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Lichtelektrische Steuereinrichtung Patentiert im Deutschen Reiche
vom 17. Juli 1937 ab Patenterteilung bekanntgemacht am 3o. November 1939
Die Erfindung betrifft eine lichtelektrische Steuervorrichtung, die sich insbesondere
zur selbsttätigen Ausrichtung gewebter Stoffbahnen o. dgl. eignet.
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Bei Maschinen und Vorrichtungen, die fortlaufende Bahnen verarbeiten,
beispielsweise aus Gewebe, Film oder Papier, sind bereits Vorrichtungen bekannt,
durch die mechanisch oder elektrisch eine Steuerung der durchlaufenden Bahnen bewirkt
wird. Die Erfindung ermöglicht in einfacher Weise ein sicheres und störungsfreies
Ausrichten gewebter Stoffbahnen o. dgl. auch bei den empfindlichsten Werkstoffen
dadurch, daß zwei Lichtstrahlen das bewegte Stoffgewebe auf beiden Seiten abtasten,
wobei zwei ,an den Seiten der Bahn angeordnete lichtelektrische Zellen beeinflußt
werden. Bei ungleichmäßiger Bewegung des Stoffes werden die durch die Lichtstrahlen
in dieser Zelle ausgelösten Stromimpulse eine Frequenzdifferenz aufweisen, die die
Steuervorrichtung hetätigen. Die Erfindung bezweckt nun die Schaffung einer einfachen,
billigen und vor allem leicht ansprechenden Steuervorrichtung.
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Gemäß der Erfindung laden die von zwei lichtelektrischen Zellen ausgesandten
Impulse über je einen Kreis mit einem Transformator, zwei Entladungsgefäßen und
einem Hilfskondensator einen beiden Kreisen gemeinsamen Hauptkondensator, dessen
beide Belegungen mit je einem Steuergitter zweier weiterer Röhrensysteme mit je
einem Relais im Anodenkreis elektrisch verbunden sind, derart auf, daß bei einer
Frequenzdifferenz
der beiden Impulse in einem der: Röhren. systeme
ein Anodenstrom fließt und dieser das in diesem Kreis liegende Relais steuert.
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An Hand der beiliegenden Zeichnung soll: ein Ausführungsbeispiel und
die Wirkun4@@. weise der Steuervorrichtung nach der K@. findung näher erläutert
werden.
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Es bedeuten i und 2 je einen Oszillator> auf deren Frequenzdifferenz
die Steuereinrichtung anspricht. Mit den Osziilatoren sind die Entladungsgefäße
3 und 4. " verbunden, die aus einer gemeinsamen Gleichstromquelle gespeist werden
und mit den Primärwicklungen der Transformatoren 6 und 7 in Serie liegen, Der Transformator
6 besitzt zwei Sekundärwicklungen 8 und io; die Wicklung 8 steuert das Gitter der
Röhre 9 und die Wicklung i o das Gitter der Röhre i i . Beide Wicklungen 8 und iö
sind jedoch so mit den Röhren 9 und 1 i verbunden, daß bei derselben Halbperiode,
beispielsweise der positiven, das Gitter der Röhre 9 weniger negativ gegen die Kathode
und das Gitter der Röhre i i stärker negativ gegen deren Kathode gehalten ist. Die
Gitter der beiden Röhren 9 und i i erhalten eine entsprechende negative Gittervorspannung,
die z. B. einer Batterie entnommen werden kann. Der Strom in den Ausgangskreisen
der beiden R'o'hren kann somit vernachlässigt - werden, wenn in den Wicklungen 8
und i o keine Spannungen induziert werden.
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An der Anode der Röhre 9- ist die halbe Spannung eines Spannungsteilers
angelegt, der sich aus den beiden Widerständen 12 und 12' und einem regelbaren Widerstand;
z. B. einem Potentiometer 13, zusammensetzt und parallel zu der Stromquelle 1q:
liegt: Im Stromkreis der Röhre 9 befindet sich außerdem der Kondensator 15; der
aufgeladen wird, wenn in der Röhre 9 Strom fließt. Im Stromkreis der Röhre i i sind
die Kondensatoren 15 und 16 in Serie geschaltet, so daß bei stromdurchlässiger Röhre
sich der übertragerkondensator i 5- in den Kondensator 16 entlädt: Die Kapazität
des Kondensators 16 ist dabei vorzugsweise zehnmal größer als die des Kondensators
15. Bei jeder positiven Halbperiode wird daher die Röhre leitend,, und der Kondensator
15 erhält eine Rufladung. Bei jeder folgenden negativen Halbperiode wird die Röhre
i-i leitend, so daß,der Kondensator 15 sich in den Kondensator 16
entladen
kann.
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Die Größe und Dauer jeder Halbwelle bzw. jedes Impulses, der die Röhre
9 und i i leitend macht, ist dann ausreichend, wenn der Kondensator 1.5 Zeit hat,
sich ungefähr auf die angelegte Spannung aufzuladen und auf Kondensator 16 so lange
zu entladen, bis ein Ausgleich entstanden ist Die Halbwellen bzw. Impulse, die größer
oder länger als diese Zeit sind, beeinflussen die Gesamt-, ladung, die der Kondensator
16 erhält; nicht .w Jsentlich.
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der Transformator 7 hat ebenso wie der I' axisformator 6 zwei Sekundärwicklungen
8' -,Und io'; die die Stromkreise der Röhre g' und i i' in gleicher Weise wie beim
Transformator 6 steuern. Im Stromkreis der Röhre-9' liegt der Kondensator i 5' (entsprechend
dem Kondensator i 5) mit dem Unterschied, daß hierbei die andere Halbwelle durch-
die Wicklung 8' die Aufladungen be-Wirkt. Wenn daher die Frequenzen der aufgenommenen
Impulse gleich sind, werden von den Kondensatoren 15 und 15' gleiche entgegengesetzte
Ladungen zu gleicher Zeit an Kondensator 16 abgegeben, so daß die resultierende
Ladung des letzteren Null beträgt. Wenn die Frequenz des Oszillators i größer als
die des Oszillators a ist, wird beispielsweise der Kondensator 16 eine positive
Ladung empfangen. Wenn dagegen umgekehrt die Freq@ienz von Oszillator 2 größer als
die von Oszillator i ist; wird der Kondensator 16 entsprechend negativ aufgeladen.
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. Diese Steuerwirkung wird erfindungsgemäß nun dadurch erreicht, daß
z. B. eine Doppelsystemilöhre 18 in der Steuervorrichtung- vorgesehen ist, mit zwei
Stromkreisen, `die über zwei gleiche Widerstände i 9 und i9' miteinander verbunden
sind. Die beiden Anoden der Röhren 18 sind mit" einer entsprechender. Gleich- oder
Wechselstrornqüellle über die Relais 2o und 23 verbunden, deren gesteuerte Teile
den Motorkreis 22 oder 23
schließen. Der Motor 2q. läuft in der einen oder
in der anderen Richtung, je nachdem der Kreis 22 oder 23 erregt wird. Wenn nun die
resultierende Ladung auf dem Hauptkondensator 16 gleich Null ist, fließt durch die
Doppelsystemröhre 18 nicht genügend Ström in den Anodenkreisen, um die damit verbundenen
Relais zum Ansprechen zu bringen. Welcher der Kreise 22 oder 23 erregt wird, hängt
von der Polarität der Ladung auf dem Kondensator 16 .ab.
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Das Potentiometer 13 dient dazu, Ungleichheiten der Kreise und der
beiden Kondensatoren 15 und - 151 zu beseitigen. Ferner wird durch
Regelung dieses Potentiometers erreicht, daß der Motor 24 erst dann anlaufen "kann,
wenn die Frequenzdifferenz einen vorher festgesetzten Betrag überschreitet. Soll
z. B. die Frequenz des Oszillators i einen gegebenen Prozentsatz höher sein als
die des Oszillators 2, dann müßte das Potentiometer 13 so eingestellt werden, daß
der Motor in der einen Richtung nur läuft bei einer vorher bestimmten Abweichung
von der Frequenzdifferenz der beiden Oszillatoren.
Die Wirkungsweise
der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ist nun folgende: Wenn. die Frequenzen der
beiden Oszillatoren gleich sind, erhalten die Kondensatoren 15 und 15'
gleiche
Ladung von der Stromquelle i q. und geben gleiche entgegengesetzte Ladungen an den
Kondensator 16 ab, wobei die resultierende Ladung von Kondensator 16 Null sein wird.
Ist dagegen die Frequenz von Oszillator i größer als die Frequenz von Oszillator
2, dann wird der Kondensator 16 aufgeladen, und diese Ladung bewirkt durch die Doppelsystemröhre
18 die Auslösung eines der Relais 2o oder 21 und damit die Drehung des Motors in
der einen bzw. anderen Richtung. Wenn andererseits die Frequenz von Oszillator 2
größer als von Oszillator i ist, wird der Kondensator 16 entgegengesetzt aufgeladen
und durch das ,andere der beiden Relais 20 oder 21 eine Drehung des Motors in entgegengesetzter
Richtung bewirkt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet verschiedene Verwendungsmöglichkeiten,
je nachdem ob eine Anzeige des Frequenzunterschiedes oder eine Auslösung nach der
einen oder anderen Seite bei einem entsprechenden Frequenzunterschied bewirkt werden
soll. Insbesondere eignet sie sich jedoch als Steuerung zur selbsttätigen Ausrichtung
gewebter Stoffbahnen. Die bewegte Stoffgewebebahn wird in diesem Fall von zwei Lichtstrahlen
zu beiden Seiten der Bahn abgetastet, die zwei lichtelektrische Zellen beeinflussen.
Bei ungleichmäßigen Bewegungen der Stoffbahn werden die von den beiden lichtelektrischer.
Zellen ausgesandten Stromimpulse einen Frequenzunterschied aufweisen, der durch
die Steuervorrichtung gemäß der Erfindung m eine entsprechende zusätzliche Bewegung
der Walzen umgewandelt wird, so daß die ungleichmäßige Bewegung der Stoffbahn selbsttätig
ausgeglichen wird.