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Schützenwächter an Webstühlen
Die Erfindung bezieht sich auf einen berührungslos arbeitenden, elektromagnetischen Schützenwächter an Webstühlen, der im Falle eines zu langsamen Schützenfluges auf die Abstellvorrichtung des Webstuhles wirkt und dadurch den Webstuhl stillegt.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Schützen ein Permanentmagnet oder ein Paar voneinander örtlich getrennter Permanentmagnete angeordnet ist, dass in der Ladenbahn ausserhalb der Beschleunigungsstrecke des Schützen ein Paar örtlich getrennter Spulen bzw. eine einzige Spule angeordnet ist, dass eine elektronische Zeitmessvorrichtung vorgesehen ist, welche durch die Impulse betätigt wird, die von dem bzw. den Magneten beim Passieren des Schützen an den Spulen bzw. der Spule ausgelöst werden, und dass die zeitliche Aufeinanderfolge dieser Impulse in der Zeitmessvorrichtung bei Überschreiten einer vorbestimmten Zeitdifferenz den Abstellvorgang auslöst.
Die Schützenwächtervorrichtung am Webstuhl hat die Aufgabe, den Webstuhl bei unrichtigem Schützenflug sofort stillzusetzen. Ein fehlerhafter Sd1ützenflug kann folgende Ursachen haben : a) Die Schlagvorrichtung des Webstuhles ist abgenützt oder verstellt. b) Ein Teil der Schlagvorrichtung bricht. c) Die Kupplung ist abgenutzt und rutscht oder der Antriebsmotor ist defekt und läuft z. B. nur auf zwei Phasen ; in beiden Fällen werden die Schützen zu wenig beschleunigt. d) Das Fach oder Teile des Faches sind nicht ganz offen und bremsen die Schützen ab. e) Ein einzelner Kettfaden hängt durch und bremst die Schützen ab.
In all diesen Fällen würde sich beim Fehlen einer Schützenwächtervorrichtung der Schützen beim Blattanschlag im Fach befinden und eine Anzahl Kettfäden zerreissen oder das Blatt beschädigen.
Beim üblichen mechanischen Schützenwächter hebt der in den Schützenkasten einlaufende Schützen die federnde Schützenzunge und den damit verbundenen Stecher ab. Reicht die Energie des Schützen infolge der erwähnten Ursachen zur Abhebung des Stechers nicht aus bzw. erreicht der Schützen den Kasten überhaupt nicht, so prellt die Lade bei der nächsten Anschlagbewegung mit dem Stecher gegen ein Widerlager und wird damit am Erreichen ihrer vorderen Endlage (Blattanschlag) verhindert. Da diese Kontrolle erst in der letzten Phase des Schützenfluges, d. h. bei seinem Einlauf in den Kasten erfolgt, und da anderseits die Stillegung des Webstuhles unbedingt noch vor dem Blattanschlag vor sich gehen muss, steht zur Abstellung des Webstuhles ausserordentlich wenig Zeit zur Verfügung.
Man ist daher auf eine direkte Prellbremsung der Lade angewiesen, d. h. auf eine Bremsung, die bei hohen Tourenzahlen leicht zu Materialbrüchen führt.
Man war deshalb bestrebt, einen fehlerhaften Schützenflug frühzeiziger zu erfassen, d. h. zu einem Zeitpunkt, zu dem sich der Schützen noch im Fach befindet und nicht erst bei dessen Eintritt in den Schützenkasten ; durch diese Massnahme steht für die Stillegung des Webstuhles mehr Zeit zur Verfügung, so dass die Abstellung über die normale Bremse ausgeführt werden kann. Es ist vorgeschlagen worden, auf der Ladenbahn eine Spule anzubringen, worin der Schützen bei jedem Vorbeiflug einen Spannungsimpuls induziert. Tritt dieser Spannungsimpuls später auf als zu einem Zeitmoment, der durch einen auf der Schlag- oder Kurbelwelle angebrachten Nocken vorgegeben ist, so wird die Abstellvorrichtung betätigt.
Bei einem andern Lösungsvorschlag, der auf demselben Grundgedanken beruht, wird der Vorbeiflug des Schützen an einer bestimmen Stelle der Ladenbahn mit optischen Mitteln registriert.
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Der Hauptnachteil dieser beiden Lösungsvorschläge ist in folgendem begründet : Der Schützen am
Webstuhl bewegt sich nach seinem Abschuss als selbständiges kinematisches System und ist nicht mehr mit dem eigentlichen Taktgeber des Webzyklus (Kurbelwelle, Schlagwelle usw.) verbunden. Wird als
Kriterium des richtigen Schützenfluges der jeweilige Durchflug des Schützen an einer bestimmten Stelle seiner Bahn zu einem bestimmten, durch einen Nocken vorgegebenen Zeitmoment genommen, so kommt dies einer Zeitmessung vom Moment der Loslösung des Schützen von der Schlagvorrichtung bis zum Er- reichen der vorbestimmten Stelle in der Ladenbahn gleich.
Da sich aber der Schützen während dieses
Zeitabschnittes aus seiner Endlage bis zur Abtaststelle, d. h. ein fest gegebenes Stück seiner Flugbahn, bewegt, bedeutet die erwähnte Zeitmessung eine grobe Schützengeschwindigkeits-Messung. Die Ge- schwindigkeits-Messung ist deshalb grob, weil sich der Schützen innerhalb der Messstrecke teilweise be- schleunigt und teilweise verzögert bewegt, so dass infolge dieser zu grossen Messstrecke nur eine mittlere
Geschwindigkeit gemessen wird. Es kann z.
B. der Fall eintreten, dass der Schützen dank einer zu starken
Schlageinstellung übermässig beschleunigt und nach dem Abschuss infolge ungenügender Fachöffnung wie- der übermässig verzögert wird, diese beiden sich gegenseitig aufhebenden Fehler bewirken, dass der
Schützen die Abtaststelle im richtigen Moment passiert und demzufolge der Wächter nicht anspricht, dass aber der Schützen trotzdem den Kasten zufolge erhöhter Reibung am ungenügend geöffneten Fach und entsprechendem Energieverlust nicht erreicht.
Die Erfindung besteht nun darin, dass man im Gegensatz zu den erwähnten Vorrichtungen nicht über eine lange, die Beschleunigungsstrecke miteinschliessende Wegstrecke eine mittlere Geschwindigkeit be- stimmt, sondern dass über einer kurzen Wegstrecke am eigentlichen Abtastort die Momentangeschwindig- keit des Schützen bestimmt wird. In einer Ausführungsform der Erfindung werden in den Schützen zwei
Permanentmagnete eingebaut, die bei dessen Vorbeiflug an einer in die Ladenbahn eingebauten Spule zwei Spannungsimpulse auslösen. In einer andern Ausführungsform wird nur ein Permanentmagnet in den
Schützen eingebaut, der in jeder von zwei nahe hintereinander in der Ladenbahn angebrachten Spulen einen Spannungsstoss induziert.
In beiden Ausführungsformen wird der zeitliche Abstand der beiden aufeinanderfolgenden Impulse mit einem Impuls konstanter Länge verglichen. Sobald der Impulsabstand die zulässige Grenze überschreitet (d. h. wenn der Schützen zu langsam fliegt), wird ein Relais betätigt, welches zum Abstellmagneten des
Webstuhles führt und diesen stillsetzt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin, dass zur elektronischeh Abtastimpuls-Verarbeitung als nichtlineare bzw. aktive Schaltelemente ausschliesslich Dioden bzw. Transistoren verwendet werden, und dass von diesen Elementen nur der vollständig gesperrte und der vollständig leitende Zustand ausgenützt wird. Durch diese Massnahme trägt man der Forderung nach unbedingter Langzeitstabilität Rechnung, indem die Elektronik unabhängig von Kennlinien der darin verwendeten Bauelemente arbeitet.
Die Forderung nach höchster Langzeitstabilität ist für Schützenwächter an Webstühlen von ausschlaggebender Bedeutung, denn man muss sich stets vor Augen halten, dass der Webstuhl eine meist im Dreischichtenbetrieb arbeitende Produktionsmaschine ist, die an einem einzigen Tag 200 - 300000 Schusseintragungen ausführt, wobei in grösseren Webereien mehrere hundert Maschinen im selben Saal aufgestellt sind. Wenn daher der Schützenwächter nicht mit höchster Zuverlässigkeit arbeitet, ergeben sich bei diesen ausserordentlich hohen Schusseintragszahlen unabsehbare Schwierigkeiten. Zu den sich aus den grossen Schuss- zahlenergebenden Schwierigkeiten kommen noch die ungewöhnlich harten Stoss - und Vibrationsbedingungen am Webstuhl hinzu ; beim Schützenschlag und der Schützenbremsung z.
B. können im normalen Lauf Beschleunigungen vom 110-fachen Wert der Erdbeschleunigung gemessen werden.
Erfindungsgemäss arbeitet die elektronische Impulsverarbeitungs-Einrichtung mit monostabilen Multivibratoren als Zeitgebern und die eigentliche Zeitmessung wird mit Hilfe von Torschaltungen vorgenommen.
Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Zeichnungen, in welchen Fig. 1 ein Blockschema der Einrichtung zeigt, Fig. 2 a, b Kurvenformen der Spannungen an den verschiedenen Punkten im Blockschema Fig. 1 und Fig. 3 eine schematische Darstellung des Schützen und der Abtastspule in bezug auf das Gewebe zeigt. Fig. 4 zeigt eine Variante der Ausführungsform nach Fig. 3, Fig. 5 zeigt eine andere Variante der Ausführungsform nach Fig. 3, Fig. 6 ist ein Schaltungsbeispiel des Schützenwächters.
Gemäss Fig. 1 und Fig. 6 wird der Schützen 7, der die zwei Permanentmagnete 9 enthält, im Flug in Richtung 10 an der Abtastspule 8 vorbeigeführt. Darin wird ein positiver und ein negativer Impuls durch jeden Permanentmagneten 9 induziert. Der positive Impuls wird mit Hilfe des Gleichrichters 12 kurzgeschlossen. Dadurch erscheint am Punkt 1 je ein negativer Impuls. Die beiden Impulse werden einem monostabilen Multivibrator 11 zugeführt, dessen Haltezeit z. B. 20 ms beträgt. Durch den ersten Impuls
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wird Multivibrator 11 angestossen. Am Ausgang, d. h. am Punkt 2, erscheint infolgedessen ein Rechteck- impuls von 20 ms Dauer. Dieser Rechteckimpuls wird dem R-C Glied 14 zugeführt, welches differenzierende
Wirkung besitzt. Am Punkt 3 entsteht infolgedessen ein kurzer negativer Impuls am Anfang des 20 ms -
Rechtecks.
Dieser kurze Impuls wird einem zweiten monostabilen Multivibrator 15 zugeführt, dessen Halte- zeit ungefährt 300 ms beträgt. Am Ausgang dieses Multivibrators 15, d. h. am Punkt 4, wird infolgedessen ein Rechteckimpuls mit einer Länge von 300 ms erscheinen. Die beiden Impulse der Abtastspule 8 werden zugleich einem Tor 13 zugeführt, welches mit Hilfe des Multivibrators 11 gesteuert wird. Dieses Tor lässt die von der Abtastspule 8 kommenden Impulse nur dann passieren, wenn sich der Multivibrator 11 in der eingeschalteten Stellung befindet. Am Ausgang des Tores wird über das R-C Glied 16 wiederum eine Differenzierung vorgenommen und die dadurch erhaltenen Impulse dem monostabilen Multivibrator
15 zugeführt.
Diese letztere Zuführung dient zum Ausschalten des monostabilen Multivibrators 15, d. h. sobald ein Impuls von Punkt 5 herkommt, wird damit der monostabile Multivibrator 15 in seine Ruhe- stellung zurückgebracht. Die Ausgangsspannung des monostabilen Multivibrators 11 steuert zugleich ein weiteres Tor 17, welches den Ausgangsimpuls des monostabilen Multivibrators 15 verarbeitet. Am Punkt
6 erscheint infolgedessen nur dann eine Spannung, wenn der monostabile Multivibrator 15 noch eingeschaltet ist, der monostabile Multivibrator 11 sich jedoch in der ausgeschalteten Stellung befindet. In diesem Falle wird über den Transistor 18 das Relais 19 erregt, das über seinen Kontakt 20 den Abstell- magneten des Webstuhles betätigt.
Fig. 2 a, b zeigen die Kurvenformen der Spannungen, wie sie in Fig. 1 und Fig. 6 an den Punkten 1 bis 6 bei entsprechenden Schützengeschwindigkeiten vorkommen. Am Punkt 1 (Fig. 2a) erscheinen in einem Abstand von weniger als 20 ms zwei negative Impulse, die von der Abtastspule herstammen. Der Punkt 2 zeigt einen Impuls von genau 20 ms Länge ; der Punkt 3 zeigt jeweils einen kurzen positiven Impuls am Anfang und einen negativen Impuls am Ende des 20 ms-Rechtecks. Der Punkt 4 zeigt einen Rechteckimpuls, welcher beim ersten Abtastimpuls beginnt und beim zweiten Abtastimpuls endet, da durch den zweiten Abtastimpuls der monostabile Multivibrator 15 in seine Ruhestellung gebracht wurde. Auf Punkt 5 erscheinen zwei kurze Impulse, die von den Abtastimpulsen herrühren, und durch das Tor 13 hindurch gekommen sind.
Punkt 6 liegt ständig auf Spannung 0, da das Tor 17 den kurzen Impuls des Punktes 4 sperrt.
Wird die Fluggeschwindigkeit des Schützen kleiner, so entsteht ein grösserer Abstand zwischen den beiden Impulsen, wie z. B. 21 (Fig. 2 b). Am Punkt 2 entsteht dann nach wie vor ein genau 20 ms langer Rechteckimpuls 22, welcher vom monostabilen Multivibrator 11 geliefert wird.
Punkt 3 zeigt einen negativen und einen positiven [mpuls 23 je am Anfang und am Endedes20ms - Rechtecks. Punkt 4 zeigt einen 300 ms langen Impuls 24. Punkt 5 zeigt nur mehr den ersten abgetasteten Impuls 25 ; der zweite abgetastete Impuls wurde durch das Tor 13 unterdrückt. Dadurch wurde der monostabile Multivibrator 15 nicht mehr ausgeschaltet und am Punkt 4 erscheint infolgedessen ein 300 ms Rechteck 24. Das Tor 17 lässt diesen 300 ms Impuls 24 passieren, sobald der 20 ms Impuls 22 zu Ende ist. Also wird am Punkt 6 eine Spannung 26 erscheinen, welche 280 ms lang aufrecht erhalten wird und über den Transistor 18 das Relais 19 280 ms lang erregt. Über den Kontakt 20 wird der Abstellmagnet betätigt und der Webstuhl stillgesetzt.
Vorliegende Schützenwächter-Einrichtung lässt sich auf verschiedene Art am Webstuhl anwenden.
Fig. 3 zeigt einen Anwendungsfall, wobei die Abtastspule 30 in der Mitte des Gewebes 27 angebracht wurde und der Schützen 28 zwei Permanentmagnete 29 enthält. Sobald der Schützen 28 mit dem zweiten Magneten die Abtastspule 30 passiert hat, kann entschieden werden, ob seine Geschwindigkeit genügt oder nicht. Es kann also von diesem Moment an der Webstuhl gebremst werden, falls die Schützengeschwindigkeit zu klein ist. Es ist sofort ersichtlich, dass zur Bremsung des Webstuhles eine wesentlich grössere Zeit zur Verfügung steht, als dies der Fall ist bei den bekannten Einrichtungen, bei denen die Anwesenheit des Schützen am Ende des Gewebes im Schützenkasten geprüft wird.
Nach Fig. 4 kann die Überwachung auch dadurch erfolgen, dass zwei Abtastspulen 33 angeordnet werden, welche parallel auf die monostabilen Multivibratoren 11 und 15 arbeiten. Im Schützen 31 befindet sich dann nur ein Permanentmagnet 32, welcher zuerst in der ersten und hierauf in der zweiten Abtastspule einen Impuls induziert.
Fig. 5 zeigt eine weitere Möglichkeit der Überwachung. Es werden zwei Abtastspulen 36 angeordnet, welche wiederum parallel auf die monostabilen Multivibratoren 11 und 15 arbeiten. Der Schützen 34 enthält zwei Permanentmagnete 35 und induziert in jeder Spule 36 zwei Impulse. Demzufolge wird der Schützenflug am Anfang des Gewebes und am Ende des Gewebes jeweils gemessen.
Fig. 6 zeigt ein detailliertes Schaltungsbeispiel. Die Tore sind mit Hilfe von Dioden aufgebaut,
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