DE3034778C2

DE3034778C2 - Vorrichtung zur automatischen Regelung der linearen Dichte von Krempelband

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Publication number: DE3034778C2
Application number: DE19803034778
Authority: DE
Inventors: Guram Matveevi&ccaron; Ar&scaron;akuni; Ezro Abramovi&ccaron; Leningrad Kopelevi&ccaron;; Irina Anatoljevna Vasiljeva
Original assignee: LENINGRADSKIJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT TEKSTIL'NOJ PROMYSLENNOSTI LENINGRAD SU; Leningradskij Nau&ccaron no Issledovatel'skij Institut Tekstil'noj Promy&scaron lennosti Leningrad
Current assignee: Leningradskij Naucno-Issledovatel Skij Institut Te
Priority date: 1980-09-15
Filing date: 1980-09-15
Publication date: 1986-04-17
Also published as: DE3034778A1

Description

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45 zeichnet, daß der Impulsgeber (18) folgende Bestandteile enthält:

— einen Univibrator (50), dessen Eingang den Synchronisiereingang (22) des Impulsgebers (18) darstellt und der beim Eintreffen des Impulses vom Ausgang des zweiten Fühlers (13) einen Impuls erzeugt, dessen Dauer wesentlich geringer als die Dauer der am Ausgang des zweiten Fühlers (13) erzeugten Impulse ist,

— einen mit dem ersien Fühler (1) verbundenen Pulsfrequenzmodulator (49) zur Erzeugung von Impulsen, deren Taktzeit wesentlich geringer als die der vom Univibrator (50) erzeugten Impulse und deren Frequenz entsprechend der Änderung der linearen Dichte des Krempelbandes (4) veränderlich ist, und

— eine UND-Schaltung (51), deren erster Eingang an den Ausgang des Pulsfrequenzmodulators (49), deren zweiter Eingang an den Ausgang des Univibrators (50) und deren Ausgang an den Zähleingang (26) des Zählers (25) angeschlossen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsbreitenmodulator (19) folgende Bestandteile enthält:

— einen Differenzverstärker (43), dessen Ausgang als Ausgang (21) des Impulsbreitenmodulators (19) dient,

— einen Widerstand (46), der parallel zum invertierenden Eingang (44) des Differenzverstärkers (43) geschaltet ist,

— einen Widerstand (47), der parallel zum nichtinvertierenden Eingang (45) des Differenzverstärkers (43) geschaltet ist,

— wobei das lichtempfindliche Element (3) des ersten Fühlers (1) zwischen den invertierenden Eingang (44) und den Ausgang des Differenzverstärkers (43) geschaltet ist.

5. Vorrichtung nach einem Her vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ei,.r mit der ersten Lochscheibe (14) gekuppelte zweite Lochscheibe (37), deren Winkellage gegenüber der ersten Lochscheibe (14) veränderbar ist.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Regelung der linearen Dichte von Krempelband

der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen, aus der DE-OS 25 44 029 bekannten Art.

Besonders vorteilhaft kann die Erfindung in Krempelunu Bandtextilmaschinen verwendet werden, die mit einem Streckgerät versehen sind.

Die Regelung der linearen Dichte eines Krempelbandes erfolgt üblich durch eine Änderung der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswalzen des Streckgerätes, wodurch sich die Kräfte ändern, die in Längsrichtung auf das Band einwirken. Die lineare Dichte des Krempelbandes wird dabei mit Hilfe eines Fühlers gemessen, der unmittelbar vor den Eingangswalzen des Streckgerätes oder hinter seinen Ausgangswalzen angeordnet ist. Die Anordnung des Fühlers vor dem Streckgerät hat den Vorteil, daß man die mittels des Fühlers festgestellte

Ungleichmäßigkeit des Bandes danach durch eine entsprechende Änderung der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswalzen des Streckgerätes beseitigen kann. Es ist eine Einrichtung zur automatischen Regelung

der linearen Dichte von Krempelband bekannt, die einen Fühler für die lineare Dichte des Krempelbandes, der vor den Eingangswalzen des Streckgeräts der Maschine angeordnet ist, die das Krempelband liefert, eine Einrichtung zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswalzen des Streckgerätes und eine zwischen den Fühler und die Steuereinrichtung geschaltete Verzögerungseinrichtung enthält (s. z. B. SU-ES 1 74 967). Mit Hilfe der Verzögerungseinrichtung kann das Eintreffen des vom Fühler für die lineare Dichte erzeugten Signals an der Steuereinrichtung zur Kompensation der Zeit verzögert werden, die zur Verstellung des Bandes von der Anordnungsstelle des Fühlers bis zur Streckzone, die zwischen den Ein- und Ausgangswalzen des Streckgeräts liegt erforderlich ist, wodurch eine Änderung der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswalzen in Übereinstimmung mit der Änderung der linearen Dichte des sich in der Streckzone befindenden Bandes gewährleistet wird.

Die Verzögerungszeit, die durch die Verzögerung.·;-einrichtung in der bekannten Regeleinrichtung gewähr- !eis-et wird, hat einen konstanten Wert, während die Verstellangszeit des Krempelbandes vom ^ühlei bis zur Streckzone von der Verstellungsgeschwindigkeit abhängt. Während des Betriebs kann sich die genannte Geschwindigkeit infolge einer Änderung der Drehzahl des Antriebsmotors, der das Krempelband liefernden Maschine, z. B. bei einer Belastungsänderung, ändern. Demzufolge wird die durch die Verzögerungseinrichtung gewährleistete Verzögerungszeit bei einer Abweichung der Verstellungsgeschwindigkeit des Krempelbandes vom Nennwert nicht der Verstellungszeit des Krempelbandes vom Fühler bis zur Streckzone entsprechen, was eine Herabsetzung der Regelgenauigkeit und damit der Qualität des erhaltenen Krempelbandes zur Folge hat. Bei einer bedeutenden Änderung der Verstellungsgeschwindigkeit des Krempelbandes, z. B. beim Anfahren und Stillsetzen der Maschine, führt das zur Erzeugung von Ausschuß, wobei die Zeit, während der die Maschine angefahren oder stillgesetzt wird, einen bedeute den Teil ihrer gesamten Betriebsdauer ausmacht.

Aus der eingangs erwähnten DE-OS 25 44 029 ist eine Vorrichtung zur automatischen Regelung der linearen Dichte von Krempelband bekannt, wobei als Fühler ein mechanischer Fühler vorgesehen ist, der die Dicke des Kremprelbandes erfaßt und in ein elektrisches Signal umwandelt. Hierbei kann die mit der Dicke nicht unbedingt in einer direkter Beziehung stehende Dichte des Krempelbandes nicht erfaßt werden. Außerdem ist die bekannte Vorrichtung mechanisch aufwendig, da wesentlicher Bestandteil der Verzögerungsschaltung zwei mit der.i Antrieb der Eingangswalzen des Streckgerätes mechanisch gekoppelte Fortschaltwerke sind, über deren bewegliche Schaltarme der Zwischenspeicher zugänglich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung zur automatischen Regelung der linearen Dichte von Krempelband so auszubilden, daß die Regelgenauigkeit bei einfachem, mechanischem Aufbau unter Berücksichtigung der Drehtzahl der Eingangswalzen erhöht werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch I gelöst.

Aus der DE-AS 12 40 495 ist für sich ein lichtelektrischer Fühler bekannt, mit dessen Hilfe von der durchschnittlichen Trans'rferenz abweichende Stellen einer Warenbahn, wie z. B. Löcher, Dünnstellen, Farbflecken oder dergleichen festgestellt werden können.

Bei der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung wird eine Änderung der Verstellungsgeschwindigkei: des Krempelbandes infolge einer Drehzahländerung der Antriebseinrichtung durch eine proportionale Änderung der Drehgeschwindigkeit der Lochscheibe und damit der Dauer der am Ausgang des lichtelektrische Fühlers erzeugten Impulse sowie des Zeitintervalls zwischen dem Eintreffen der Impulsfolge am Zähler, deren Impulszahl von der Dichte des Krempelbandes abhängt, und dem Eintreffen der Signale von den Ausgängen des Zählers an die Steuereinrichtung begleitet Demzufolge ändert sich das angegebene Zeitintervall in Übereinstimmung mit der Änderung der Verstellungszeit des Krempelbandes vom Fühler bis zur Streckzone, wodurch eine hohe Regelgenauigkeit unabhängig von der Verstellgeschwindigkeit des Bandes gewährleistet wird. Die Erzeugung des Steuersignals in der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt durch die Verarbeitung der Impulssignale mit Hilfe von Digitalelementen, was einen hohen Störschutz und somit ein«*/ sicheren Betrieb der Vorrichtung gewährleistet.

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 5.

Dabei gewährleistet die Ausführung des Impulsbreitenmodulators gemäß Patentanspruch 4 eine lineare Abhängigkeit zwischen der Änderung der linearen Dichte des Krempelbandes und der Änderung des Signals am Eingang der Steuereinrichtung, wodurch die Regelgenauigkeit gesteigert wird.

Die Weiterbildung gemäß Patentanspruch 5 gestattet es, durch die Regelung der gegenseitigen Winkellage der Lochscheiben eine Überdeckung ihrer durchsichtigen und undurchsichtigen Abschnitte zu gewährleisten, bei der eine maximale Übereinstimmung zwischen der Dauer des am Ausgang des lichtelektrischen Fühlers erzeugten Impulses und der Verstellzeit des Krempelbandes vom Fühler bis zur Streckzone erreicht wird, was eine richtige Einstellung der Vorrichtung gewähr-'eistet.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild der Verrichtung zur automatischen Regelung der linearen Dichte von Krempelband,

F i g. 2 eine der möglichen Ausführungsformen der mit der Einrichtung zur Verstellung des Krempelbandes kinematisch verbundenen Lochscheibe,

F i g. 3 eine andere mögliche Ausführungsform der Lochscheibe.

Fig.4 eine Anordnung von zwei Lochscheiben, die mit der Einrichtung zur Verstellung des Krempelbandes kinematisch verbunden und in verschiedenen Winkellagen gegeneinander fixierbar sind,

F i g. 5 eine mögliche Ausführungsform der in F i g. 4 dargestellten Lochscheiben,

Fig.6 ein S.haltbild einer Ausführungsform des Impulsbre'tenmodulators,

F i g. 7 einen Teil des Blockschaltbildes einer weiteren Ausführungsform der Regelvorrichtung,

Fig. 8(a —e)die Änderung der Signale an verschiedenen Punkten des in F i g. 1 gezeigten Schaltbildes und

Fig. 9(a—d) ei? Änderung der Signale an verschiedenen Punkten des in F i g. 7 gezeigten Schaltbildes.

Entsprechend F i g. 1 enthält die Vorrichtung zur au-

tomatischen Regelung der linearen Dichte von Krempelband einen ersten lichtelektrischen Fühler 1 für die lineare Dichte des Krempelbandes, der eine Strahlungsquelle 2, z. B. eine Leuchtdiode, und ein lichtempfindliches Element 3 aufweist, die auf verschiedenen Seiten eines Krempelbandes 4 angeordnet sind. Der erste Fühler 1 ist vor dem Streckgerät einer (nicht dargestellten) Krempel- oder Bandtextilmaschine angeordnet, durch das das Krempelband 4 verläuft und das Eingangswalzen 5 und Ausgangswalzen 6 enthält. Das Krempelband 4 wird mit Hilfe des Antriebsmotors 7 der Textilmaschine angetrieben.

Die Vorrichtung zur Regelung der linearen Dichte eines Krempelbandes enthält eine Einrichtung 8 zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswalzen 6, die aus einem Verstellantrieb 9, einer Einrichtung 10 zur Steuerung des Verstellantriebs 9 und einem Differentialgetriebe 11, über das die Ausgangswalzen 6 mit dem Antriebsmotor 7 und dem Verstellantrieb 9 verbunden bind, besieht. Die Eingangswalzer. 5 des Streck- 2a geräts sind direkt mit dem Antriebsmotor 7 verbunden.

Die Einrichtung zur Regelung der linearen Dichte des Krempelbandes enthält weiterhin eine Strahlungsquelle, die eine Lichtquelle 12 darstellt, sowie einen zweiten lichtelektrischen Fühler 13 und eine umlaufende Lochscheibe 14. Der lichtelektrische Fühler 13 enthält ein lichtempfindliches Element 15, einen Verstärker 16 und ein Trigger-Flip-Flop 17. Die Lochscheibe 14 ist zwischen der Lichtquelle 12 und dem lichtempfindlichen Element 15 angeordnet und mit dem Antriebsmotor 7 kinematisch verbunden: z. B. ist diese auf der Welle des Antriebsmotors 7 angeordnet. Der Ausgang des Trigger-Flip-Flops 17 bildet den Ausgang des zweiten lichtelektrischen Fühlers 13.

Die Regelvorrichtung enthält ferner einen Impulsgeber 18. der einen an das lichtempfindliche Element 3 angeschlossenen Impulsbreitenmodulator 19 aufweist, eine SchaUlogik 20 zur Abtrennung des ersten Impulses, deren erster Eingang 21 an den Ausgang des Impulsbreitenmodulators 19 angeschlossen ist, während der zweite Eingang als Synchronisiereingang 22 des Impulsgebers 18 dient und an den Ausgang des Trigger-Flip-Flops 17 angeschlossen ist. einen Taktimpulsgenerator 23 und eine UND-Schaltung 24, deren erster Eingang mit dem Ausgang der Schaltlogik 20 zur Abtrennung des ersten Impulses und der zweite Eingang mit dem Ausgang des Taktimpulsgenerators 23 verbunden sind. Der Ausgang der UND-Schaltung 24 dient als Ausgang des Impulsgebers 18. Die Schaltlogik 20 läßt den ersten Impuls durch, dessen Vorderflanke während des Eintreffens des Impulses an ihrem Eingang 22 den Eingang 21 erreicht. Die Suialtlogik 20 kann aus miteinander verbundenen RS-Trigger-Flip-Flops aufgebaut werden.

Die Regelvorrichtung enthält desgleichen einen Impulszähler 25, dessen Zähleingang 26 mit dem Ausgang der UND-Schaltung 24 verbunden ist, eine Einrichtung zum Löschen des Zählers 25, die in Form einer zwischen den Ausgang des Trigger-Flip-Flop 17 und den Löscheingang 28 des Zählers 25 geschalteten Differenzierschaltung 27 ausgeführt ist, sowie steuerbare Zwischenspeicher 29, deren Anzahl der Zahl der Stellenausgange des Zählers 25 entspricht und die D-Trigger-Fiip-FIops darstellen. Die D-Eingänge 30 der Zwischenspeicher 29 sind Informationseingänge der Speicherelemente und sind entsprechend an die Stellenausgänge des Zählers 25 angeschlossen. Die Synchronisiereingänge 31 der Zwischenspeicher 29 dienen als Steuereingänge und 5ind über eine NICHT-Schaltung (Umkehrstufe) 32 und eine Differenzierschaltung 33, die miteinander in Reihe geschaltet sind, an den Ausgang des Trigger-Flip-Flops 17 angeschlossen.

Die Ausgänge der Zwischenspeicher 29 sind über einen Analog-Digital-Wandler 34 mit dem Eingang der Einrichtung 10 zur Steuerung des Verstellantriebs 9 verbunden.

In Fig.2 ist eine der möglichen Ausführungsformen der Lochscheibe 14 dargestellt. Entsprechend F i g. 2 ist die Lochscheibe 14 mit Öffnungen 35 versehen, die paarweise längs ihres Umfangs angeordnet sind. Die Winkelabstände α zwischen den öffnungen jeden Paares sind einander gleich; die Winkelgrößen der öffnungen selbst sind im Vergleich zu den Winkelabständen η gering. Die öffnungen 35 sind in einem solchen Abstand von der Achse der Lochscheibe 14 angeordnet, daß diese bei Drehung der Lochscheibe 14 den auf das lichtempfindliche Element 15 einfallenden Lichtstrahl der Lichtquelle 12 (F ig. 1) durchqueren.

In F i g. 3 ist eine zweite Ausführungsform der Lochscheibe 14 gezeigt. Entsprechend der Fig.3 hat die Lochscheibe 14 öffnungen 36, die gleichmäßig über ihren Umfang verteilt und deren Winkelgrößen β einander gleich sind. Die öffnungen 36 sind in einem solchen Abstand von der Achse der Lochscheibe 14 angeordnet, daß diese bei der Drehung der Lochscheibe 14 den auf das lichtempfindliche Element 15 fallenden Lichtstrahl der Lichtquelle 12 (Fig. 1) durchqueren. In diesem Fall wird das Trigger-Flip-Flop 17 im lichtelektrischen Fühler nicht benutzt, und der Synchronisiereingang 22 der Schaltlogik 20, der Eingang der Differenzierschaltung 27 und die Synchronisiereingänge 31 der Zwischenspeicher 29 sind mit dem Ausgang des Verstärkers 16 direkt oder über einen (nicht dargestellten) Impulsformer verbunden.

In Übereinstimmung mit einer anderen, in den F i g. 4 und 5 gezeigten Ausführungsform enthält die Einrichtung zur Regelung der linearen Dichte des Krempelbandes eine zweite Lochscheibe 37 (F i g. 4), die koaxial mit der Lochscheibe 14 auf einer gemeinsamen Welle, z. B. auf der Welle des Antriebsmotors 7 (F i g. 1) angeordnet ist. Zur Fixierung der gegenseitigen Lage der Lochscheiben 14 und 37 (Fig.4) sind Muttern 39 und 40 vorhanden, die auf der Seite der Lochscheibe 14 bzw. der Seite der Lochscheibe 37 auf der Welle 38 angebracht werden.

Entsprechend F i g. 5 werden die in F i g. 4 dargestellten Lochscheiben 14 und 37 öffnungen 41 und 42 auf, die analog der Anordnung der Öffnungen 36 in der Lochscheibe 14, die in F i g. 3 gezeigt ist, in gleichen Abständen von der Achse der Lochscheiben 14 und 37 (F i g. 4) so angeordnet sind, daß bei einer gegenseitigen Verstellung der Lochscheiben die öffnungen 41 und 42 (Fi g. 5) einander um den Winkel γ überdecken können. In diesem Fail wird das Trigger-Flip-Flop 17 (Fig. 1) ebenfalls nicht benutzt und die Verbindung des Verstärkers 16 mit dem Eingang 22 der Schaltlogik 20, dem Eingang der Differenzierschaltung 27 und den Eingängen 31 der Zwischenspeicher 29 wird in gleicher Weise ausgeführt wie bei der Verwendung der in F i g. 3 dargestellten Lochscheibe 14.

In F i g. 6 ist eine Ausführungsform des Impulsbreitenmodulators 19 dargestellt Gemäß F i g. 6 enthält der Impulsbreitenmodulator 19 einen Differenzverstärker 43, der einen invertierenden Eingang 44 und einen direkten bzw. nichtinvertierenden Eingang 45 aufweist, einen parallel zum Eingang 44 des Verstärkers 43 geschalteten Widerstand 46, einen parallel zum Eingang 45 des Ver-

stärkers 43 geschalteten Widerstand 47 und einen Kondensator 48, der zwischen den Eingang 45 und den Ausgang des Verstärkers 43 geschaltet ist. Das lichtempfindliche Element 3 des ersten Fühlers 1 stellt einen zwischen den Eingang 44 und den Ausgang des Verstärkers 43 geschalteten Fotowiderstand dar. Der Ausgang des Differenzverstärkers 43 bildet den Ausgang des Impu'^breitenmodulators 19 und ist mit dem Eingang 21 der ,Schaltlogik 20 zur Abtrennung des ersten Impulses verbunden.

In Fig.7 ist eine weitere Ausführungsform des Impulsgebers 18 dargestellt. Gemäß F i g. 7 enthält der Impulsgeber 18 einen Pulsfrequenzmodulator 49, einen Univibrator 50 und eine UND-Schaltung 51, wobei der Pulsfrequenzmodulator 49 an das lichtempfindliche Element 3 des ersten lichtelektrischen Fühlers 1 angeschlossen ist. Der Eingang des Univibrators 50 steht in Verbindung mit dem Ausgang des zweiten lichtelektrischen Fühlers 13 und die Eingänge der UND-Schaltung 51 sind mit den Ausgängen des Pulsfrequenzmodulators 49 bzw. des Univibrators 50 verbunden. Der Ausgang der UND-Schaltung 51 ist mit dem Zähleingang 26 des Zählers 25 verbunden. Der Pulsfrequenzmodulator 49 kann z. B. einen Multivibrator und das lichtempfindliche Element 3 einen Fotowiderstand darstellen, der in eine der Ketten des Multivibrators, eingschaltet ist, die die Änderungsperiode seiner Ausgangsspannung bestimmen.

Die Vorrichtung zur Regelung der linearen Dichte des Krempelbandes arbeitet folgendermaßen:

Beim Betrieb der Textilmaschine wird das Krempelband 4 in der mit dem Pfeil angedeuteten Richtung angetrieben (Fig. 1). Das Krempelband 4 gelangt in das Streckgerät über die durch den Antriebsmotor 7 in Bewegung gesetzten Eingangswalzen 5 und kommt aus dem Streckgerät über die Ausgangswalzen 6 heraus. Die von der Strahlungsquelle 2 des Fühlers 1 ausgehende Strahiung durchdringt üa:> Krernpelband 4 und fällt auf das lichempfindliche Element 3, wodurch diese eine Änderung der Impulsdauer am Ausgang des Impulsbreitenmodulators 19 in Übereinstimmung mit der Änderung der linearen Dichte des Krempelbandes 4 bedingt.

Ist der Impulsbreitenmodulator 19 gemäß F i g. 6 ausgeführt, so wird das Signal am Ausgang des Impulsbreitenmodulators 19 folgendermaßen erzeugt:

In Übereinstimmung mit dem Bouguer-Lambert'schen Gesetzt ändert sich die Intensität der Strahlung, die ein diese Strahlung gleichmäßig streuendes Material, wobei als solches auch das Krempelband 4 gilt, durchdrungen hat, in Abhängigkeit von der Stärke des Materials und vom Absorptionsfaktor der Strahlung durch dieses Material entsprechend einem Exponentialgesetz.

Die lineare Dichte eines faserigen Materials, z. B. des Krempelbandes 4, d. h. die auf eine Längeneinheit bezogene Masse des Materials, ist dessen Stärke und der auf eine Stärkeeinheit bezogenen Anzahl der das Material bildenden Fasern proportional. Der Absorptionsfaktor der Strahlung durch ein faseriges Material ist der auf eine Dickeneinheit desselben bezogenen Anzahl der Fasernproportional. Somit ändert siel; die Intensität der das Krempelband 4 durchdringenden Strahiung nach einem Exponentialgesetz.

Wie bekannt, stellt die Schaltung, die einen Differenzverstärker, drei Widerstände, von denen zwei parallel zu den Eingängen des Verstärkers geschaltet sind, und der dritte zwischen den invertierenden Eingang und den Ausgang des Differenzverstärkers geschaltet ist, und einen zwischen den direkten Eingang und den Ausgang des Differenzverstärkers geschalteten Kondensator enthält, einen Relaxationsgenerator dar, wobei am Ausgang des Verstärkers eine Folge von alternierenden Rechteckimpulsen erzeugt wird, deren Taktzeit durch folgenden Ausdruck bestimmt ist:

T = 2A₁CIn

#2

Hierin sind

die Taktzeit der Impulse am Ausgang des Verstärkers,

der Widerstandswert des den direkten Eingang des Verstärkers überbrückenden Widerstandes,
die Kapazität des zwischen den direkten Eingang und den Ausgang des Verstärkers geschalteten Kondensators,

der Widerstandswert des zwischen den invertier enden Eingang und den Ausgang des Verstärkers geschalteten Widerstandes,

der Widerstandswert des den invertierenden Eingang des Verstärkers überbrückenden Widerstandes.

(S. z. B. V. L. Gutnikov, Verwendung von Operationsverstärkern in der Meßtechnik, Leningrad, 1975, S. 98.)
Falls der Widerstandswert Rz des den invertierenden Eingang des Verstärkers überbrückenden Widerstandes wesentlich geringer als der Widerstandswert R2 des zwischen den invertierenden Eingang und den Ausgang des Verstärkers geschalteten Widerstandes ist, kann man annehmen, daß die Taktzeit der Impulse am Ausgang des Verstärkers dem Logarithmus des Widerstandswertes des zwischen den invertierenden Eingang und den Ausgang des Verstärkers geschalteten Widerstandes proportional ist.

In der in F i g. 6 dargestellen Schaltung entsprechen die Widerstandswerte der Widerstände 47 und 46 den Werten R\ und R3, der Widerstand des lichternpfinHH-chen Elements 3 entspricht dem Widerstandswert Ri und die Kapazität des Kondensators 48 stellt die Kapazität Cdar.

Wie bekannt, weist die Kennlinie eines Fotowiderstandes einen bedeutenden linearen Abschnitt, in dessen Bereich der durch den Fotowiderstand bei einer konstanten Spannung fließende Strom, d. h. die Leitfähigkeit des Fotowiderstandes, sich proportional der Intensität der auf den Fotowiderstand einfallenden Strahlung ändert. Somit wird bei der Verwendung eines Fotowiderstandes als lichtempfindliches Element 3 und bei entsprechender Wahl der Strahlungsquelle 2 eine lineare Abhängigkeit zwischen der Intensität der auf das lichtempfindliche Element 3 einfallenden Strahlung und der Leitfähigkeit desselben in einem weiten Änderungsbereich der linearen Dichte des Krempelbandes 4 gewährleistet Wird der Widerstandswert des Widerstandes 46 bedeutend geringer als der minimale Widerstand des lichtempfindlichen Elements 3 (des Widerstandswerts des Fotowiderstandes) gewählt, kann angenommen werden, daß die Taktzeit der Impulse am Ausgang des Verstärkers 43 proportional dem Logarithmus der Leitfähigkeit des lichtempfindlichen Elements 3 und damit dem Logarithmus der Intensität der auf das Element 3 fallenden Strahlung ist Wie oben angegeben, ändert sich die Intensität der das Krempelband 4 durchdringenden Strahlung in Abhängigkeit von der linearen Dichte

des Krempelbandes 4 nach einem Exponentialgesetz. Daraus folgt, daß sich die Taktzeit der Impulse am Ausgang des Differenzverstärkers 43 und damit ihre Dauer proportional der linearen Dichte des Krempelbandes ändert.

Zur Gewährleistung einer linearen Abhängigkeit zwischen der linearen Dichte des Krempelbandes 4 und der Impulsdauer am Ausgang des Verstärkers 43 können als lichtempfindliches Element 3 auch andere lichtempfindliche Elemente verwendet werden, deren Widerstand sich proportional der Intensität der auf diese Elemente einfallenden Strahlung ändert, z. B. Fotodioden. Wie bekannt, ändert sich die Leitfähigkeit einer Fotodiode in Sperrichtung proportional der Intensität der auf diese einfallenden Strahlung in einem weiten Änderungsbereich der angegebenen Intensität. Bei der Verwendung einer Fotodiode als lichtempfindliches Element 3 wird die Dauer der Impulse mit einem Vorzeichen am Ausgang des Verstärkers 43 durch den Widerstand der ß

10

der sehr Ki

Fotodiode in Durchlaßrichtung besiiiVnTii, der sehr

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ist, so daß die Dauer dieser Impulse gering ist, während die Dauer der Impulse mit dem anderen Vorzeichen sich proportional dem Logarithmus des Widerstandes (und damit der Leitfähigkeit) der Fotodiode in Sperrichtung, d. h. proportional der linearen Dichte des Krempelbandes 4, ändert. Dabei hängt die Polarität der Impulse veränderlicher Dauer von der Einschaltrichtung der Fotodiode ab. Zur Erzeugung von positiven Impulsen am Ausgang des Differenzverstärkers 43, deren Dauer der linearen Dichte des Krempelbandes 4 proportional ist, wird die Fotodiode so eingeschaltet, daß ihre Kathode mit dem Ausgang des Verstärkers 43 und die Anode mit dem invertierenden Eingang 44 verbunden sind.

Eine der am Ausgang des Impulsbreitenmodulators 19 erzeugten Impulsfolge wird in F i g. 8a gezeigt.

Während des Betriebs setzt der Antriebsmotor 7 (Fig. 1) die Lochscheibe 14 in Drehung, deren Bewegung auf diese Weise mit der Verstellung des Krempelbandes 4 im Streckgerät synchronisiert wird. Bei der Drehung der Lochscheibe 14 fällt der Lichtstrahl von der Lichtquelle 12 periodisch durch die öffnungen in der Lochscheibe 14 auf das lichtempfindliche Element 15 des lichtelektrischen Fühleii 13.

Weist die Lochscheibe 14 Öffnungen 35 auf, die entsprechend F i g. 2 angeordnet sind, so erzeugt das lichtempfindliche Element 15 (F i g. 1) beim Durchlaufen des Lichts durch jedes Paar der Öffnungen 35 ein Paar Impulse, die über den Verstärker 16 dem Eingang des Trigger-Flip-Flops 17 zugeführt werden, wobei der erste Impuls jedes Paares das Trigger-Flip-Flop 17 in einen Zustand bringt, bei dem an seinem Ausgang eine Spannung auftritt, während der zweite Impuls desselben Paares das Trigger-Flip-Flop 17 in die ursprüngliche Lage zurückbringt Demzufolge wird am Ausgang des lichtelektrischen Fühlers 13 ein Rechteckimpls erzeugt, dessen Dauer von der Drehgeschwindigkeit der Lochscheibe 14 und vom Winkelabstand ec zwischen den Öffnungen 35 (F i g. 2) abhängt.

Weist die Lochscheibe 14 den in Fig.3 gezeigten Aufbau auf, so wird am Ausgang des Verstärkers (Fig. 1) beim Durchlaufen des Lichtstrahls von der Lichtquelle 12 durch eine beliebige Öffnung 36 (F i g. 3) ein Rechteckimpuls erzeugt Die Impulsdauer am Ausgang des lichtelektrischen Fühlers 13 (Fig. 1) hängt in diesem Fall von der Drehgeschwindigkeit der Lochscheibe 14 und von der Winkelgröße/fder Öffnungen (F ig. 3) ab.
Enthält die Regelvorrichtung zwei Lochscheiben

und 37 (F i g. 4 und 5), so hängt die Dauer der am Ausgang des lichtelektrischen Fühlers 13 (Fig. 1) bei der Drehung der Lochscheiben 14 und 37 erzeugten Rechteckimpulse von der Drehgeschwindigkeit der Lochscheiben 14 und 3V und von der Winkelgröße γ des Überdeckungsgebiets der öffnungen 41 und 42 (F i g. 5) ab.

Ein am Ausgang des lichtelektrischen Fühlers 13 (F i g. 1) erzeugter Impuls ist in F i g. 8b dargestellt.

Der dargestellte Impuls wird dem Eingang 22 (F i g. 1) der Schaltlogik 20 zur Abtrennung des ersten Impulses zugeführt, während an den anderen Eingang 21 dieser Schaltlogik die Impulsfolge des Impulsbreitenmodulators 19 gelangt. Am Ausgang der Schaltlogik 20 erscheint der erste der vom Impulsbreitenmodulator 19 erzeugten Impulse, wobei die Vorderflanke dieses Impulses an den Eingang 21 der Schaltlogik 20 gleich nach dem Eintreffen der Vorderflanke des Impulses vom Eingang des lichtelektrischen Fühlers 13 an den Synchronijjg^jnrrnng 22 gelangt. Die T?.kt7eit der durch den Impulsbreitenmodulator 19 erzeugten Impulse ist bedeutend geringer als die Dauer der am Ausgang des lichtelektrischen Fühlers 13 erzeugten Impulse, so daß der Zeitpunkt des Endes des Impulses am Ausgang der Schaltlogik 20 dem Zeitpunkt des Eintreffens der Vorderflanke des Impulses vom lichtelektrischen Fühler 13 an ihrem Eingang 22 naheliegt. Der am Ausgang der Schaltlogik 20 erzeugte Impuls ist in F i g. 8c dargestellt. Der Impuls gelangt vom Ausgang der Schaltlogik 20 (F i g. 1) an einen der Eingänge der UND-Schaltung 24, deren anderem Eingang eine vom Taktimpulsgenerator 23 erzeugte und in Fig.8d dargestellt hochfrequente Impulsfolge zugeführt wird. Demzufolge wird am Ausgang der UND-Schaltung 24 (Fig. 1) eine Folge von Impulsen erzeugt, deren Anzahl der Dauer des Impulses entspricht, der von der Schaltlogik 20 abgetrennt wurde, d. h. sie ändert sich in Übereinstimmung mit der Änderung der linearen Dichte des Krempelbandes 4. Im Falle derAusführung des Impulsbreitenmodulators 19 gemäß Fig.6 und einer Ausführung des lichtempfindlichen Elements 3, wonach seine Leitfähigkeit von der Intensität der einfallenden Strahlung linear abhängig ist, ist die Anzahl der Impulse am Ausgang der UND-Schaltung 24 proportional der linearen Dichte des Bandes 4.

Vom Ausgang der UND-Schaltung 24 (Fig. 1) wird die Impulsfolge dem Zähleingang 26 des Zählers 25 zugeleitet. Diese Impulsfolge ist in F i g. 8e dargestellt.

Der Zähler 25 (Fig. 1) erzeugt an seinen Stellenausgängen einen Binärcode, der der Anzahl der seinem Zähleingang 26 zugeführten Impulse entspricht. Die Signale von den Stellenausgängen des Zählers 25 gelangen an die Eingänge 30 der Zwischenspeicher 29. Bis zum Ende des am Ausgang des lichtelektrischen Fühlers 13 erzeugten Impulses üben jedoch die Signale an den Ausgängen des Zählers 25 vor dem Eintreffen des Steuersignals an ihren Synchronisiereingängen 31 keinen Einfluß auf den Zustand der D-Trigger bzw. Zwischenspeicher 29 aus. Zum Zeitpunkt des Impulsabschlusses am Ausgang des lichtelektrischen Fühlers 13 entsteht am Ausgang der NICHT-Schaltung 32 ein positives Signal, das die Erzeugung eines Impulses am Ausgang der Differenzierschaltung 33 bewirkt, der den Synchronisiereingängen 31 der Zwischenspeicher 29 zugeführt wird, so daß der Binärcode von den Stellenausgängen des Zählers 25 in die Zwischenspeicher 29 eingespeichert wird und von deren Ausgängen dem Analog-Digital-Wandler 34 zugeführt wird, der den angegebenen Binärcode in ein Analogsignal umformt das der Einrich-

lung. 10 zur Steuerung des Verstellantriebs 9 zugeleitet wird.

Beim Eintreffen der Vorderflanke des am Ausgang des lichteiektrischen Fühlers 13 erzeugten, nächsten Impulses an der Differenzierschaltung 27 tritt am Ausgang der Differenzierschaltung 27 ein Impuls auf, der an den Löscheingang 28 des Zählers 25 gelangt und dadurch das Löschen des Zählers gewährleistet. Der Zustand der Zwischenspeicher 29 und ihre Ausgangssignale werden dabei nicht geändert. Danach beginnt der Zähler 25 wieder die seinem Zähleingang 26 vom Ausgang der UND-Schaltung 24 zugeführten Impulse zu zählen, wie das oben beschrieben wurde, so daß an den Ausgängen des Zählers 25 ein Binärcode erzeugt wird, der der Dicke des durch den Fühler 1 im Zeitpunkt, der unmittelbar nach dem Eintreffen der Vorderflanke des Impulses vom Ausgang des lichtelektrischen Fühlers 13 an den Eingang 22 der Schaltlogik 20 zur Abtrennung des ersten Impulses folgt, durchlaufenden Abschnitts des Krempelbandes 4 entspricht. Das der Dicke des Krsrnpelbandes 4 im angegebenen Zeitpunkt entsprechende Signal geLngt an die Einrichtung 10 zur Steuerung des Verstellantriebs 9 in dem Zeitpunkt des Abschlusses des Impulses am Ausgang des lichtelektrischen Fühlers 13. Bei Verwendung des in F i g. 6 gezeigten Impulsbreitenmodulators 19 und des lichtempfindlichen Elementes 3, dessen Leitfähigkeit von der Intensität der einfallenden Strahlung linear abhängig ist, wird das Signal am Eingang der Einrichtung 10 zur Steuerung des Verstellantriebs 9 proportional der linearen Dichte des Krempelbandes 4.

Die Einrichtung 10 zur Steuerung des Verstellantriebs 9 (Fi g. t) ändert mit Hilfe des Differentialgetriebes 11 die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswalzen 6 des Streckgerätes in Übereinstimmung mit der Abweichung des Signals am Ausgang des Analog-Digital· Wandlers 34 von dem Wert, der der erforderlichen Größe der linearen Dichte des Krempelbandes 4 entspricht. Das der angegebenen, erforderlichen Größe entsprechende Bezugssignal kann verschiedenen Punkten der Regelvorrichtung zugeführt werden, z. B. in den Fühler 1 für die lineare Dichte, den Impulsgeber 18, den Zähler 25 oder in die Einrichtung 8 zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswalzen 6.

Somit wird beim Betrieb der Regelvorrichtung der Zeitpunkt der Änderung der Geschwindigkeit der Ausgangswalzen 6 des Streckgerätes gegenüber dem Zeitpunkt der Messung der linearen Dichte des Krempelbandes 4 um eine Zeit verzögert, die von der Dauer des am Ausgang des zweiten lichtelektrischen Fühlers 13 erzeugten Impulses abhängt Die Dauer des angegebenen Impulses muß so groß sein, daß eine Änderung der Geschwindigkeit der Ausgangswalzen 6 mit einer Verzögerung gewährleistet wird, die der Bewegungszeit des Krempelbandes 4 vom ersten Fühler 1 bis zur zwischen den Walzen 5 und 6 liegenden Streckzone entspricht Die Wahl der Impulsdauer hängt also von der Lage der Streckzone ab, die hauptsächlich durch die Länge der das Krempelband 4 bildenden Fasern bestimmt wird. Außerdem muß bei der Wahl der Impulsdauer die Verzögerung berücksichtigt werden, die durch die Trägheitseigenschaften der einzelnen Teile der Regelvorrichtung, hauptsächlich durch die Einrichtung 8 zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswalzen 6, hervorgerufen wird.

Wie oben angegeben, hängt die Impulsdauer am Ausgang des lichtelektrischen Fühlers 13 von der Drehgeschwindigkeit der Lochscheibe 14 sowie vom Winkelabstand cc zwischen den öffnungen 35 ab, falls die Lochscheibe 14 entsprechend Fi g. 2 ausgeführt ist, von den Winkelgrößen β der Öffnungen 36 bei der Ausführung der Lochscheibe 14 entsprechend Fig.3 und von den

Winkelgrößen /der Überdeckungen zwischen den öffnungen 41 und 42 bei der Verwendung von zwei Lochscheiben 14 und 37, die entsprechend der Fig.5 ausgeführt und gemäß F i g. 4 angeordnet sind.

Die Winkelwerte cc, β oder γ müssen durch Berechnung oder experimentell, z. B. durch Aufnahme von O-zillogrammen der Änderung der linearen Dichte des Krempelbandes am Ausgang des Streckgeräts bei verschiedenen Winkelwerten und Festlegung des Winkelwertes, der eine minimale Ungleichmäßigkeit des Ban- des gewährleistet, bestimmt werden. Die Verwendung von zwei Lochscheiben 14 und 37 (F i g. 4 und 5) ermöglicht eine Vereinfachung der richtigen Wahl der Winkelgröße durch Fixierung der Lochscheiben 14 und 37 mit Hilfe der Muttern 39 und 40 (Fig.4) in Stellungen, bei

2Q Henen die Winkelgröße ν (F i g. 5) verschiedene Werte hat und durch das Auffinden der gegenseitigen Lage der Scheiben, die eine minimale Ungleichmäßigkeit des Krempelbandes gewährleistet.

Falls der Impulsgeber 18 den Pulsfrequenzmodulator 49 enthält (F i g. 7), wird am Ausgang des Pulsfrequenzmodulators 49 eine Folge von Impulsen erzeugt, deren Frequenz sich in Abhängigkeit von der Änderung der linearen Dichte des Krempelbandes ändert Das Signal am Ausgang des Pulsfrequenzmodulators 49 ist in Fig.9a gezeigt. Das in Fig.9b gezeigte Signal vom Ausgang des lichtelektrischen Fühlers 13 (Fig. 1) wird dem Eingang des Univibrators 50 (Fig. 7) zugeleitet, wobei dieses durch seine Vorderflanke am Ausgang des Univibrators 50 die Erzeugung eines Rechteckimpulses mit vorgegebener Dauer anregt, wie das in Fig.9c gezeigt ist.

Die Parameter des Univibrators 50 werden so gewählt, daß die Dauer des an seinem Ausgang erzeugten Impulses gering im Vergleich zu der Dauer des Impulses, der vom Ausgang des lichteiektrischen Fühlers 13 einläuft, und groß im Vergleich zu der Dauer des Impulses am Ausgang des Pulsfrequenzmodulators 49 ist. Die Impulse von den Ausgängen des Pulsfrequenzmodulators 49 und des Univibrators 50 gelangen an die Eingänge der UND-Schaltung 51, so daß an deren Ausgang eine Impulsfolge erzeugt wird, deren Impulszahl von der Frequenz der Impulse am Ausgang des Pulsfrequenzmodulators 49 abhängt, d.h. sie ändert sich in Übereinstimmung mit der Änderung der linearen Dichte des Krempelbandes 4. Die Impulsfolge vom Ausgang der UND-Schaltung 51 wird dem Zähleingang 26 des Zählers 25 zugeleitet. Diese Impulsfolge ist in Fig.9d gezeigt.

Ansonsten unterscheidet sich der Betrieb der einen Pulsfrequenzmodulator 49 (F i g. 7) enthaltenden Regelvorrichtung keineswegs vom Betrieb der in F i g. 1 dargestellten Regelvorrichtung.

Somit gewährleistet die Regelvorrichtung eine Verzögerung des Eintreffens des Signals am Ausgang des Zählers 25 an der Einrichtung 8 zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswalzen 6 in bezug auf den Zeitpunkt der Messung der linearen Dichte des Krempelbandes 4 um eine Zeitdauer, die der Bewegungszeit des Krempelbandes 4 vom ersten Fühler 1 bis zur Streckzone entspricht Dabei wird bei einer Änderung der Geschwindigkeit des Krempelbandes 4 automatisch in gleichem Maß eine Änderung der Impulsdauer am Ausgang des lichteiektrischen Fühlers 13 gewähr-

30 34 77a

13 14

leistet so daß das Intervall zwischen den Zeitpunkten

der Messung der linearen Dichte des Krempelbandes 4

und der Zuführung eines entsprechenden Signals an die

Einrichtung 8 zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit

der Ausgangswalzei! 6 stets der Bewegungszeit des 5

Krempelbandes 4 vom ersten Fühler 1 bis zur Streckzo-

ne ungefähr gleich ist und von der Drehzahl des An-

triebsmotors der Textilmaschine praktisch nicht ab- f

hängt.

Anstatt der Lochscheiben 14 und 37, die in den io
Fig.2—5 gezeigt sind, können auch andere Scheiben
verwendet werden, die durchsichtige und undurchsichtige Fächenabschnitte aufweisen, die sich am Rand der
Scheiben so abwechseln, daß die Winkelgrößen und die
Lage der durchsichtigen Abschnitte die Erzeugung der 15

Impulse am Ausgang des lichtelektrischen Fühlers 13 1

(F i g. 1) in den erforderlichen Zeitintervallen, wie oben «'

beschrieben, gewährleisten. f|

Die durchsichtigen Abschnitte der Scheiben können $Z

ζ. B. in Form von radialen Ausschnitten ausgeführt sein. 20 If

Es ist auch eine Ausführung der Regelvorrichtung mög- |

lieh, bei der das Zeitintervall zwischen dem Eintreten |

der Impulse am Zähleingang 26 des Zählers 25 und dem §

Eintreffen der Steuerimpulse an den Zwischenspeichern g

29 durch die Winkelgrößen der undurchsichtigen Flä- 25 |

chenabschnitte der Scheiben 14 und 37 (F i g. 2—5) be- |

stimmt wird. *§■

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen |'

^3o 1

f 35 !.

40

45

50

55

65

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur automatischen Regelung der linearen Dichte von Krempelband (4) mittels eines Streckgeräts mit Eingangswalzen (5) und Ausgangswalzen (6), die mittels eines Differentialgetriebes (11) mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit antreibbar sind, mit einem in Laufrichtung des Krempelbandes (4) vor den Eingangswalzen (5) angeordneten ersten Fühler (1) und einer zwischen den ersten Fühler (1) und den Verstellantrieb (9) des Differentialgetriebes (11) geschalteten, mit einem Zwischenspeicher (29) versehenen Verzögerungsschaltung durch die das vom ersten Fühler (1) erfaßte Signal zwischengespeichert und dem Verstellantrieb (9) nach einer der Laufdauer des Krempelbandes (4) zwischen dem ersten Fühler (1) und dem Streckgerät entsprechenden Zeit als Stellsignal zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Fühler (1) als ikhtelektrischer Fühler ausgebildet ist, daß dem ersten Fühler (1) ein Impulsgeber (18) nachgeschaltet ist, dessen Ausgangsimpulszahl der vom ersten Fühler (1) erfaßten Lichtdichte entspricht, daß zwischen den Impulsgeber (18) und den Zwischenspeicher (29) ein Zähler (25) geschaltet ist, und daß mit der Walze der Eingangswaken (5) eine Lochscheibe (14) gekuppelt ist, deren Löcher in einem der Laufdauer des Krempelbandes (4) zwischen dem ersten Fühler (1) und dem Streckgerät entsprechenden Winkelabstand angeordnet sind und die mittels eines zweiten lichtelektrischen Fühlers (13) abtastbar sind, dessen Ausgangssignale Jem Impulsgeber (18), dem Zähler (25) und dem Zwischenspeicher (29) als Steuer- bzw. Lösch- bzw. Synchron^: ierimpulse zugeführt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (18) folgende Bestandteile enthält:

— einen mit dem ersten Fühler (1) verbundenen Impulsbreitenmodulator (19) zur Erzeugung von Impulsen, deren Taktzeit wesentlich geringer als die Taktzeit der am Ausgang des zweiten Fühlers (13) erzeugten Impulse und deren Breite entsprechend der linearen Dichte des Krempelbandes (4) veränderlich ist,

— einen Taktimpulsgenerator (23), dessen Ausgangs-Impulsfrequenz wesentlich größer als die Ausgangsfrequenz des Impulsbreitenmodulators (19) ist,

- eine UND-Schaltung (24). deren erster Eingang an den Ausgang des Taktimpulsgenerators (23) und deren Ausgang an den Zähleingang (26) des Zählers (25) angeschlossen ist, und

- eine Schaltlogik (20) zur Abtrennung eines Impulses aus der vom Impulsbreitenmodulatcr (19) abgegebenen Impulsfolge, deren Synchronisiereingang (22) den Synchronisiereingang des Impulsgebers (18) darstellt und deren Ausgang mit dem zweiten Eingang der UND-Schaltung (24) verbunden ist, wobei die Vorderflanke des ausgewählten Impulses vom Ausgang des Impulsbreitenmodulators (19) an den Eingang (21) der Schaltlogik (20) gelangt, während an ihrem Synchronisiereingang (22) der Impuls vom Ausgang des zweiten Fühlers (13) einläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekenn-

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