommel abgetastet wird und der Antriebsmotor in Abhängigkeit von nur geringen Abweichungen des Fadenvorrats von einem Sollwert nach oben oder unten aus- und eingeschaltet wird. Die spannungslosen Schaltpausen sind dabei so kurz, daß sich der Antriebsmotor in den Pausen praktisch mit konstanter Geschwindigkeit weiterdreht Durch diese rlmpulsbreitensteuerung« des Antriebsmotors wird ebenfalls ein kontinuierlicher Betrieb erreicht bei dem die Aufwikkelgeschwindigkeit unmittelbar der Abzugsgeschwindigkeit des Fadens folgt Bei starken Schwankungen der Abzugsgeschwindigkeit des Fadens treten jedoch bei diesem Bereich insbesondere dann ruckartige Bewegungen auf, wenn die mittlere Fadenabzugsgeschwindigkeit weit unter derjenigen liegt die die Vorrichtung zu verarbeiten vermag, wodurch ebenfalls Schwankungen in der Spannung des abgehenden Fadens entstehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die die Geschwindigkeit mit der der Faden auf die Fadentrommel aufgewickelt wird, an die Geschwindigkeit mit der er abgenommen wird, anpaßt und dafür sorgt daß die Fadenvorratsmenge auf der Fadentrommel möglichst konstant gehalten wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst

Im Gegensatz zu der eingangs angesprochenen bekannten Vorrichtung nach der DE-OS 18 09 091 wird beim Anmeldungsgegenstand die Drehzahl des Antriebsmotors im mittleren Bereich c nicht auf einem konstanten, von der Abzugsgeschwindigkeit des Fadens unabhängigen Wert gehalten, sondern in Abhängigkeit davon, ob die Fadenvorratsmenge dazu tendiert in Richtung zum unteren Bereich a oder zum oberen Bereich b auszuwandern, an die Fadenabzugsgeschwindigkeit angepaßt

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den .Unteransprüchen.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern der Drehzahl einer Fadenspeicher- und -liefervorrichtung;

Fig.2 ein detailliertes Schaltungsdiagramm der Steuervorrichtung nach Fig.) und

F i g. 3 Impulsdiagramme zur Veranschaulichung der an verschiedenen Stellen der Schaltung nach F i g. 1 bzw. 2 auftretenden Signale.

F i g. 1 zeigt in schcmatischer Darstellung eine an sich bekannte Fadenspeicher- und -liefervorrichtung 1 mit einem Elektromotor 2. Auf der F'adentrommel 3 wird ein durch eine Hohlachse der Anordnung zugeführter Faden 38 aufgewickelt. Der Faden 38 wird dann entsprechend dem Verbrauch über Kopf von der Fadentrommel 3 abgezogen und einer fadenverarbei-

tendon: Maschine zugeführt, Ein au/der Fademrommel 3 angeordneter Ring 4 tastet die Menge des Fadenvorrats 34 ab und betätigt über eine Stange 5 einen Geber 6,

Es sind Sensoren 7 und 8 vorgesehen, die hier jeweils als Leuchtdioden 9 mit gegenüberliegendem Fototransi- s stör 10 ausgebildet sind (F i g, 2). Schiebt sich der Geber 6 in einen dieser Sensoren 7, 8 so wird ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt

Die Ausgangssignale der Sensoren 7 und 8 werden auf einen Signalgeber ti gegeben, welcher in Abhängigkeit von der Stellung des Gebers 6 einen von drei Spannungspegeln abgibt, wobei jeder dieser drei Pegel angibt, ob sich die Fadenvorratsmenge 34 in einem unteren Bereich a, einem oberen Bereich b, oder einem mittleren Bereich cbefmdet is

Das Ausgangssignal des Signalgebers 11 wird über eine Leitung 13 auf einen Pulsformer 14 gegeben. Dessen Ausgang ist über eine Leitung IS an den Eingang einer als Integrator ausgebildeten Signalkorrektureinrichtung 16 geschaltet. Der Ausgang des Integrators 16 wird einem Summierglied 18 zugeführt, dessen zweitem Eingang das Ausgangssignal eines Dreieckinipulsgenerators zugeführt wird. Der OreiecJcimpulsgenerator ist in diesem Ausführungsbeispiel als Sägezahngenerator 20 ausgebildet

Die Leitung 13 ist verzweigt und steht über die Leitung 21 mit einem ersten Eingang eines !Comparators C18 in Verbindung. Der zweite Eingang des !Comparators C18 steht mit dem Ausgang des Summiergliedes 18 in Verbindung. An den Ausgang des M !Comparators C18 ist eine Treiberschaltung 27 angeschlossen, die den Elektromotor 2 speist

In dem detaillierten Schaltdiagramm der Fig.2 sind oben die beiden Sensoren dargestellt, die jeweils eine Leuchtdiode 9 und einen Fototransistor 10 aufweisen. Das von einer Leuchtdiode 9 emittierte Licht fällt auf den ihr zugeordneten Fototransistor 10. Der Signalgeber 11 bildet ein Ausgangssignal, welches einen von drei Pegeln aufweist je nach dem, welche der Leuchtdioden 9 durch den Geber 6 abgedeckt ist, bzw. ob keine der Leuchtdiode^ 9 verdeckt ist

Der Pulsformer 14 weist eine Diode 14a auf, deren Kathode an den Ausgang des Signalgebers 11 angeschlossen ist Parallel zu der Diode 14a liegt die SerienschalUing einer Diode 14b und eines Kondensators 14d Zwischen diese beiden Elemente ist eine Serienschakung mit einer Diode 14c und einem Widerstand geschaltet

Das Ausgangssignal des Pulsformers 14 gelangt zum Integrator 16. Dieser weist einen Eingangswiderstand so 16a, einen Operationsverstärker OP16 und einen zwischen den Ausgang und einen Eingang des Operationsverstärkers Of 16 geschalteten Integrationskondensator 166 auf.

Rechts in Fig.2 ist der Sägezahngenerator 20 dargestellt Dieser liefert sägezahnförmige Impulse mit einer Frequenz von 10 Hz, wobei die Sägezahnspan' nung zwischen +5 Volt und —5 Volt schwankt

Das Ausgangssignal des Sägezahngenerators 20 wird über einen Widerstand an einen Widerstand 18a geführt, der am Ausgang des Operationsverstärkers OP16 liegt Der Wiederstand I83 steht mit einem Eingang eines !Comparators oder Differcntialverstärkers C18 in Verbindung. An dem anderen Eingang des Kornparators C18 wird als Referenzsignal über die Leitung 21 das "> '\usgangssignal des Signalgebers 11 angelegt.

Der Ausgang des !Comparators C 18 ist an di·: Basis .-ines Transistors TR 1 einer Treiberschaltung 24 angeschlossen. Das Ausgangssignal des !Comparators C18 ist abhängig von der Relation der beiden Eingangssignale und nimmt entweder einen hohen oder niedrigen Pegel ein.

Der Ausgang der Treiberschaltung 24 ist an einen Optokoppler 25 geführt, ,der eine lichtemittierende Diode 2Sa und benachbart hierzu einen Fototransistor 25Z» aufweist Durch diese galvanische Entkopplung werden Störungen und Beeinflussungen der Steuerungselektronik weitgehend ausgeschaltet Der Ausgang des Optokopplers ist an eine drei Thyristoren 28 enthaltende Treiberschaltung 27 angeschlossen. Jeder Thyriutor treibt eine Phase für den Elektromotor Z Abhängig von der öffnung des Transistors TR1 sind die Thyristoren 28 entsprechend aktiviert, um die Drehzahl des Elektromotors 2 zu steuern.

Im folgenden soll unter Hinzunahme der Fig.3 die Arbeitsweise der bäher erläuterten Schaltung beschrieben werden. Fig.3 zeigt das zeitliche Verhalten verschiedener Signale; die Zeitachse ist unten in F i g. 3 eingetragen; die markanten Stellen sind mit ii bis tu bezeichnet Das Intervall zwischen fe ¥iid & ist verkürzt dargestellt In Fig.3a ist der zeitliche Verlauf der durchschnittlichen Geschwindigkeit dargestellt, mit der der Faden von der Fadentrommel 3 abgezogen wird, dh, der tatsächliche Fadenverbrauch. Durch das plötzliche Ansteigen des Fadenverbrauchs vor- dem Zeitpunkt ft vermindert sich der Fadenvorrat auf der Fadentrommel, so daß der Geber 6 die den Bereich b anzeigende Leuchtdiode 9 freigibt Entsprechend geht das Signal am Ausgang des Signalgebers 11 von einem hohen Spannungspegel Ober auf einen mittleren Spannungspegel, beispielsweise auf 0 Volt Zum Zeitpunkt h ist bereits der minimale Fadenvorrat erreicht, so daß das Signal am Ausgang des Signalgebers 11 einen negativen Pegel annimmt, wie aus Fig.3b hervorgeht Der Impulsformer 14 bildet zum Zeitpunkt h ein negatives Signal, welches dem Integrator 16 zugeführt wird. Die Schaltung ist so ausgebildet, daß das Ausgangssignal des Integrators 16 bei Anliegen ,einer negativen Spannung am Eingang ansteigt Wie aus dem weiteren Verlauf des Impulszuges der F i g. 3c deutlich wird, erzeugt der Pulsformer 14 einen Impuls vorgegebener Dauer jedesmal dann, wenn die Ausgangsspannung des Signalgebers 11 übergeht auf einen positiven Pegel, wie zu den Zeitpunkten fc, h und Zi₃ zu sehen ist und einen negativen Pegel über die gesamte Zeitdauer in der der Signalgeber 11 eine negative Spannung abgibt Das Anwachsen der Ausgangsspannung des Integrators 16 kann durch entsprechende Dimensionierung des Integrators 16 oder des Pulsformers 14 beeinflußt werden. Ein Vergleich der Signale der Fig.3c und 3d zeigt, daß die Ausgangsspannung des Integrators 16 (s. F i g. 3d) konstant gehalten wird, wenn da5 Signal der F i g. 3c einen mittleren Pegel, beispielsweise OVoIt, einnimmt Bei positiven Impulsen des Signals der F i g. 3c vermindert sich die Ausgsngsspannung des Integrators 16. Der Vorteil des Pulsformers 14 zur Formung der positiven Impulse bestimmter Länge wird deutlich, wenn man einen Fadenbruch auf der Maschinenseite betrachtet Bei Fadenbruch wird die Maschine gestoppt und die Fadentrommel füllt sich auf maximalen Wert auf mit der Folge, daß das Sigral der Fig. Jb konstant positiven Wert hat. Wurde dieses direkt dem Integrator 16 zugeleitet, so würde dessen Ausgang?" nannung auf Null absinken. Nach Wiederaufnahme des Betriebs (mit gleichem Verbrauch wie zuvor) würde das Ausgangssignal des Integrators 16 dann

einen zu niedrigen Wert haben und nicht mehr dem Fadenvcrbrauch entsprechen. Der Pulsformer 14 gewährleistet, daß das Ausy.mgssignal des Integrators 16 während der Zwischenzeit im wesentlichen beibehalten wird.

Das Ausgangssignal des Sägezahngenerators 20 ist in F i g. 3f veranschaulicht. Die Signale der F i g. 3d und Jf werden in dem Summierglied 18 addiert, so daß ein Summiersignal erzeugt wird, das in F i g. 3d schematisch durch eine gestrichelte Linie wiedergegeben ist. Dieses Signal wird auf den einen Eingang des !Comparators CIS gegeben. Dem anderen Eingang des Knmpnratnrs C18 wird ein Referenzsignal über die Leitung 21 zugeführt.

Hat das Signal auf der Leitung 21 Null-Pegel, so wird am Ausgang des !Comparators C18 immer dann ein positives Ausgangssignal erzeugt, wenn der andere Eingang des !Comparators C18 höhere Spannung führt. Das Summensignal wird demnach ständig mit dem resultierende Sieuerspannung ist in F i g. 3e wiedergegeben, die allerdings nicht die einzelnen Impulse zeigt, sondern den Verlauf des Mittelwerts der Spannung. Wie man aus F i g. Jc sieht, ist auch die effektive Molorspannung hoch, wenn das Aiisgangssignal des Integrators 16 hoch ist.

Bei Erreichen des Minimalwertes des Fadenvorrats wird auf der Leitung 21 ein negativer Impuls erzeug! derart, daß der andere Eingang des !Comparators C18 während der gesamten negativen Impulszeit einen höheren Pegel aufweist, so daß der Komparator C18 auf der Leitung 21 ein hohes Ausgangssignal abgibt und den Elektromoi·"· 2 mit erhöhter Drehzahl betreibt. Hierdurch wird uewirkt, daß die Fadenvorratsmenge bei Erreichen des minimalen Fadenvorrats so rasch wie möglich wieder aufgefüllt wird.

Andererseits erzeugt ein positives Signal auf der Leitung 21 bei maximalen Fadenvorrat ein positives Referenzsignal. Dieses wird so gewählt, daß der andere

A_n* 1 olt.irxr 11 u^rnlirhpn nif> ><i Kinu»nu (\pa Knmnarplors IR urplrhpm Hac

Anordnung arbeitet folglich als Impulsbreitensteuerschaltung. Hat das Referenzsignal einen bestimmten Pegel (der in F i g. 3d nur beispielsweise durch den Pfeil P angedeutet ist), erzeugt der Komparator C18 immer dann ein Ausgangssignal, wenn das Summensignal diesen Referenzpegel übersteigt. Aus dem Verlauf des Summensignals ersieht man, daß das Ausgangssignal des Komparator* C18 umso länger einen hohen Pegel aufweist, je höher die Alisgangsspannung des Integrators 16 ist, weil hierdurch das Sägezahnsignal entsprechend angehoben wird und dadurch der Referenzpegel entsprechend langer überschritten wird. Die hieraus gnal zugeführt wird, garantiert niedriger ist als das Referenzsignal, so daß der Komparatorausgang auf niedrigem Pegel gehalten wird, d. h., daß der Motor gestoppt wird, damit nicht noch mehr Faden aufgewik-

2) kelt wird.

Wie man anhand der in Fig. 3 dargestellten Impulsdiagramme sieht, regelt sich die effektive Motorspannung auf einen Wert ein. der gut dem tatsät'Mchen Fadenverbrauch, wie er ^;n F i g. 3a

ίο dargestellt ist, folgt. Durch entsprechende Dimensionierung des Pulsformers 14 und/oder des Integrators 16 kann die Beeinflussung der Drehzahl geändert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Steuern der Drehzahl eines Wickelorgans einer Fadenspeicher- und -liefervorrichtung für fadenverarbeitende Maschinen, die eine den Faden vorübergehend in Form eines Fadenvorrats speichernde Fadentrommel aufweist, mit einem das Wickelorgan antreibenden Elektromotor, mit einer auf die jeweils momentan auf der Fadentrommel befindliche Fadenvorratsmenge ansprechenden Abtasteinrichtung und mit einer zwischen die Abtasteinrichtung und den Elektromotor geschalteten Signalverarbeitungseinrichtung, die in einem unteren Bereich a, einem oberen Bereich b und einem dazwischenliegenden mittleren Bereich cdie Drehzahl des Elektromotors steuernde unterschiedliche Antriebssignale erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung(14,16,18, C18,20) eine Signalkorrektureinrichtung (16) aufweist, die die Größe des im Bereich c momentan verwendeten Antriebssignals speichert, wenn dieser Bereich verlassen wird und diesem Wert während des Aufenthalts der Fadenvorratsmenge in den Bereichen a bzw. b nach oben bzw. unten korrigiert

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur in Abhängigkeit von der Zeitdauer, in der sich die Fadenvorratsmenge (34) im Bereich a und/oder im Bereich b befindet, erfolgt

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Signalkorrektureinrichtung (16) mit einem Pulsformer (14) verbunden ist der die den Bereich b signalisierenden Ausgangssignale der Abtasteinrichtung (6,7,8, H) auf eine vorgegebene Zeitdauer beschneidet 3s

4. Vorrichtung nach eineui der Ansprüche I —3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalkorrektureinrichtung (16) als Integrator ausgebildet ist

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I —4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung (14, 16, 18, C18, 20) einen Sägezahngenerator (20) aufweist dessen Sägezahnsignal zu dem Signal aus dem Integrator (16) in einem Summierglied (18) addiert wird, und daß dieses Summensignal in einem Komparator (CiS) mit dem Ausgangssignal der Abtasteinrichtung (6,7, 8,11) verglichen wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Sägezahnsignals zwischen 5 Hz und 25 Hz liegt.