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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Schußfadenspeichervorrichtung für Webmaschinen, insbesondere eine
Schußfadenspeichervorrichtung mit einer Steuereinheit
zum Steuern des Betriebs eines Motors zum Antreiben der
mechanischen Elemente der Schußfadenspeichervorrichtung
derart, daß eine freie Drehung und eine Rückdrehung der
Ausgangswelle des Motors bei dessen Drehung verhindert
wird.
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Die Schußfadenspeichervorrichtung hat eine rotierende
Garnführung, die sich dreht, um einen Schußfaden aus
einer Garnmenge um eine Länge herauszuziehen, die für
einen Aufnahmezyklus erforderlich ist und um den
Schußfaden um eine ortsfeste Meß- und Speichertrommel in
aufeinanderfolgenden Schlaufen aufzuwickeln. Der derart
abgemessene und auf die Meß- und Speichertrommel
aufgewickelte Schußfaden wird mittels eines Haltestifts auf
der Meß- und Haltertrommel gehalten, der rückgezogen
wird, um den Schußfaden in zeitlicher Beziehung mit der
Aufnahmebewegung der Webmaschine aufzunehmen. Wenn der
Haltestift zur Freigabe des Schußfadens von der Meß-
und Haltertrommel zurückgezogen wird, stößt eine
Aufnahmedüse ein unter Druck stehendes Aufnahmefluid in
das Fach eines Schußfadens, um die abgemessene Länge
des Schußfadens aufzunehmen.
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Die rotierende Schußfadenführung wird von einem Motor
in Drehung gebracht, der mit einer hohen
Antwortgeschwindigkeit gestartet und gestoppt wird, um die
erforderliche Länge des Webfadens auf die Meß- und
Speichertrommel in sehr kurzer Zeit aufzuwickeln. Entsprechend
wird ein Induktionsmotor als Motor zum Antreiben der
rotierenden Garnführung verwendet. Die
Betriebsgeschwindigkeit
des Motors wird durch eine
Spannungs/Frequenz-Wandlung (im folgenden als "S/F" bezeichnet)
gesteuert. Der Motor wird aus den folgenden Gründen
durch ein dynamisches Gleichspannungsbremssystem
entschleunigt. Ein dynamisches DC-Bremssystem, also ein
elektrisches Bremssystem, zeigt wenig mechanische
Abnutzung, ist in der Lage, ein großes Drehmoment in
einem Bereich mit geringer Drehgeschwindigkeit gegenüber
anderen elektrischen Bremssystemen zu erzeugen, weist
weniger Komponenten als andere elektrische Bremssysteme
ohne Erfordernissen von Leitern und Kapazitäten auf und
Gleichspannung ist an dem Webstuhl verfügbar, da der
Webstuhl mit einem Inverter zum Steuern der
Betriebsgeschwindigkeit des Motors versehen ist.
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Wenn eine dynamische Gleichspannungsbremse angebracht
wird, um einen Induktionsmotor zu stoppen, der durch
eine S/F-Wandlung gesteuert wird, ist es möglich, daß
der Rotor des Induktionsmotors in Abhängigkeit von
seiner Stopphase durch ein rückwärtiges Drehmoment zu
einem Prellverhalten veranlaßt wird, das durch eine
Interaktion zwischen dem magnetischen Bremsfeld und dem
permanenten magnetischen Fluß des Rotors erzeugt wird.
Wenn der Rotor des Motors zum Antreiben der rotierenden
Garnführung prellt, schlackert ein Abschnitt des
Schußfadens, der sich von der rotierenden Garnführung zu dem
Umfang der Meß- und Speichertrommel erstreckt, wodurch
die Wickelspannung des Schußfadens in einem
Anfangsstadium des nachfolgenden Meß-und Speicherzyklus des
Schußfadens reduziert wird. Infolgedessen ist es
möglich, daß nachfolgende Schlaufen des Schußfadens über
die vorangehenden Schlaufen des Schußfadens in dem
nachfolgenden Meß- und Speicherzyklus des Schußfadens
unter Bildung von überlappenden Windungen gewickelt
werden, was das Abwickeln des Schußfadens von der Meß-
und Speichertrommel und den Aufnahmevorgang negativ
beeinflußt.
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Wenn der Motor zum Antreiben der rotierenden
Garnführung während einer hohen Beschleunigung plötzlich
gestoppt wird, wird der Rotor des Motors weiter, in
manchen Fällen mehrere Umdrehungen, freilaufen aufgrund
des Ausschaltens und den Schußfaden auf die Meß- und
Speichertrommel über eine zusätzliche Länge aufwickeln.
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Eine Schußfadenspeichervorrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 ist aus der US-UA-4368854 bekannt.
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Entsprechend ist es eine Hauptaufgabe der folgenden
Erfindung, eine Schußfadenspeichervorrichtung zu
schaffen, die mit einer Steuereinheit versehen ist, die
einen Motor zum Antreiben einer rotierenden Garnführung
daran hindert, bei dem Stoppen des Motors zu prellen
und frei zu laufen.
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Nach der Erfindung wird das
Ausgangsfrequenzsteuermuster zum Steuern der Ausgangsfrequenz eines
Frequenzmustergenerators zum Steuern des Motors zum Antreiben
der rotierenden Garnführung zugeführte Antriebsstrom so
gesetzt, daß die Ausgangsfrequenz des
Frequenzmustergenerators graduell verringert wird auf einen ausreichend
geringen Pegel zur Entschleunigung des Motors, um die
Ausgangsfrequenz auf einen ausreichend geringen Wert
für ein festes Kriechen zu halten und zum Abschalten
des Ausgangs des Frequenzmustergenerators. Sodann wird
der Motor sanft abgebremst ohne Verursachung eines
Prellens des Motors oder dessen Freilaufens, so daß
überlappende Windungen nie auf der Meß- und
Speichertrommel ausgebildet werden.
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Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer
Schußfadenspeichervorrichtung, die die
vorliegende Erfindung beinhaltet,
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Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das den
Schaltungsaufbau der Steuereinheit zeigt, nach einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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Fig. 3 ist ein Graph, der ein Frequenzsteuermuster
und eine entsprechende Variation der
Rotationsgeschwindigkeit eines Motors zum Antreiben
der rotierenden Garnführung der
Schußfadenspeichervorrichtung über die Zeit zeigt, und
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Fig. 4 ist ein Graph, der die Variation der
Spannung mit der Frequenz zeigt.
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Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Eine
Schußfadenspeichervorrichtung 1 weist mechanische Elemente wie eine
rotierende Garnführung 2, eine ortsfeste Meß- und
Speichertrommel 3, einen Haltestift 4, einen Motor 5 zum
Drehen der rotierenden Garnführung 2 und einen
Solenoidaktuator zum Betreiben des Haltestifts 4 auf.
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Der Motor 5 versetzt die rotierende Garnführung 2 in
Drehung, um einen Schußfaden aus einer Garnmenge 2
herauszuziehen und den Schußfaden 7 um die Meß- und
Speichertrommel 3 in aufeinanderfolgenden Schlaufen
aufzuwickeln. Der Solenoidaktuator 8 betreibt den Haltestift
4, um den Umfang der Meß- und Speichertrommel zu
ergreifen, um die Schlaufen des Schußfadens 7 auf der
Meß- und Speichertrommel 3 zu halten. Bei dem Aufnehmen
des um die Meß- und Speichertrommel 3 gewickelten
Schußfadens 7 durch eine - nicht gezeigte -
Aufnahmedüse zieht der Solenoidaktuator 8 den Haltestift 4 von
dem Umfang der Meß- und Speichertrommel zur Freigabe
des Schußfadens 7 zurück. Der Motor 5 ist ein
Induktionsmotor, der der S/F offenen Regelkreissteuerung der
Steuereinheit 10 nach der vorliegenden Erfindung
unterworfen ist.
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Es wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Die Steuereinheit 10
weist einen Inverter 9 auf, der einen
Frequenzmustergenerator 11 aufweist, der ein Steuerfrequenzsignal einer
Frequenz in Antwort auf ein Startsignal erzeugt, das
diesen von einem nicht gezeigten Hauptcontroller
zugeführt wird. Ein Spannungsmustergenerator 12 erzeugt ein
dem Steuerfrequenzsignal entsprechendes
Steuerspannungssignal, eine Impulsbreitenmodulationseinheit (im
Folgenden als "IBM-Einheit" bezeichnet) 13 erzeugt ein
impulsbreiten-moduliertes Signal entsprechend dem
Steuerfrequenzsignal und dem Steuerspannungssignal. Ein
Treiber 14 steuert dem Antriebsstrom zum Antreiben des
Motors 5 entsprechend einem von der IBM-Einheit 13
erzeugten Steuersignals.
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Bei Aufnahme des Startsignals erzeugt der
Frequenzmustergenerator 11 ein Steuerfrequenzsignal eines
Steuermusters, das in Fig. 3 gezeigt ist auf der Grundlage
von Daten, die durch eine
Beschleunigungszeitbestimmungseinheit 15 und einer
Entschleunigungszeitbestimmungseinheit 16 gesetzt worden sind. Die Dauer der
Maximalfrequenz in dem Steuerfrequenzmuster entspricht
einer Periode, in der der Motor mit einer festen
Drehgeschwindigkeit rotiert und ist proportional zu der
Höhe des Startsignals. Das Steuerfrequenzsignal besteht
aus einer Beschleunigungsperiode, einer Periode mit
konstanter Geschwindigkeit und einer
Entschleunigungsperiode und einen Kriechen, währenddessen die Frequenz
nach der Entschleunigung auf einem geringen Pegel
gehalten wird. Der Ausgang des Frequenzmustergenerators
11 wird an dem Ende der Kriechperiode abgeschnitten.
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Natürlich muß das Frequenzsteuermuster nicht durch eine
polygonale Linie mit Knickpunkten definiert sein, sie
kann auch durch eine gekettete Kurve gegeben sein, wie
sie in gestrichelten Linien in Fig. 3 dargestellt ist.
Das Steuerfrequenzsignal wird auf die IBM-Einheit 13
und den Spannungsmustergenerator 12 aufgegeben. Bei
Empfang des Steuerfrequenzsignals erzeugt der
Spannungsmustergenerator 12 ein Steuerspannungssignal auf
der Grundlage eines Steuerspannungsmusters, das in Fig.
4 gezeigt ist, um den Motor 5 in einer Charakteristik
mit einem festen Drehmoment zu steuern und gibt das
Steuerspannungssignal an die IBM-Einheit 13. Sodann
erzeugt die IBM-Einheit 13 ein Impulssignal entsprechend
dem Steuerfrequenzsignal und dem Steuerspannungssignal
und liefert das Impulsbreitenmodulationssignal zu dem
Treiber 14. Der Treiber 14 legt eine Gleichspannung,
die von einer Gleichspannungsquelle 17 erzeugt ist,
entsprechend dem Pulssignal intermittierend an den
Motor 5 an. Infolgedessen dreht der Motor 5 die
rotierende Garnführung 2 entsprechend dem Steuerfrequenzmuster.
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Geeignete Motorstoppcharakteristika wurden durch
Experimente ermittelt, wobei ein hoch ansprechender Motor
mit einer Beschleunigungscharakteristik von 0-3000
Umdrehungen/min auf 200 msec und eine
Entschleunigungscharakteristik von 3000 zu 0 Umdrehungen/min auf 200
msec als Motor 5 verwendet worden ist, der von einem
Controller 10 entsprechend eines Frequenzsteuermusters
mit einer Kriechfrequenz von 3 Hz und einem Kriechen
von 100 msec gesteuert wurde.
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Wenn das Aufbringen der genannten Antriebsspannung auf
den Motor 5 an dem Ende eines Kriechens in der
Größenordnung von 150 msec gestoppt wird, stoppt der Motor 5
natürlich ohne Bremsung nach einem freien Laufen um
eine Viertelumdrehung oder weniger nach Beendigung der
Spannungsaufbringung. Die freie Rotation von einer
Viertelumdrehung oder weniger ist jedoch
vernachlässigbar und schafft keine Probleme. Obwohl der Motor
während des Kriechens dreht, ist die Anzahl der Umdrehung
während des Kriechens etwa eine halbe Umdrehung, was
vernachlässigbar ist, wenn die Kriechfrequenz ein
Ausweichen geringer Frequenz ist, beispielsweise 3 Hz oder
weniger. Vorzugsweise ist das Kriechen in dem Bereich
von 100 bis 200 msec und die Kriechfrequenz dem Bereich
von 2 bis 4 Hz in diesem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung.
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Der Frequenzspannungsgenerator 11 und der
Spannungsmustergenerator 12 können analoge Funktionsgeneratoren
sein oder aber digitale Funktionsgenerator wie
Mikrocomputer.