Elektronischer Fadenwächter für Stickmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Fadenwächter für Stickmaschinen mit einem im Stickrhythmus betätigten, Signalstromkreis öffnenden bzw. schliessenden Schalter und mit bei jeder Lockerung der Fadenspannung schliessenden Fühlerkontakten in einem Steuerstromkreis.
Bei Anlagen dieser Art wird der zu verarbeitende Faden periodisch gelockert und gespannt, aus welchem Grunde die von den Fäden unmittelbar betätigten Fühlerkontakte nur während einer sehr kurzen Zeitspanne betätigt sind. Es ist bereits ein elektronischer Fadenwächter bekannt, bei welchem in den Signalstromkreisen mit Anzeigelampen und einem akustischen Signalgeber je eine Glimmtriode liegt, deren Starterelektrode über einen oder mehrere parallel liegende Fühlerkontakte an einer für das Zünden der Glimmtriode ausreichenden positiven Spannung liegt, wobei zwischen den Klemmen der Spannungsquelle und parallel zu den Signalstromkreisen ein Relais vorgesehen ist, nach dessen Ansprechen infolge Schliessens des im Stickrhythmus betätigten Schalters, die Spannung am Fühlkontakt unter die Zündspannung der Glimmtrode absinkt,
so dass eine eventuelle Zündung der Glimmtriode nur während der Ansprechverzögerung des Relais möglich ist. Die Glimmtrioden dienen nicht nur als Schaltelement sondern auch als Anzeigeelement. Glimmtrioden sind an sich empfindliche Schaltglieder.
Fällt eine Glimmtriode bei einer Schaltung dieser Art aus, so wird weder ein optisches noch ein akustisches Signal gegeben, so dass bei mangelnder Aufmerksamkeit durch das Bedienungspersonal eventuelle Fadenbrüche nicht wahrgenommen werden, so dass es zur Fertigung von mangelhafter Ware kommt. Dar über hinaus sind für Glimmtrioden relativ hohe Versorgungsspannungen erforderlich, was für die Sicherheit des Bedienungspersonals nicht zweckmässig ist. Das von der Glimmtriode abgegebene Licht (optische Anzeige) ist relativ schwach, so dass bei entsprechendem Lichteinfall auf das Anzeigetableau das Aufleuchten der Glimmtriode im Fehlerfall nicht gleich bemerkt werden kann.
An sich wäre es technisch durchaus möglich, Glimmtrioden mit hellen Anzeigelampen, also mit Glühlampen zu bestücken bzw. in den Schaltkreis einzubeziehen, doch ist dies nur dann möglich, wenn Schaltrelais dazu berücksichtigt und verwendet werden. Die Verwendung solcher Schaltrelais ist aber viel zu teuer, muss doch bedacht werden, dass bei Fadenwächteranlagen für Stickmaschinen immerhin bei grösseren Anlagen pro Maschine 1200-1500 Fäden zu überwachen sind, wenngleich selbstverständlich nicht für jeden Faden eine optische Anzeige vorgesehen ist, sondern mehrere Fadengruppen auf eine Anzeigelampe zusammen gefasst werden. Dennoch ist der Aufwand recht erheblich. Alle diese Nachteile belasten Fadenwächteranlagen der bekannten Art erheblich.
Der Gegenstand der Erfindung stellt eine Weiterentwicklung des bekannten Fadenwächters dar und hat sich zum Ziel gesetzt, den Fadenwächter einfacher und betriebssicherer zu gestalten.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass in den Signalstromkreisen Signalgeber und parallel dazu geschaltete Widerstände in Serie mit einem Tyristor geschaltet sind und an der Torelektrode des Tyristors einerseits über eine Diode der Ausgang eines Impulsgenerators und andererseits die Betriebsspannung des die Fühlerkontakte aufweisenden Steuerstromkreises liegt. Auf Grund dieser Halbleiterbestückung wird die Eigenart des Tyristors ausgenützt, der sich nur durch einen steilflankigen Impuls durchschalten (zünden) lässt, nicht jedoch durch einen allmählichen Spannungsanstieg.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und dessen Wirkungsweise näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 das Schaltschema einer solchen Fadenwächteranlage und Fig. 2 ein Diagramm, das die zeitliche Veränderung der Fadenspannung und die einzelnen Schaltpunkte darstellt.
An einer positiven Versorgungsspannung von ca. + 12 Volt liegen für jeden Signalstromkreis je eine Anzeigelampe 1 und ein Tyristor 2 in Serie, wobei parallel zur Anzeigelampe 1 ein Widerstand 3 geschaltet ist. Das Tor 4 des Tyristors 2 ist einmal über ein R-C-Glied 7 und einmal über eine Diode 6 an den Ausgang eines Impulsgenerators 5 angeschlossen. Der Eingang des Impulsgenerators 5 liegt an der Versorgungsspannung von + 12 V. Am Tor des Tyristors ist ferner über die Widerstände R, und R3 eine hohe positive Gleichspannung von ca. +200 V gelegt, wobei Rl hochohmig, beispielsweise 1 M Ohm und R2 relativ dazu niederohmig, beispielsweise mit 10 k Ohm ausgelegt ist.
Zwischen diesen beiden Widerständen R, und R2 ist eine Ableitung 9 gegen Masse vorgesehen, in der ein oder mehrere parallel zueinander liegende Fühlerkontakte 10 liegen, die durch die sich ändernde Fadenspannung während des Laufes der Stickmaschine geschlossen bzw. geöffnet werden.
Mechanisch von der Stickmaschine gesteuert ist in der Zuleitung 8 für die positive Versorgungsspannung von 12 V der Schalter S eingefügt, der von der Maschine kurz vor Erreichen der höchsten Fadenspannung im Punkt A geschlossen und vor dem nächsten Fadenzug (Punkt C) wieder geöffnet wird. Diese Schaltzeitpunkte sind regelbar und können auf die günstigsten Zeiten eingestellt werden. Die Fühlerkontakte 10 werden durch die Fadenspannung direkt gesteuert und zwar sind diese Schalter bei lockerem Faden geschlossen und bei festgespanntem Faden geöffnet. In der praktischen Ausführung liegen in der Regel mehrere solche Fühlerkontakte 10, beispielsweise 15 Stück, nebeneinander vor, die alle zueinander parallel geschaltet sind.
Die Einrichtung arbeitet nun wie folgt, wobei vorerst vorausgesetzt ist, dass alle Fäden in Ordnung sind und kein Faden gebrochen ist. Der Schalter 8 wird von der laufenden Maschine mechanisch betätigt und ist während der periodisch sich wiederholenden Zeitspanne T geschlossen, so dass während dieser Zeit die Versorgungsschiene 8 unter Spannung steht. Dadurch wird der Impulsgenerator 5 erregt und sendet einen Impuls aus, der auf Grund der Dimensionierung dieses Impulsgenerators 5 eine steile Flanke besitzt und eine Dauer von ca. 4 millesec. aufweist.
Da, wie erwähnt, alle Fäden in Ordnung sind, sind im Augenblick der höchsten Fadenspannung die Fühlerkontakte 10 geöffnet, so dass an der Kathode der Diode 6 die volle Vorspannung von ca. 200 V über die Widerstände R, und R2 liegt, wodurch die Diode 6 gesperrt ist, so dass der vom Impulsgenerator ausgesandte Impuls von 4 millesec. nicht zum Tor des Tyristors 2 gelangen kann. Der Tyristor verbleibt daher ungezündet, lässt keinen Strom durch und die Anzeigelampe 1 bleibt dunkel.
Wird hingegen angenommen, dass zumindest ein Faden gerissen ist, so ist während des Augenblicks der höchsten Fadenspannung mindestens einer der Fühlerkontakte 10 geschlossen. Auf Grund des geschlossenen Fühlerkontaktes 10 wird die Vorspannung von ca. 200 V über den Widerstand Rl gegen Masse belastet, so dass die Spannung am Anschlusspunkt 13 bzw. an der Kathode der Diode 6 praktisch auf Null zusammenfällt, wodurch wiederum die Diode 6 zum Durchfluss des Impulses freigegeben wird. Der nun zum Tor des Tyristors durchkommende Impuls zündet den Tyristor und die Lampe 1 leuchtet auf und zwar so lange, als der Schalter S geschlossen ist. In den Signalstromkreis können selbstverständlich direkt oder indirekt akustische Signalgeber eingeschaltet sein, so dass ausser einem optischen auch ein akustisches Signal gegeben wird.
Damit dieses akustische Signal bei einem Lampendefekt nicht ausfällt, ist im Nebenschluss zur Anzeigelampe jeweils ein Widerstand 3 vorgesehen.
Da die Zündung des Tyristors nur während der kurzen Zeitspanne der höchsten Fadenspannung eintreten darf, ist der Impulsgenerator 5 so ausgelegt, dass er während der Schliesszeit T des Schalters S einen Impuls aussendet von der Zeitdauert, die etwa 4 millesec. beträgt, und dadurch jene Zeitspanne erfasst, während der die höchste Fadenspannung herrscht. Wird also der von der Stickmaschine gesteuerte Schalter S geschlossen, so wird der Impulsgenerator 5 erregt und sendet einen Impuls von 4 millesec. Dauer aus, der nur dann zur Zündung des Tyristors über dessen Tor führen kann, wenn die Vorspannung von ca. + 200 V am Tor zusammengebrochen ist, was dann der Fall ist, wenn zum Zeitpunkt der höchsten Fadenspannung einer oder mehrere der Fühlerkontakte 10 geschlossen ist bzw. sind, was bei Fadenbruch der Fall ist.
Da in der praktischen Ausführung der Steuerstromkreis aus 2 parallel verlaufenden Metallschienen gebildet ist, auf welchen die Kontaktelemente 10 aufliegen, die durch die sich periodisch ändernde Fadenspannung gehoben und gesenkt werden, ist die Verwendung einer relativ hohen Spannung (+ 200 V) sehr vorteilhaft. Es lässt sich nämlich im praktischen Betrieb nicht vermeiden, dass sich auf diesen spannungsführenden Schienen Öl und Staubteilchen absetzen, die unter Umständen die Kontakt galte in Frage stellen können. Dank der gewählten relativ hohen Spannung sind solche Ablagerungen aber nicht von Bedeutung, da sie von der hohen Spannung durchschlagen werden. Da ferner diese hohe Spannung hochohmig belastet ist, ist sie ungefährlich, so dass den Sicherheitsvorschriften Genüge geleistet ist.
Der Widerstand R3 hat dabei nur die Aufgabe, einen Kurzschluss des Impulses zu vermeiden, falls einer der Fühlerkontakte 10 geschlossen ist. Der Kondensator im R-C-Glied 7 trennt die Gleichspannung vom Tor des Tyristors. Die angegebenen elektrischen Werte und Zeitangaben sind selbstverständlich nur als Beispiele aufzufassen und sie können im Rahmen der Erfindung geändert werden.
Electronic thread monitor for embroidery machines
The invention relates to an electronic thread monitor for embroidery machines with a switch that is operated in the embroidery rhythm, opens or closes a signal circuit and with sensor contacts in a control circuit that close each time the thread tension is loosened.
In systems of this type, the thread to be processed is periodically loosened and tensioned, for which reason the sensor contacts directly actuated by the threads are only actuated for a very short period of time. An electronic thread monitor is already known in which there is a glow triode in each of the signal circuits with indicator lamps and an acoustic signal generator, the starter electrode of which is connected to a positive voltage sufficient to ignite the glow triode via one or more parallel sensor contacts, with the A voltage source and a relay is provided in parallel to the signal circuits, after which the voltage at the sensor contact drops below the ignition voltage of the glow electrode after the switch, which is operated in the stick rhythm, is activated.
so that a possible ignition of the glow triode is only possible during the response delay of the relay. The glow triodes not only serve as a switching element but also as a display element. Glow triodes are sensitive switching elements.
If a glow triode fails in a circuit of this type, neither an optical nor an acoustic signal is given, so that if the operating staff does not pay enough attention, any thread breaks are not noticed, so that defective goods are manufactured. In addition, relatively high supply voltages are required for glow triodes, which is not expedient for the safety of the operating personnel. The light emitted by the glow triode (optical display) is relatively weak, so that if there is a corresponding incidence of light on the display panel, the glow of the glow triode cannot be noticed immediately in the event of a fault.
Technically it would be technically possible to equip glow triodes with bright indicator lamps, that is to say with incandescent lamps, or to include them in the circuit, but this is only possible if switching relays are taken into account and used for this purpose. The use of such switching relays is far too expensive, however, as it must be taken into account that in the case of thread monitor systems for embroidery machines, 1200-1500 threads have to be monitored per machine in larger systems, although of course there is no optical display for each thread, but rather several thread groups an indicator light can be summarized. Nevertheless, the effort is quite considerable. All these disadvantages place a considerable burden on thread monitoring systems of the known type.
The subject of the invention represents a further development of the known thread monitor and has set itself the goal of making the thread monitor simpler and more reliable.
According to the invention, this is achieved in that signal transmitters and resistors connected in parallel are connected in series with a thyristor in the signal circuits and the output of a pulse generator is connected to the gate electrode of the thyristor via a diode on the one hand and the operating voltage of the control circuit having the sensor contacts on the other. Due to this semiconductor assembly, the peculiarity of the thyristor is used, which can only be switched through (ignited) by a steep-edged pulse, but not by a gradual increase in voltage.
An exemplary embodiment of the invention and its mode of operation will be described in more detail with reference to the drawing. The figures show: FIG. 1 the circuit diagram of such a thread monitor system and FIG. 2 a diagram which shows the change in the thread tension over time and the individual switching points.
An indicator lamp 1 and a thyristor 2 are connected in series to a positive supply voltage of approximately +12 volts for each signal circuit, a resistor 3 being connected in parallel with indicator lamp 1. The gate 4 of the thyristor 2 is connected to the output of a pulse generator 5 once via an R-C element 7 and once via a diode 6. The input of the pulse generator 5 is connected to the supply voltage of + 12 V. At the gate of the thyristor, a high positive DC voltage of approx. +200 V is also applied via the resistors R and R3, where Rl is high-resistance, for example 1 M ohm and R2 is relative is designed to be low resistance, for example with 10 k ohms.
Between these two resistors R 1 and R 2 there is a lead 9 to ground, in which one or more parallel sensor contacts 10 are located, which are closed or opened by the changing thread tension while the embroidery machine is running.
Mechanically controlled by the embroidery machine, switch S is inserted in feed line 8 for the positive supply voltage of 12 V, which the machine closes shortly before the highest thread tension is reached at point A and opens again before the next thread pull (point C). These switching times are adjustable and can be set to the most favorable times. The sensor contacts 10 are controlled directly by the thread tension and that these switches are closed when the thread is loose and open when the thread is tight. In the practical embodiment, there are usually several such sensor contacts 10, for example 15 pieces, next to one another, which are all connected in parallel to one another.
The device now works as follows, assuming for the time being that all threads are in order and none of the threads is broken. The switch 8 is mechanically operated by the running machine and is closed during the periodically repeating time period T, so that during this time the supply rail 8 is live. As a result, the pulse generator 5 is excited and sends out a pulse which, due to the dimensions of this pulse generator 5, has a steep edge and a duration of approx. 4 milleseconds. having.
Since, as mentioned, all threads are in order, the sensor contacts 10 are open at the moment of the highest thread tension, so that the full bias voltage of approx. 200 V is applied to the cathode of the diode 6 via the resistors R, and R2, whereby the diode 6 is blocked, so that the pulse of 4 millesec. Sent by the pulse generator. cannot get to the gate of thyristor 2. The thyristor therefore remains unignited, does not let any current through and the indicator lamp 1 remains dark.
If, on the other hand, it is assumed that at least one thread has broken, then at least one of the sensor contacts 10 is closed during the instant of the highest thread tension. Due to the closed sensor contact 10, the bias voltage of approx. 200 V is loaded to ground via the resistor Rl, so that the voltage at the connection point 13 or at the cathode of the diode 6 practically falls to zero, which in turn causes the diode 6 to flow through the Impulse is released. The pulse now coming through to the gate of the thyristor ignites the thyristor and the lamp 1 lights up as long as the switch S is closed. Acoustic signal generators can of course be switched directly or indirectly into the signal circuit, so that an acoustic signal is also given in addition to an optical signal.
So that this acoustic signal does not fail in the event of a lamp defect, a resistor 3 is provided in each case in the shunt to the indicator lamp.
Since the firing of the thyristor may only occur during the short period of the highest thread tension, the pulse generator 5 is designed so that it emits a pulse during the closing time T of the switch S of the duration of about 4 milleseconds. and thereby records the period of time during which the highest thread tension prevails. If the switch S controlled by the embroidery machine is closed, the pulse generator 5 is excited and sends a pulse of 4 milleseconds. Duration, which can only lead to the ignition of the thyristor via its gate, if the bias voltage of approx. + 200 V has collapsed at the gate, which is the case when one or more of the sensor contacts 10 is closed at the time of the highest thread tension or are what is the case with thread breakage.
Since the control circuit is made up of 2 parallel metal rails on which the contact elements 10 rest, which are raised and lowered by the periodically changing thread tension, the use of a relatively high voltage (+ 200 V) is very advantageous. In practical operation, it cannot be avoided that oil and dust particles settle on these live rails, which under certain circumstances could call the contact into question. Thanks to the relatively high voltage selected, however, such deposits are of no importance, as the high voltage breaks them down. Furthermore, since this high voltage has a high resistance, it is harmless, so that the safety regulations are met.
The only task of the resistor R3 is to avoid a short circuit of the pulse if one of the sensor contacts 10 is closed. The capacitor in the R-C element 7 separates the direct voltage from the gate of the thyristor. The specified electrical values and times are of course only to be understood as examples and they can be changed within the scope of the invention.