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BESCHREIBUNG
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Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur automatischen Regelung der
Gleichmäßigkeit der linearen Dichte von Krempelband.
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Besonders vorteilhaft kann die Erfindung in Krempel- und Bandtextilmaschinen
verwendet werden, die mit einem Streckgerät versehen sind.
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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 Gebers gemessen, der
unmittelbar vor den Eingangswalzen des Streckgerätes oder hinter seinen Ausgangswalzen
angeordnet ist. Die Anordnung des Gebers vor dem Streckgerät hat den Vorteil, daß
man die mittels des Gebers festgestellte Ungleichmäßigkeit des Bandes danach durch
eine entsprechende Änderung der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswalzen des Streckgerätes
beseitigen kann.
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Es ist eine Einrichtung zur automatischen Regelung der Gleichmäßigkeit
der linearen,Dichte von Krempelband bekannt, die einen Geber 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 Streckgeräts und eine zwischen den Geber und der Steuereinrichtung
geschaltete Verzögerungseinrichtung enthält (s..z.B. SU-ES 174967).-Mit Hilfe der
Verzögerungseinrichtung kann das Eintreffen des vom Geber für die lineare Dichte
erzeugten Signals an der Steuereinrichtung zur Kompensation der Zeit verzögertwerden,
die zur Verstellung des Bandes von der Anordnungsstelle des Gebers
bis
zur Streckzone, die zwischen den Ein- und Ausgangswalzen des Streckgerätes liegt,
erforderlich ist, wodurch eine Adderung der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswalzen
in Übe reinstimmung mit der Änderung der linearen Dichte des sich inder Streckzone
befindenden Bandes gewährleistet wird.
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Die Verzögerungszeit, die durch die Verzögerungseinrichtung in der
bekannten Regeleinrichtung gewährleistet wird, hat einen konstanten Wert, während
die Verstellungszeit des Krempelbandes vom Geber bis zur Streckzone von der Verstellung-sgeschwindigkeit
abhängt, Während des Betriebs kann sich de genannte Geschwindigkeit infolge einer
Änderung der Drehzahl des Antriebmotors 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 Bandes vom Nennwert nicht der Verstellungszeit des Bandes vom Geber 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 Bandes, z.B. beim Anfahren und Stillsetzen der
Maschine, führt das zur Erzeugung von Ausschuß, dabei beträgt die Zeit,während der
die Maschine angefahren oder stillgesetzt wird, einen bedeutenden Teil ihrer gesamten
Betriebsdauer.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur automatischen
Regelung der Gleichmäßigkeit der linearen Dichte von Krempelband zu schaffen, die
so ausgeführt ist, daß eine Verzögerung des Änderungsmoments der Drehgeschwindigkeit
der Ausgangswalzen des Streckgeräts in Bezug auf den Änderungsmoment der linearen
Dichte des Krempelbandes um eine Zeit, die der Verstellungszeit des Krempelbandes
von der Anordnungsstelle bis zur Streckzone unabhängig von der Verstellungsgeschwindigkeit
des Krempelbandes entspricht, und damit eine höhere Regelgenauigkeit bei Änderungen
der Verstellungsgeschwindigkeit des Krempelbandes gewährleistet wird, und die betriebssicher
ist.
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Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 beschriebene Erfindung
gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung wird eine Änderung der
Verstellungsgeschwindigkeit des Krempelbandes infolge einer Drehzahländerung der
Antriebseinrichtung durch eine proportionale Änderung der Drehgeschwindigkeit der
Scheibe und damit der Dauer der am Ausgang des photoelektrischen Umformers 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 Ton den Ausgängen des Zählers an die Steuereinrichtung begleitet. Demzufolge
ändert sich das angegebene Zeitintervall in Übereinstimmung mit der Änderung der
Verstellungszeit des Krempelbandes vom Geber bis zur Streckzone, wodurch eine hohe
Regelgenauigkeit unabhängig von der Verstellgeschwindigkeit des Bandes gewährleistet
wird. Die Erzeugung des Steuersignals in der erfindungsgemäßen Einrichtung erfolgt
durch die Verarbeitung der Impuls signale mit Hilfe von Digitalelementen, was einen
hohen Störungsschutz und somit einen sicheren Betrieb der Einrichtung gewährleistet.
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Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen
Regeleinrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 6.
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Dabei gewährleistet die Ausführung des Impulsbreitenmodulators und
des Gebers nach den Patentansprüchen 3 und 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.
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Die Weiterbildung gemäß Patentanspruch 6 gestattet es, durch die Regelung
der gegenseitigen Winkellage der Scheiben eine Uberdeckung ihrer durchsichtigen
und undurchsichtigen Abschnitte zu gewährleisten, bei der eine maximale Übereinstimmung
zwischen der Dauer des am Ausgang des photoelektrischen Umformers erzeugten Impulses
und der Verstellzeit des Krempelbandes vom Geber bis zur Streckzone erreicht wird,
was eine richtige Einstellung der Einrichtung gewährleistet.
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Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird
die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen
Einrichtung zur automatischen Regelung der Gleichmäßigkeit der linearen Dichte von
Krempelband; Fig. 2 eine der möglichen Ausführungsformen der mit der Einrichtung
zur Verstellung des Krempelbands kinematisch verbundenen Scheibe; Fig. 3 eine andere
mögliche Ausführungsform der Scheibe; Fig. 4 eine Anordnung von zwei Scheiben, die
mit der Einrichtung zur Verstellung des Krempelbandes kinematisch verbunden und
in verschiedenen Winkellagen gegeneinander fixierbar sind; Fig. 5 eine mögliche
Ausführungsform der in Fig. 4 dargestellten Scheiben; Fig. 6 das Schaltbild einer
Ausführungsform des Impulsbreitenmodulators; Fig. 7 einen Teil des Blockschaltbildes
einer weiteren Ausführungsform der Regeleinrichtung; Fig. 8 (a - e) die Änderung
der Signale in verschiedenen Punkten des in Fig. 1 gezeigten Schaltbildes; Fig.
9 (a - d) die Änderung der Signale in verschiedenen Punkten des in Fig. 7 gezeigten
Schaltbildes.
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Entsprechend Fig. 1 enthält die Einrichtung zur automatischen Regelung
der Gleichmäßigkeit der linearen Dichte von Krempelband einen Geber 1 für die lineare
Dichte des Krempelbandes, der eine Strahlungsquelle 2, z.B. eine Lichtdiode, und
ein fotoempfindliches Element 3 aufweist, die an verschiedenen Seiten eines Krempelbandes
4 angeordnet sind. Der Geber 1 ist
vor dem Streckgerät einer (nicht
dargestellten) Krempel- oder Bandtextilmaschine angeordnet, durch das das Band 4
verläuft und das Eingangswalzen 5 und Ausgangswalzen 6 enthält. Das Band 4 wird
mit Hilfe des Antriebmotors 7 der Textilmaschine angetrieben.
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Die Einrichtung zur Regelung der Gleichmäßigkeit des Krempelbandes
enthält eine Einrichtung 8 zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswalzen
6, die aus einem Hilfsmotor9, einer Einrichtung 10 zur Steuerung des Hilfsmotors
9 und einem Differentialgetriebe 11, über das die Ausgangswalzen 6 mit den Motoren
7 und 9 verbunden sind, besteht. Die Eingangswalzen 5 des Streckgeräts sind direkt
mit dem Motor 7 verbunden.
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Die Einrichtung zur Regelung der Gleichmäßigkeit des Krempelbandes
enthält weiter eine Strahlungsquelle, die eine Lichtquelle 12 darstellt, sowie einen
photoelektrischen Umformer 13 und eine umlaufende Scheibe 14. Der photoelektrische
Umformer 13 enthält ein photoempfindliches Element 15, einen Verstärker 16 und einen
Trigger Flip-Flop 17. Die Scheibe 14 ist zwischen der Lichtquelle 12 und dem photoempfindlichen
Element 15 angeordnet und mit dem Motor 7 kinematisch verbunden, z.B. sitzt sie
auf seiner Welle. Der Ausgang des Triggers 17 bildet den Ausgang des photoelektrischen
Umformers 13.
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Die Regeleinrichtung enthält ferner eine Einrichtung 18 zur Erzeugung
von Impulsfolgen, die einen an das photoempfindliche.
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Element 3 angeschlossenen Impulsbreitenmodulator 19 aufweist, eine
Schaltung 20 zur Abtrennung.des ersten Impulses, deren erster Eingang 21 an den
Ausgang des Impulsbreitenmodulators 19 angeschlossen ist, während der zweite Eingang
22 als synchronisierender Eingang der Einrichtung 18 dient und an den Ausgang des
Triggers 17 angeschlossen ist, einen Impulsgenerator 23 und eine UND-Schaltung ?4,
deren erster Eingang mit dem Ausgang der Schaltung 20 zur Abtrennung des ersten
Impulses und deren zweiter Eingang mit dem Ausgang des Generators 23 verbunden sind,
wobei ihr Ausgang als Ausgang der Einrichtung 18 dient. Die Schaltung 20 läßt den
ersten Impuls durch, dessen Vorderflanke während des Eintreffens des Impulses an
ihrem Eingang
22 den Eingang 21 erreicht. Die Schaltung 20 kann
aus miteinander verbundenen RS-Triggern (Flip-Flops) aufgebaut werden.
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Die Regeleinrichtung 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 Triggers 17 und den Löscheingang
28 des Zählers 25 geschalteten Differenzierschaltung 27 ausgeführt ist, sowie steuerbare
Speicherelemente, deren Anzahl der Zahl der Stellenausgänge des Zählers 25 gleich
ist, und die D-Trigger (Flip-Flop) 29 darstellen. Die D-Eingänge 30 der D-Trigger
29 sind Informationseingänge der Speicherelemente und sind entsprechend an die Stellenausgänge
des Zählers 25 angeschlossen. Die synchronisierenden Eingänge 31 der Trigger 29
dienen als Steuereingänge der Speicherelemente und sind über eine NICHT-Schaltung
(Umkehrstufe) 32 und eine Differenzierschaltung 33, die miteinander in Reihe geschaltet
sind, an den Ausgang des Triggers 17 angeschlossen.
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Die Ausgänge der D-Trigger 29 sind über einen Analog-Digital-Umformer
34 mit dem Eingang der Einrichtung 1Q zur Steuerung des Hilfsmotors 9 verbunden.
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In Fig. 2 ist eine der möglichen Ausführungsformen der Scheibe 14
dargestellt. Entsprechend Fig. 2 ist die Scheibe 14 mit Öffnungen 35 versehen, die
paarweise längs ihres Umfangs angeordnet sind. Die. Winkelabstände ffi zwischen
den Öffnungen jeden Paares sind einander gleich; die Winkelgrößen der Öffnungen
selbst sind im Vergleich zu den Winkelabständen d gering. Die Öffnungen 35 sind
in einem solchen Abstand von der Achse der Scheibe 14 angeordnet, daß sie bei Drehung
der Scheibe 14-den auf das photoempfindliche Element 15 einfallenden Lichtstrahl
von der Quelle 12 (Fig. 1) überqueren.
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In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform der Scheibe 1.4 gezeigt.
Entsprechend der Fig. 3 hat die.Scheibe 14 Öffnungen 36, die gleichmäßig über ihren
Umfang verteilt und deren Winkelgrößen p einander gleich sind. Die Öffnungen 36
sind in einem
solchen Abstand von der Achse der Scheibe 14 angeordnet,
daß sie bei der Drehung der Scheibe 14 den auf das photoempfindliche Element 15
fallenden Lichtstrahl von der Quelle 12 (Fig. 1) überqueren. In diesem Fall wird
der Trigger 17 im photoelektrischen Umformer nicht benutzt, und der Eingang 22 der
Schaltung 20, der Eingang der Differenzierschaltung 27 und die Eingänge 31 der D-Trigger
29 sind mit dem Ausgang des Verstärkers 16 direkt oder über einen (nicht dargestellten)
Impulsformer verbunden.
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In Übereinstimmung mit einer anderen, in den Fig. 4 und 5 gezeigten
Ausführungsform der Erfindung enthält die Einrichtung zur Regelung der Gleichmäßigkeit
des Krempelbandes eine zweite Scheibe 37 (Fig. 4), die koaxial mit der Scheibe 14
auf einer gemeinsamen Welle, z.B. auf der Welle des Motors 7 (Fig. 1) angeordnet
ist. Zur Fixierung der gegenseitigen Lage der Scheiben 14 und 37 (Fig. 4) sind Muttern
39 und 40 vorhanden, die auf der Seite der Scheibe 14 bzw. der Seite der Scheibe
37 auf der Welle 38 angebracht werden.
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Entsprechend Fig. 5 weisen die in Fig. 4 dargestellten Scheiben 14
und 37 Öffnungen 41 und 42 auf, die analog der Anordnung der Öffnungen 36 in der
Scheibe 14, die in Fig. 3 gezeigt ist, in gleichen Abständen von der Achse der Scheiben
14 und 37 (Fig. 4) so angeordnet sind, daß bei einer gegenseitigen Verstellung der
Scheiben die Öffnungen 41 und 42 (Fig. 5) einander um den Winkel & überdecken
können. In diesem Fall wird der Trigger 17 (Fig. 1) ebenfalls nicht benutzt und
die Verbindung des Verstärkers 16 mit dem Eingang 22 der Schaltung 20, dem Eingang
der Differenzierschaltung 27 und den Eingängen 31 der D-Trigger 29 wird in gleicher
Weise ausgeführt wie bei der Verwendung der in Fig. 3 dargestellten Scheibe 14.
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In Fig. 6 ist der Impulsbreitenmodulator 19 gemäß einer der Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt. Gemäß Fig. 6 enthält der Impulsbreitenmodulator 19 9
einen Differenzverstärker 43, der-einen invertierenden Eingang 44 und einen direkten-Eingang
45 aufweist, einen parallel zum Eingang 44 des Verstärkers 43 geschalteten Widerstand
46, einen parallel zum Eingang 45
des Verstärkers 43 geschalteten
Widerstand 47 und einen Kondensator 48, der zwischen den Eingang 45 und den Ausgang
des Verstärkers 43 geschaltet ist. Das photoempfindliche Element 3 des Gebers 1
stellt einen zwischen den Eingang 44 und den Ausgang des Verstärkers 43 geschalteten
Photowiderstand dar. Der Ausgang des Differenzverstärkers 43 bildet den Ausgang
des Impulsbreitenmodulators 19 und ist mit dem Eingang 21 der Schaltung 20 zur Abt-rennung
des ersten Impulses verbunden..
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In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der Einrichtung 18 zur
Erzeugung der Impulsfolgen dargestellt. Gemäß Fig. 7 enthält die Einrichtung 18
einen Pulsfrequenzmodulator 49, einen Univibrator 50 und eine UND-Schaltung 51,
wobei der Pulsfrequenzmodulator 49 an das photo empfindliche Element 3 des Gebers
1 angeschlossen ist; der Eingang des Univibrators 50 steht in Verbindung mit dem
Ausgang des photoelektrischen Umformers 13.
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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 photoempfindliche Element -3 einen Photowiderstand
darstellen, der in eine der Ketten des Multivibrators eingeschaltet ist, die die
Änderungsperiode seiner Ausgangsspannung bestimmen.
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Die Einrichtung zur Regelung der Gleichmäßigkeit des Krempelbandes
arbeitet folgendermaßen: Im Betrieb der Textilmaschine wird das Krempelband 4 (Fig.
1) in der mit dem Pfeil angezeigten Richtung angetrieben. Das Band 4 gelangt in
das Streckgerät über die durch den Motor 7 in Bewegung gesetzten Eingangswalzen
5 und kommt aus dem Streckgerät über die Ausgangswalzen 6 heraus. Die von der Quelle
2 des Gebers 1 ausgehende Strahlung durchdringt das Krempelband 4 und fällt auf
das photoempfindliche Element 3, wodurch sie eine Änderung der Impuls dauer am Ausgang
des Impulsbreitenmodulators 19 in Übereinstimmung mit der Änderung der linearen
Dichte des Bandes 4 bedingt.
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Falls der Impulsbreitenmodulator 19 gemäß Fig. 6 ausgeführt ist, wird
das Signal am Ausgang des Impulsbreitenmodulators 19 folgendermaßen erzeugt: In
Übereinstimmung mit dem Bugger-Lambertschen Gesetz 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.
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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 Stärkeneinheit bezogenen Anzahl der das Material bildenden Fasern
proportional.
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Der Absorptionsfaktor der Strahlung durch ein faseriges Material ist
der auf eine Dickeneinheit desselben bezogenen Anzahl der Fasern proportional. Somit
ändert sich die Intensität der das Krempelband 4 durchdringenden Strahlung nach
einem Exponentialgesetz.
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Wie bekannt, stellt die Schaltung, die einen Differenzverstärker,
dreiWiderstände, von denen zwei parallel zu den Eingängen aes 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, derenTaktzeit
folgender Ausdruck bestimmt: T = 2R1C In (1 + 2R2).
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R3 Hierin sind T die Taktzeit der Impulse am Ausgang des Verstärkers,
R1 der Widerstandswert des den direkten Eingang des Verstärkers überbrückenden Widerstandes,
C
die Kapazität des zwi.schen den direkten Eingang und den Ausgang des Verstärkers
geschalteten Kondensators, R2 der Widerstandswert des zwischen den invertierenden
Eingang, und den Ausgang des Verstärkers geschalteten Widerstandes, R3 der Widerstandswert
des den invertierenden Eingang des Verstärkers überbrückenden Widerstandes.
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(s. z.B. V.L. Gutnikov, Verwendung von Operationsverstärkern in der
Meßtechnik, Leningrad, 1975, S. 98).
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Falls der Widerstandswert R3 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.
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In der in Fig. 6 dargestellten Schaltung entsprechen die Widerstandswerte
der Widerstände 47 und 46 den'Werten R1 und R3, der Widerstand des photo empfindlichen
Elementes 3 entspricht.
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dem Widerstandswert R2 und die Kapazität des Kondensators 48 stellt
die Kapazität C dar.
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Wie bekannt, hat die Lux-Ampere-Kennlinie eines Phttowiderstandes
einen bedeutenden linearen Abschnitt, in dessen Bereich der durch den Photowiderstand
bei einer konstanten Spannung an ihm fließende Strom,d'.1i. die Leitfähigkeit des
Photowiderstandes, sich proportional der Intensität der auf den Photowiderstand
einfallenden Strahlung ändert. Somit wird bei der Verwendung eines Photowiderstandes
als photo empfindliches Element 3 und bei entsprechender Wahl der Quelle 2 eine
lineare Abhängigkeit zwischen der Intensität der auf das photoempfindliche 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 photoempfindlichen
Elementes
3 (des Widerstandswerts des Photowiderstandes) gewählt, kann angenommen werden,
daß' die Taktzeit der Impulse am Ausgang des Verstärkers 43 proportional dem Logarithmus
der Leitfähigkeit des photoempfindlichen Elements 3 und damit dem Logarithmus der
Intensität der auf dasselbe fallenden Strahlung ist. Wie oben angegeben, ändert
sich die Intensität der das Band 4 durchdringenden Strahlung in Abhängigkeit von
der linearen Dichte des Bandes 4 nach einem Exponentialgesetz.
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Daraus folgt, daß sich die Taktzeit der Impulse am Ausgang des Differenzverstärkers
43 und damit ihre Dauer proportional der linearen Dichte des Krempelbandes ändert.
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Zur Gewährleistung einer linearen Abhängigkeit zwischen der linearen
Dichte des Bandes 4 und der Impuls dauer am Ausgang des Verstärkers 43 können als
photoempfindliches Element 3 auch andere photo empfindliche Elemente verwendet werden,
die ihren Widerstand proportional der Intensität der auf sie einfallenden Strahlung
ändern, z.B. Photodioden. Wie bekannt, ändert sich die Leitfähigkeit einer Photodiode
in Sperrichtung proportional der Intensität der auf sie einfallenden Strahlung in
einem weiten Änderungsbereich der angegebenen Intensität. Bei der Verwendung einer
Photodiode als photoempfindliches Element 3 wird die Dauer der Impulse mit einem
Vorzeichen am Ausgang des Verstärkers 43 durch den Widerstand der Photodiode in
der Durchlaßrichtung bestimmt, der sehr klein 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 Photodiode in
Sperrichtung, d.h. proportional der linearen Dichte des Bands.4 ändert. Dabei hängt
die Polarität der Impulse veränderlicher Dauer von der Einschaltrichtung der Photodiode
ab. Zur Erzeugung von positiven Impulsen am Ausgang des Verstärkers 43, deren Dauer
der linearen Dichte des Bandes 4 proportional ist, wird die Photodiode so eingeschaltet,
daß ihre Kathode mit dem Ausgang des Verstärkers 43 und die Anode mit dem invertierenden
Eingang 44 verbunden sind.
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Eine Folge der am Ausgang des Impulsbreitenmodulators 19 erzeugten
Impulse wird in Fig. 8 a gezeigt.
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Während des Betriebs setzt der Motor 7 (Fig. 1) die Scheibe 14 in
Drehung, deren Bewegung auf diese Weise mit der Verstellung des Krempelbandes 4
im Streckgerät synchronisiert wird. Bei der Drehung der Scheibe 14 fällt der Lichtstrahl
von der Quelle 12 periodisch durch die Öffnungen in der Scheibe 14 auf das photoempfindliche
Element 15 des photoelektrischen Umformers 13.
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Wenn die Scheibe 14 Öffnungen 35 hat, die so angeordnet sind, wie
das in Fig. 2 gezeigt ist, erzeugt das photoempfindliche Element 15 (Fig. 1) beim
Durchlaufen des Lichts durch jedes Paar der Öffrsungen 35 ein Paar Impulse, die
über den Verstärker 16 dem Eingang des Triggers 17 zugeführt werden, wobei der erste
Impuls 3edes Paar-es den Trigger 17 in einen Zustand bringt, bei dem an seinem Ausgang
eine Spannung auftritt, während der zweite Impuls desselben Paares den Trigger 17
in die ursprüngliche Lage zurückbringt. Demzufolge wird am Ausgang des photoelektrischen
Umformers 13 ein Rechteckimpuls erzeugt, dessen, Dauer von der Drehgeschwindigkeit
der Scheibe 14 und vom Winkelabstand a zwischen den Öffnungen 35 (Fig. 2) abhängt.
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Wenn die Scheibe 14 den in Fig. 3 gezeigten Aufbau hat, wird.
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am Ausgang des Verstärkers 16 (Fig. 1) beim Durchlaufen des Lichtstrahls
von der Quelle 12 durch eine beliebige Öffnung 36 (Fig. 3) ein Rechteckimpuls erzeugt.
Die Impulsdauer am Ausgang des photoelektrischen Umformers 13 (Fig. 1) hängt in
diesem Fall von der-Drehgeschwindigkeit der Scheibe 14 und von der Winkelgröße p
der Öffnungen 36 (Fig. 3) ab.
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Wenn die Regeleinrichtung zwei Scheiben 14 und 37 (Fig. -4 u. 5) enthält,
hängt die Dauer der am Ausgang des photoelektrischen Umformers 13 (Fig. 1) bei der
Drehung der Scheiben 14 und 37 (Fig. 4) erzeugten Rechteckimpulse von der Drehgeschwindigkeit
der Scheiben 14 und 37 und von der Winkelgrößeb/des Uberdeckungsgebietes der Öffnungen
41 und 42 (Fig. 5) ab.
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Ein am Ausgang des photoelektrischen Umformers 13 (Fig. 1) erzeugter
Impuls ist in Fig. 8 b dargestellt.
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Der angegebene Impuls wird dem Eingang 22 (Fig. 1) der Schaltung 20
zur Abtrennung des ersten Impulses zugeführt, während an den anderen Eingang 21
dieser Schaltung die Impulsfolge des Impulsbreitenmodulators 19 gelangt. Am Ausgang
der Schaltung 20 erscheint der erste der vom Impulsbreitenmodulator 19 erzeugten
Impulse, wobei die Vorderflanke dieses Impulses an den Eingang 21 der Schaltung
20 gleich nach dem Eintreffen der Vorderflanke des Impulses vom Ausgang des photoelektrischen
Umformers 13 an den Eingang 22 gelangt. Die Taktzeit der durch den Impulsbreitenmodulator
19 erzeugten Impulse ist bedeutend geringer als die Dauer der am Ausgang des photoelektrischen
Umformers 13 erzeugten Impulse, so daß der Abschlußmoment des Impulses am Ausgang
der Schaltung 20 dem Moment des Eintreffens der Vorderflanke des Impulses vom photoelektrischen
Umformer'13 an ihrem Eingang 22 naheliegt. Der am Ausgang der Schaltung 20 erzeugte
Impuls ist in Fig. 8 c dargestellt.
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Der Impuls gelangt vom Ausgang der Schaltung 20 (Fig.-1) an einen
der Eingänge der UND-Schaltung -24, deren anderem Eingang eine vom Generator 23
erzeugte und in Fig. 8 d dargestellte 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 Schaltung 20
abgetrennt wurde, d.h. sie ändert sich in Übereinstimmung mit der Änderung der linearen
Dichte des Krempelbandes 4. Im Fall der Ausführung des Impulsbreitenmodulators 19
gemäß Fig. 6 und einer solchen Ausführung des photoempfindlichen Elements 3, daß
seine Leitfähigkeit von der Intensität der auf es einfallenden Strahlung linear
abhängt, ist die Anzahl der Impulse am Ausgang der UND-Schaltung 24 proportional
der linearen Dichte des Bandes 4.
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Vom Ausgang der UND-Schaltung 24 (Fig. 1) wird die Impulsfolge dem
Zähleingang 26 des Impulszählers 25 zugeleitet. Diese Impulsfolge ist in Fig. 8
e dargestellt.
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Der Zähler 25 (Fig. 1) erzeugt an seinen Stellenausgängen einen Binärcode,
der der Anzahl der seinem Eingang 26 zugeführten Impulse entspricht. Die Signale
von den Stellenausgängen
des Zählers 25 gelangen an die Eingänge
30 der D-Trigger 29; bis zum Abschluß des am Ausgang des photoelektrischen Umfor-.
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mers 13 erzeugten Impulses üben jedoch die Signale an den Ausgängen
des Zählers 25 vor dem Eintreffen des Steuersignals an ihren synchronisierenden
Eingängen 31 keinen Einfluß auf den Zustand der D-Trigger 29 aus. Im Moment des
Impulsabschlusses am Ausgang des photoelektrischen Umformers 13 entsteht am Ausgang
der NICHT-Schaltung 32 ein positives Signaldas die Erzeugung eines Impulses am Ausgang
der Differenzierschaltung 33 bewirkt, der den synchronisierenden Eingängen 31 der
D-Trigger 29 zugeführt wird, so daß der Binärcode von den Ste,llenausgängen des
Zählers 25 in die D-Trigger 29 eingespeichert wird und von deren Ausgängen dem Code-Analog-Umformer
34 zugeführt wird, der den angegebenen Binärcode in ein Analogsignal umformt, das
der Einrichtung 10 zur Steuerung des HilSsmotors 9 zugeleitet wird.
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Beim Eintreffen der Vorderflanke des am Ausgang des photoelektrischen
Umformers 13 erzeugten nächsten Impulses -aq der Differenzierschaltung 27 tritt
am Ausgang der Diiferenzierschaltung 27 ein Impuls.auf, der an den Löscheingang
28.des Zählers 25 gelangt und dadurch das Löschen des Zählers gewährleistet. Der
Zustand der D-Trigger 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
Geber 1 im Zeitpuntt, der unmittelbar nach dem Eintreffen der Vorderflanke des Impulses
vom Ausgang des photoelektrischen Umformers 13 an den Eingang 22 der Schaltung 20
zur Abtrennung des ersten Impulses folgt, durchlaufenden Abschnitts des Krempelbandes
4 entspricht. Das der Dicke des Bandes 4 im angegebenen Zeitpunkt entsprechende
Signal gelangt an die Steuereinrichtung 10 im Moment des Abschlusses des Impulses
am Ausgang des photoelektrischen Umformers 13. Bei Verwendung des in Fig. 6 gezeigten
Impulsbreitenmodulators 19 und des photoempfindlichen Elementes 3, dessen
leitfähigkeit
von der Intensität der es einfallenden Strahlung linear abhängt, wird das Signal
am Eingang der Steuereinrichtung 10 proportional der linearen Dichte des Bandes
4.
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Die Steuereinrichtung 10 (Fig. 1) ändert mit Hilfe des Differentialgetriebes
11 die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswalzen 6 des Streckgerktes in tibereinstimmung
mit der Abweichung des Signals am Ausgang des Umformers 34 von dem Wert, der der
erforderlichen Größe der linearen Dichte des Bandes 4 entspricht.
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Das der angegebenen erforderlichen Größe entsprechende Bezugssignal
kann verschiedenen Punkten der Regeleinrichtung zugeführt werden, z.B. in den Geber
1 für die lineare Dichte, die Einrichtung 18 zur Erzeugung der Impulsfolgen, den
Impulszähler 25 oder in die Einrichtung 8 zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit
der Ausgangswalzen 6.
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Somit wird beim Betrieb der Regeleinrichtung das Anderungsmoment der
Geschwindigkeit der Ausgangswalzen 6 des Streckgeräts gegenüber dem Moment der Messung
der linearen Dichte des Bands 4 um eine Zeit verzögert, die von der Dauer des am
Ausgang des photoelektrischen Umformers 13 erzeugten Impulses abhängt. Die Dauer
des angegebenen Impulses muß so groß sein, daß eine Anderung der Geschwindigkeit
der Ausgangswalzen 6 mit einer Verzögerung gewährleistet wird, die der Bewegungszeit
des Bands 4 vom Geber 1 bis zur zwischen den Walzen 5 und 6 liegenden Streckzone
gleich ist. 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 Regeleinrichtung, hauptsächlich
durch die Steuereinrichtung 8, hervorgerufen wird.
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Wie oben angegeben, hängt die Impulsdauer am Ausgang des photoelektrischen
Umformers 13 von der Drehgeschwindigkeit der Scheibe 14 sowie vom Winkelabstand
a zwischen den Öffnungen 35 ab, wenn die Scheibe 14 entsprechend Fig. 2 ausgeführt
ist, von-den Winkelgrößen p der Öffnungen 36 bei der Ausführung der Scheibe
1,4
entsprechend Fig. 3 und von den Winkelgrößen d der ÜTberdeckungen zwischen den Öffnungen
41 und 42 bei der Verwendung von zwei Scheiben 14 und 7, die entsprechend der Fig.
5 geführt und gemäß Fig. 4 angeordnet sind.
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Die Winkelwerte & , & oder g müssen durch Berechnung oder
experimentell, z.'B. durch Aufnahme von Oszillogrammen der änderung der linearen
Dichte des Krempelbands am Ausgang des Streckgeräts bei verschiedenen Winkelwerten
und Festlegung des Winkelwertes, der eine minimale Ungleichmäßigkeit des Bandes
gewährleistet, bestimmt werden. Die Verwendung von zwei Scheiben 14 und 37 (Fig.
4 und 5) im Regelsystem ermöglicht eine Vereinfachung der richtigen Wahl der Winkelgröße
durch Fixierung der Scheiben 14 und 37 mit Hilfe der Muttern 39 und 40 (Fig. 4)
in Stellungen, bei denen die Winkelgröße &(Fig. 5) verschiedene Werte hat und
durch das Auffinden der gegenseitigen Lage der Scheiben, die eine minimale Ungleichmäßigkeit
des Bandes gewährleistet.
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Wenn die Einrichtung 18 zur Erzeugung von Impulsfolgen den Puisfrequenzmodulator'49
enthält (Fig. 7), so wird am Ausgang des Pulsfrequenzmodulators 49 eine Folge von
Impulsen erzeugt, deren Frequenz sich in Abhängigkeit von der Änderung der linearen
Dichte des Bandes ändert. Das Signal am Ausgang des Pulsfrequenzmodulators 49 ist
in Fig. 9 a gezeigt. Das in Fig. 9 b gezeigte Signal vom Ausgang des photoelektrischen
Umformers 13, (Fig. 1) wird dem Eingang des Univibrators 50 (Fig. 7) zugeleitet,
wobei es durch seine Vorderflanke am Ausgang des Univibrators 50 die Erzeugung eines
Rechteckimpulses mit vorgegebener Dauer anregt, wie das in Fig. 9 c gezeigt ist.
Die Parameter des Univibrators 50 werden so gewählt, daß die Dauer des an seinem
Ausgang erzeugten Impulses gering im Vergleich mit der Dauer des Impulses, der vom
Ausgang des photoelektrischen Umformers 13 einläuft, und groß im Vergleich mit 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 am Ausgang der Letzteren 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 Bands 4. Die Impulsfolge vom Ausgang der UND-Schaltung 51 wird dem Eingang
26 des Impulszählers 25 zugeleitet. Diese Impulsfolge ist in Fig. 9 gezeigt.
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Ansonsten unterscheidet sich der Betrieb der einen Pulsfrequenzmodulator
49 (Fig. 7) enthaltenden Regeleinrichtung keineswegs vom Betrieb der in Fig. 1 dargestellten
Regeleinrichtung.
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Somit gewährleistet die erfindungsgemäße'Regeleinrichtung eine Verzögerung
des Eintreffens des Signals am Ausgang des Zählers 25 an der Steuereinrichtung 8
in Bezug auf'den Moment der Messung der linearen Dichte des Krempelbandes 4 um eine
Zeit, die der Bewegungszeit des Bandes 4 vom Geber 1 bis zur Streckzone gleich ist.
Dabei wird bei einer Änderung der Geschwindigkeit des Krempelbandes 4 automatisch
in gleichem Maß eine Änderung der Impulsdauer am Ausgang des photoelektrischen Umformers
13 gewährleistet, so daß das Intervall zwischen den Momenten der Messung der linearen
Dichte des Krempelbandes 4 und der Zuführung eines entsprechenden Signals an die
Steuereinrichtung 8 stets der Bewegungszeit des Krempelbandes 4 vom Geber 1 für
die lineare Dichte bis zur Streckzone ungefähr gleich ist und von der Drehzahl des
Antriebsmotors der Textilmaschine praktisch nicht abhängt.
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Obwohl die Erfindung oben für die Fälle beschrieben wurde, daß die
Scheiben 14 und 37 Konfigurationen aufweisen, die in den Fig. 2 bis 5 gezeigt sind,
können auch andere Scheiben verwendet werden, die durchsichtige und undurchsichtige
Flächenabschnitte haben, welche sich am Umfang der Scheiben so abwechseln, daß die
Winkelgrößen und die Lage der durchsichtigen Abschnitte die Erzeugung der Impulse
am Ausgang des photoelektrischen Umformers 13 (Fig. 1) in den erforderlichen Zeitintervallen,
wie oben beschrieben, gewährleisten.
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Die durchsichtigen Abschnitte der Scheiben können z.B. in Form von
radialen Ausschnitten ausgeführt sein. Es ist auch eine solche Ausführung der Regeleinrichtung
möglich, bei der das
Zeitintervall zwischen dem Eintreffen der
Impulse am Zähler eingang 26 des Zählers 25 und dem Eintreffen der Steuerimpulse
an den'D-Triggern 29 durch die Winkelgrößen der undurchsichtigen Flächenabschnitte
der Scheiben 14 und 37 (Fig. 2 bis 5) bestimmt wird.