DE1932574A1 - Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Elektromotors - Google Patents

Description

84/22/33 ^: ■ ^;4. Juni 1969

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. WOLPF, H. BARTELS

DR. BRANDES, DR.-ING. HELD Reg.-Nr. 121 984

7 STUHGART-N, LANGE STRASSE 51

Eastman Kodak Company, Rochester, Staat New York, Vereinigte 'Staaten von Amerika

Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Elektromotors. ■ ■

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Elektromotors, mit einem Tachometer, das eine Folge von Impulsen mit einer der augenblicklichen Drehzahl umgekehrt proportionalen Dauer erzeugt, und mit einer Steuerschaltung für den Motorstrom.

Es ist insbesondere an eine Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Elektromotors gedacht, der das Umspulen eines Bandes besorgt. Bei der Herstellung und Handhabung von Bändern, wie phötographischen Filmen und Papieren, sind das Abspulen und Rückspulen übliche Vorgänge. Um ein hohes Maß an Erzeugnisqualität zu erhalten, müssen" Bänder aus photographischem Material.in verschiedenen. Stadien ihrer Herstellung gleichmäßig umgespult werden^ und zwar "nicht nur so, daß sie während deir folgenden Hefstelluhgsschritte leicht und zweckentsprechend gehandhabt werden können,sondern auch so, daß durch Reibung zwischen den Windungen einer Spuls entstehende elektrostatische Ladungen nicht erzeugt werden, welche dem in der Herstellung befindlichen phötographischen Band schwer schaden können.

Ein typisches Anwendungsgebiet der Erfindung ist das Abspulen eines Filmstreifens von einor großen Spule und

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das direkte Auf spulen" -kürzerer Streifenabschnitte auf ent- "" ^; sprechend kleinere Spulen.- Um dies durchzuführeny■wirddasfreie Ende des Filmstreifens auf der größeren Spule an der * Nabe einer kleineren Spüle¹ befestigt, v/öräüf diese "kleinere' Spüle mit einer Drehzahl' rotiert wird, "die das gewünschte ' konstante Maß der Filmstreifengeschwindigkeit ergibt, wobei" '" die größere Spule durch/Bremswirkung :etwas "gehemmt/wird■', " · • damit der Filmstreifen von ihr nicht zu rasch abläuft. Da*-- ' nach werden v/eitere kleinere Spulen zum -Aufspulen vörbereitet. Beim Äufv/ickeln eines Filmstreifenäbschnittes auf eihe ^: " kleinere Spule ist es notwendig, die ,Drehzahl dieser Spule rasch bis auf einen gewissen Maximalwert zu erhöhen, dann die Drehzahl.mit zunehiriencler'Vergrößerung des Filmv/ickels ~ ' ^: auf der Spule allmählich zu verkleinern und schließlich, ^: v/enn auf die Spule der vorgesehene Filmstreifenabschnitt aufgewickelt ist, die Drehzahl der kleinen Spule plötzlich auf Null zu erniedrigen. Daraufhin kann der Filmstreifen durchgeschnitten und der garize Vorgang bei einer weiteren Spule wiederholt werden.

Um diesen Erfordernissen gerecht zu werden, war es bisher üblich, einen Taktgeber oder etwas ähnliches zu verwenden, der eine der gevmnschten Bandgeschv/indigkeit entsprechende digitale Bezugszählung vornimmt, dann eine der augenblicklichen Bandgeschwindigkeit entsprechende digitale Zählung vorzunehmen und schließlich'die Zählungen miteinander zu vergleichen, um eine Korrekturzahl zu ermitteln, die in " ein analoges Spannungssignäl zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors umgewandelt wird, der die in Rede stehende kleinere Spule rotiert. Die offensichtlichen Nachteile einer solchen'Vorrichtung bestehen darin, daß hilfsweise ein Taktgeber erforderlich ist, daß Zählungsvergleiche erst nach einer , verhältnismäßig langen Zeit zur Entnahme von Impulsproben durchgeführt werden und daß ein Digital/Anaiog-Umsetzer erforderlich ist.

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Der Erfindung liegt, die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Elektromotors, insbesondere eines Elektromotors als Antrieb einer Umspuleinrichtung, zu schaffen, die die genannten Nachteile bekannter Vorrichtungen nicht aufweist, insbesondere trotz Anwendung digitaler Hethoden keinen Digital/Analog-Umsetzer erfordert, und die Motordrehzahl und damit beispielsweise die Bandgeschwindigkeit so genau zu steuern gestattet, daß der Elektromotor und das Band rasch von der Drehzahl Hull bzw. der Geschwindigkeit UuIl auf eine vorgeschriebene Drehzahl bzw..Geschwindigkeit ohne Einpendeln beschleunigt oder rasch stillgesetzt werden können.

Diese Aufgabe ist ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerschaltung einen Impulsgeber, dessen Impulse eine der Solldrehzahl proportionale Dauer haben, einen Impulskomparator, der: je zwei einander zugeordnete Impulse des Impulsgebers und des Tachoneters hinsichtlich ihrer Dauer vergleicht und eine Folge von Signalen erzeugt, deren Größe der festgestellten Differenz der Impulsdauern proportional ist, sowie ein Integrierglicd' aufweist,- das die Signale integriert und den llotorstrom einstellt.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ergibt sich eine vereinfachte Vorrichtung, die trotz Anwendung digitaler lle-thoden selbsttätig eine analoge Steuer spannung erzeugt, ohne daß deshalb ein Digital/Analog-Umsetzer erforderlich wäre. Die erfinckmgsgenäße Vorrichtung arbeitet zum Zwecke der Regelung der Drehzahl des Elektromotors oder der Geschwindigkeit des von ihm bewegten Bandes mit einem Impulsvergleich. Das Integrierglicd weist bei einer bevorzugten 7\usführun<Ts£orm der-"orfindungs?emäßen Vorrichtung einen Kondensator auf, der der Beschleunigung und Verlangsamung der I!o tor drehzahl zugeordnete Lade- bzw.. Entladezeitkonstantcn hat-und je nach dem verlierenden Fall während einer Impulsdauer geladen bzw. entladen wird, die von der

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Größe "der" Abweichung zwischen einer vorgeschriebenen Motor-.drehzahl odor Bandgeschwindigkeit und der augenblicklichen Motordrehzähl bzw. Bandgeschwindigkeit·abhängt. Durch die Anwendung- einer doppelten Zeitkonstanten in Verbindung nit einem Impulsvergleich wird eine rasch wirkende Steuerung

erzielt, die notwendig ist, um die gewünschte

Ilotordrehzahl oder Bandgeschwindigkeit rasch zu erreichen oder um den Elektromotor bzw. das Band rasch stillzusetzen, und es wird eine langsam wirkende Steuerung ·" erreicht,·die notwendig ist, um die Hotordrehzahl stoßfrei und allmählich

ψ zu verringern, beispielsweise dann, wenn beim^Umspulen die kleinere, in Rede stehende Spule mehr und mehr Bandwindungen trägt. Wenn die gewünschte ilotordrehsahl oder Bandgeschwin-« ·-" digkeit erreicht ist, erscheint nicht nur der Kondensator dein Ilotorsteuersignal als sehr kleiner Blindwiderstand, sondern es hat auch die Dauer des vom -Impulskomparator an den Kondensator abgegebenen Signals einen Höchstwert. V'enn der Elektromotor oder das Band plötzlich stillgesetzt wird, ist der Kondensator kurzgeschlossen und die Dauer der Entladung des Kondensators ist wiederum ein Maximum. Beim all--* mählichen Entladen des Kondensators während des Aufwickeins auf die kleinere Spule wird der Kondensator in Abhängigkeit

* vom Impulsvergleich über verhältnismäßig kurze Zeitabschnitte entladen. ■'■".- · , .

Die" erfindungsgemäße -Vorrichtung erzeugt eine Folge von Impulse.i,deren Dauer jeweils der augenblicklichen Ilotordrehzahl oder -'Bandgeschwindigkeit entspricht, und verwendet jeden Impuls dieser Impulsfolge- zum Erzeugen eines ihm zugeordneten Bezugsimpulses. Die Bezugsinpulse bilden ebenfalls eine -.impuls folge,- die zusammen mit der vom Tachometer erzeugten Impulsfolge logischen Schaltungen zugeführt Werden, die bei der bevorzugten Ausführungsfοrirr der erfindungsgc-· mäßen Vorrichtung .zwei Vergleichncinheiton des ImpulsJconparators-darstellen. Uenn die Tachonietorinpulse länger sind als die von Impulsgeber erzeugten Bezuqrrirvoulse, v;ird d^r

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Kondensator des Integriergiiedes während einer Zeitspanne geladen* die der Impuls längendi ff er enz proportional ist, ■■-. . Wenn die; Tachometerimpulse dagegen kürzer sind als die, Bezugs impulse, wird der Kondensator während einer Zeitspanne entladen,.■ die ebenfalls der Impulslängendifferenz proportional ist.,Daher dienen die beiden/ zwei Vergleichseinheiten des Impulskomparator darstellenden logischen Schaltungen dazu, die Zeitspanne festzulegen, während' der der Kondensator mit--speziellen Zeitkonstanten geladen oder entladen wird. Da der Kondensator nach Art einer Wippe geladen und entladen wird, wird jede Neigung der Motordrehzahl oder der Bandgeschwindigkeit zum überschwingen im positiven und negativen Sinne über den Sollwert sofort durch ein entsprechendes Entladen bzw. Laden des Kondensators unterdrückt, so daß der Einpendelungsvorgang beseitigt ist. Die Ladezeit des Kondensators ist also als Funktion eines Steuerfehlers bestimmter Richtung· regelbar, während die Entladezeit des Kondensators als Funktion eines Steuerfehlers entgegengesetzter Richtung regelbar ist, wobei das Laden und Entladen über Stromkreise erfolgt, die verschiedene und unabhängige Zeitkonstanten ergeben.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines durch die Zeichnung dargestellten Ausführungs- und Anwendungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung im einzelnen erläutert. Es zeigen: "

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels, und des Anwendungsbeispiels; - , .

Fig. 2 ein Blocksehaltbild der in Fig. 1 ge-._ . . . strichelt eingerahmten Steuerschaltung des Ausführungsbeispiels;

Fig. 3 an verschiedenen Stellen der Steuerschaltung des Ausführüngsbeispiels auftretende

Impulsformen;

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Fig. 4 ein-teilweise unvollständig dargestelltes -

Schaltbild der 'Stetiersohaltung dos ausfU¹Ii- ■·-:- • rungsbbi spiels und- '-·', ^- '■''- -'■■' '■■', ^ "-.-.■; ; \

Fig. 5Zi bis C an verschiedenen Ste'll'en v;Mh"r-end-vef- · ■ ^: ' " scha edener Bet riebsz us €ä}ide^:'A - B —' C der* ■ Steuerschaltung des' Ausf üFtrungsbei spiels auftretende Impulsforneri. ' '■ - '- ■"-'" · '-■-^;

Aus Fig. 1 ist eine große Spule 10 'ersiehtli-eh) von der . ■ ein zu einer lcleineron Äufv/ickelspule 14 geführtes Band 12. · abgev/ickelt und "auf die kleinere'Spule 14 äüfgev/ickelt v/ird. An der Spule 10 greift eine Reibüngsbrense an, die die Rotation der Spule 10 hemmt und deren freies", zu schnelles Rotieren verhindert.. Die Aufv;ickelspule 14 v/ird durch eihen Blekferomotor 16 rotiert. V7enn der llotor 16 die Spule 14 antreibt, erzeugt ein photoelektrisches ^Tachometer 18 in Abhängigkeit von der,Bändgeschwindigkeit eine Reihe von Signalen in Impulsform)' öle in aen selbsttätig wirJcendeh Steuerte!! 20 einer Steuerschaltung 29 gelangen* Das Tachometer weist eine vom ; Band 12 angetriebene Rolle 22, eine mit dieser drehfest gekuppelte, mit Sektoren versehene Lichtsteuerscheibe 24_r eine auf der einen Seite derselben angeordnete Photozelle 26 und eine auf der gegenüberliegenden Seite angeordnete Lichtquelle 28 auf, deren Licht von der Lichtsteuerscheibe 24 moduliert und von der Photozelle 26 empfahgen v/ird^ die ent sprechend der Ausbildung der LichtsteuerscheibeΓ24 eine.Impulsfolge - ^J erzeugt, vrobei die Längen det Impulse djer BandgesGhwiiidigkeit. umgekehrt proportional sinclv ■ ; ί

Die in Fig. 1 nur schematisch dargestellte Steüerschalttin^ 29 ist in den Fig. 2 und 4 näher därgestoliilfi Die Drehzahl des Elektromotors IG, der die Aufwickelspulfe^; 14 -rotiert, kann so eingestellt werden _t daß sich eine bestimmte lineare Geschwindigkeit für die Bewegung des Bandes 12 ergibt. Der Elektromotor 16 v/ird dabei von einem Spannungssignal gesteuert, das -

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an einen Kondensator 30 auftritt, welcher über getrennte Stromkreise 34 und 36 je nach Betriebsstellung eines elektronischen Umschalters 32 geladen oder entladen v/erden kann. Der Steuerteil 20 .wirkt in der Weise, daß der Umschalter 32 entweder den Stromkreis 34. oder den Stromkreis 36 eine Zeitspanne lang schließt, die dem Betrag, um den die Drehzahl des Elektromotors 16 ansteigen muß, damit die Bandgeschwindigkeit den Sollwert entspricht, bzw. dem Betrag proportional ist, um den die Drehzahl des Elektromotors 16 fallen muß, damit der Sollwert der Bandgeschwindigkeit eingehalten oder die Bandbewegung stillgesetzt wird.. In den Stromkreisen 34 und 36 liegen regelbare ölmsche Widerstände 38, bzw,/40, deren Widerstandswerte zusammen mit der Kapazität des Kondensators 30 zwei für das Laden und Entladen verschiedene Zeitkonstanten ergeben.Da die Widerstände 30 und 40 regelbar sind,können die Lade- und Entladezeitkonstanten genau eingestellt werden, damit sich die Erhöhung oder Erniedrigung der Drehzahl des Elektromotors 16 steuern läßt. Dies ist insbesondere dann erwünscht, wenn die Erfindung auf den Antrieb von Bändern unter einer Vielzahl von verschiedenen Umständen angewendet' werden soll. Es ist zu beachten, daß zwei zeitabhängige Faktoren, nämlich die Zeitspanne, während der der Schalter 32 den Stromkreis 34 schließt ,-und .die-zum Stromkreis 34 gehörende Zeitkonstante R^₈ C₃₀ eine Steuerung des Elektromotors 16 in den Sinne bewirken,daß er die zum Bewegen des Bandes 12 mit der Sollgcschwindlgkeit notwendige Drehzahl erreicht,und daß außerdem zwei weitere zeitabhängige Faktoren, nämlich die Zeitspanne, während der der Schalter 32 den Stromkreis 36 schließt,und' die zum Stromkreis 36 gehörende Zeitkonstante R-,, C₃₀ ¹ den Elektromotor- 16 in der Weise steuern, daß seine Drehzahl absinkt, um. die Sollgeschwindigkeit des Bandes einzuhalten oder dieses stillzusetzen.

Beim Anlaufen erhöht der Elektromotor 16 seine Drehzahl sehr rasch, um das Band 12 mit .der gewünschten Geschwindigkeit zu bewegen, und dies nicht nur, weil der Kondensator 30

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zu diesem Zeitpunkt nicht oder nur wenig geladen ist, sondern auch, v/eil

die Ladezeit, d.h. die Zeitspanne, während der. der Schalter _< 32 denStromkreis 34 geschlossen hält, von dem Steuerteil 20 auf einem Maximalwert gehalten wird. Da die Ladezeit jedoch in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen der augenblicklichen' Bandgeschwindigkeit und der Sollgeschwindigkeit des Bandes eingestellt wird, wird das Spannungssignal geraäß einer Umkehrfunktion in Abhängigkeit von dem Geschwindigkeitsunterschied gedämpft,¹ so daß die Drehzahl des Elektromotors folglich ohne überschreiten des gewünschten Sollwertes erreicht ^ wird. Zum Stillsetzen des Bandes 12, ,etwa dann, wenn die • ■ Aufwickelspule 14 gefüllt ist, wird der Kondensator 30 auf dem Wege des geringsten Widerstandes zur Erde entladen^. Dies geschieht mit Hilfe des Steuerteiles 20, das den Entladüngsstromkreis/durch entsprechende Steuerung des Umschalters 32 für eine hinreichend lange Zeitspanne geschlossen hält. Während des Umspulens, d.h. solange die Sollgeschv/indigkeit des Bandes 12 eingehalten wird, wird der Kondensator 30 nach Bedarf in kurzen Stoßen geladen oder entladen, so daß die Sollgeschv/indigkeit des Bandes gleichmäßig unter strenger Kontrolle gehalten wird.

Das in Fig. 2 dargestellte Blockschaltbild der Steuerschal- ~ tung 29 ist zum Verständnis von deren ausführlicher Darstellung in Fig. 4 besonders nützlich. Die in Fig. 1 außerhalb der die Steuerschaltung 29 umrahmenden, .gestrichelten Linie eingezeichneten Klemmen 42_rund 44, über die die elek- trische Verbindung zum Elektromotor 16 bzw. zum Tachometer 18 hergestellt ist, sind auch in den Fig. 2 und 4 wiedergegeben. In Fig. 2 sind"der symbolische Umschalter 32 und das als ,Block dargestellte Steuerteil 20 gemäß Fig. 1 nicht identifiziert. Die Ausgangsirapulse des Tachometers 10 gelangen (Fig. 2) über die Klemme 44 in einen Verstärker 46, der über Leitungen 48 und 50 entsprechende, um 180° gegeneinander phasenverschobene Signale/ vorzugsweise Rechteckimpulse,

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abgibt. Bei geeigneter Kurvenfontt der Signale triggert die Anstiegsflanke des von der Leitung 48 übermittelten Impulses eine Plip^Flop-Schaltung 52 und gleichzeitig eine Zeitschaltung 54, die nach einer bestimmten, vom Widerstandswert eines veränderbaren Widerstandes 56 abhängigen Zeitspanne einen einzigen Impuls abgibt, mit dem die Flip-Flop-Schaltung 52 in ihren Impulsaufnahmezustand zurückgekippt wird,. Die Flip-Flop-Schaltung 52 erzeugt in Ausgängsleitungen 58 und 60 Impulse, von denen jeder eine als Bezugsgröße dienende Länge R hat, die der gewünschten Sollgeschwindigkeit des Bandes 12 entspricht, vergl. Fig. 5.

Die von der Flip-Flop*-Schaltung 52 über die Leitung 58 abgegebenen Vergleichsirap.ulse gelangen ebenso wie die vom Verstärker 46 direkt über die Leitung 50 abgegebenen Impulse in ein UND-Gatter 62. Da die Länge der über die Leitung 50 gehenden Impulse der augenblicklichen Geschwindigkeit des Bandes 12 proportional ist, erzeugt das UND-Gatter 62 solange kein Ausgangssignal, als die über die Leitungen 50 und 58 eintreffenden Impulse gleiche Zeitdauer haben. Wenn dagegen die Geschwindigkeit des Bandes 12 unter der Sollgeschwindigkeit liegt, treten die in Fig. 3 dargestellten Impulsformen auf.' Die Signalformen A und B erscheinen in den Leitungen bzw. 58. Die Impulslänge der Signalform AB hängt-von dem Betrag ab, um den die augenblickliche .Bandgeschwindigkeit unter der Sollgeschwindigkeit liegt.^: Das vom" UND-Gatter 62 ausgehende Signal der' Form AB gelangt in ein zweites UND-Gatter 64, das zusammen mit dem UND-Gatter 62 eine erste Vergleichseinheit eines Impulskomparators bildet und impulsweise eine Ladespannung V, über den Widerstand 38 zur Steuerung der Drehzahlbeschleunigung an den Kondensator 30 für eine Zeitspanne anzulegen gestattet, die der Abweichung der augenblicklichen Bandgeschwindigkeit vom Sollwert proportional ist. Während der Zeitspanne, innerhalb der der Kondensator 30 zum Beschleunigen des Bandes auf seine Sollgeschwindigkeit geladen wird, kann keine Ent-

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.ladung des Kondensators 30 über den Widerstand'4O zur Steuerung der Drehzahlverlängsamung stattfinden, da ein mit diesem in Reihe geschaltetes UND-Gatter 66 den Entladestromkreis 36 sperrt. Wenn die vom Verstärker 46 über die Leitung 43 abgegebenen negativen Impulse langer sind als die von der Flip-Flop-Schaltung 52 über die Leitung 60 abgegebenen positiven Impulse, kann ein mit dem UND-Gatter 66 in Reihe geschaltetes UIID-Gatter 68 selbst nicht betätigt werden. Die UND-Gatter 66 und 68 bilden die zweite Vergleichseinheit des Impulskomparator. Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird jetzt auf die Fig. 4 und 5 Bezug genommen. Fig. 4 zeigt die Steuerschaltung 29, .welche, in Fig. 2 als Blockschaltbild dargestellt ist, im einzelnen. Zur Vereinfachung und besseren Übersichtlichkeit sind alle diejenigen Vorspannungen weggelassen, die keinen direkten Bezug zur Erfindunghaben,da die Anwendung ge-, eigneter Vorspannungen dem Fachkundigen keine Schwierigkeiten bereitet.

Der Verstärker 46 weist zwei Transistoren 70 und 72 auf, deren Ausgangssignale um 180 gegeneinander phasenverschoben

. oder.entgegengesetzte Polarität haben .. ' " _■"'"■" sind/ Ein über die Klemme 44 zur Basis des Transistors 70 gelangendes positives Signal schaltet diesen ab, wobei der Kollektor des Transistors 70 und damit die Verzweigungsstelle II Erdpotential erhalten, und ,da die Basis des Transistors 72 dank eines Spannungsteilers 74 bezüglich des Kollektors des Transistors 72 negativ gepolt ist, schaltet dieser ein und vermittelt der Verzweigungsstelle III beim Transistor 72 ein von Null verschiedenes Potential..Wenn dagegen das über den Eingang I zur Basis des Transistors 70 gelangende■Eingangssignal einen negativen Verlauf zeigt, schaltet der Transistor 70 ein, wodurch das Potential derVerzweigungsstelle II am Transistor 70 einen positiven Verlauf nimmt. Der Emitter des Transistors 72 hat ein schwächer positives Potential als die durch den Spannungsteiler 74 mit einem Potential versehene Basis des Transistors 72, so daß dieser

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abschaltet und der Verzweigungsstelle III beim Transistor 72 Erdpotential vermittelt.

Die an der Verzweigungsstelle II beim Transistor 70 . : ankommenden Impulse werden in einem Schaltungsteil 76 so differenziert, daß die Anstiegsflanke jedes dieser Impulse an der Verzv/eigungsstelle IV und damit am Basiswiderstand des ersten Transistors 78 einer Flip-Flop-Schaltung eine positiv verlaufende Signalspitze erzeugt, die den Transistor 78 einschaltet. VJenn dieser aber eingeschaltet wird, schaltet in bekannter Weise der zweite Transistor 80 der Flip-Flop-Schaltung 52 ab. '

Wenn der Transistor 78 einschaltet, trifft ein negativer Rechteckinpuls an der Basis eines Transistors 82 ein, dessen Emitterootential,und damit das Potential der Verzweigungsstelle VI vor c'cn nnitterfolger, .

/ebenfalls negativ verläuft und einen Transistor 84 abschaltet,, dessen Basis leitend mit eier Verzwciiungsstelle VI verbunden ^ ist. Wenn der Transistor 84 abgeschaltet ist, so daß der Eingang VII der Zeitschaltung 54 und damit der Emitter einer Doppelbasisdiode 86 icein Erdpotential aufweist, weshalb sich ein zur Zeitschaltung 54 gehörender Kondensator 88 über den veränderbaren Widerstand 56 aufladen kann, und wenn die Spannung am Kondensator 88 eine gewisse Höhe erreicht hat, gibt die Doppelbasisdiode 86 ein positives Signal an die Verzv/eigungsstelle VIII zwischen der Basis des Transistors 80 und dessen Basiswiderstand ab. Das an der Verzweigungs- · stelle VIII neben dem Transistor 80 eintreffende positive Signal schaltet diesen ein und verursacht einen negativen Verlauf des Potentials an Kollektor des Transistors 80 und damit an der Verzweigungsstelle IX neben dienern. Das negative Potential dient in bekannter "eise dazu, den Transistor 73 abzuschalten. Wenn also die Zeitkonstante R₅₀ C₈₃ der Zeitschaltung 54 geeignet eingestellt wird, kann die Flip-Flop-Schaltung 52 dazu, veranlaßt werden,, als Vergleichsinpulsc Rechteckirapulsc von vorbcstiirmter, genau gleicher Länge zu erzeugen, die an der Danis des Transistors 02 (V) und an der

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Verzweigungsstelle VI auftreten.

Die von der Verzweigungsstelle. VI stammenden Vergleichs-.signale v,^Terden zum Ein- und Abschalten zweier Transistoren 92 bzw. 94 verwendet, welche eine Signalumkehrung vornehmen. Wenn der Transistor 94 abgeschaltet ist, gelangt das an der Verzweigungsstelie II neben dem Transistor 70 auftretende Signal, welches das der augenblicklichen Bandgeschwindigkeit entsprechende Signal ist, über die Verzv/eigungsstelle XI zur Basis eines Transistors 96, der zum UND-Gatter 62 gehört. An der Basis dieses Transistors 96 auftretende positive Signale ^ schalten ihn ein und verursachen einen negativen Verlauf des ™ Signals an der Verzweigungsstelle XII und damit an der Basis eines Transistors 98, der zum UND-Gatter 64 gehört. An der Basis des Transistors 96 eintreffende negative Signale schalten diesen dagegen ein und ermöglichen es dem Kondensator 30, sich über den einstellbaren Widerstand 38 während der Dauer dieser negativen Signale aufzuladen, da der Emitter des Transistors 98 an den hochliegenden Pol V. einer Spannungsquelle; angeschlossen ist. Wenn umgekehrt der Transistor 92 durch ein negatives Signal abgeschaltet wird, schaltet der Transistor 94 ein, wodurch das der augenblicklichen Bandgeschwindigkeit entsprechende, an der Verzweigungsstelle XI neben dem Transistor 96 auftretende Signal zur Erde abgeführt und der Transistor 96 abgeschaltet wird; Wenn dieser aber abgeschaltet ist, zeigt das Signal an der Verzweigungsstelle XII einen positiven Verlauf und verhindert dadurch das Laden des Kondensators 30 über den Kollektor-Emitter-Pfad des Transistors

Die von derFlip-Flop-Schältung 52'abgegebenen Impulse mit einer bestimmten Bezugslänge dienen nicht nur zur Steuerung der für das Laden des Kondensators 30 verantwortlichen, logische Schaltkreise darstellenden UND-Gatter 62 und 64, sondern . auch zur Steuerung der für das Entladen des Kondensators 30 verantwortlichen, ebenfalls logische Schaltkreise darstellenden UND-Gatter 66 und 68. Wenn an der Basis eines zum UND-Gatter 68 gehörenden Transistors 100 ein positives Bezugs-

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signal eintrifft, schaltet der Transistor ein und verursacht ein Ableiten des der augenblicklichen Bandgeschwindigkeit entsprechenden Signals von der Verzweigungsstelle III neben dem Transistor 72 zur Erde. Wenn umgekehrt an. der Basis des Transistors 100 ein negatives Signal eintrifft, schaltet dieser ab, wobei das vom Transistor 72 kommende, der augenblicklichen· Bandgeschwindigkeit entsprechende Signal einem zum UND-Gatter 66 gehörenden Transistor 102, nämlich dessen Basis zugeführt wird. Ein positives Signal an der Verzweigungsstelle XIV und damit an'der Basis des Transistors 102 erlaubt es dem ΚοηςΙβη*- sator 30, sich über den Widerstand hO und.· den stromführenden Transistoj: 102 zu entladen.

In den Fig, BA bis G sind die Signal- oder Impulsformen dargestellt, die an den verschiedenen Stellen I bis XV der Steuer·" pchaltung 2§ gemäß Fig. 4 auftreten. Die Impulsformen gemäß Fig. 5A ergeben sich, wenn die Sollgeschwindigkeit des Bandes eingehalten wird und.es ist ersichtlich, daß der Kondensator 30 während eines solchen Umspulvorganges weder geladen noch entladen wird, vgl. die zu den Stellen XIII und XV gehörenden^ Impulsformen, Aus der.Fig. 5B sind die sieh dann ergebenden Impulsformen ersichtlich, wenn die Sollgeschwindigkeit des Bandes noch nicht erreicht ist. Man sieht, daß der Kondensator 30 wiederholt. Impulse (XIII) erhält, deren Dauer t allmählich abnimmt, wenn das Band auf seine Sollgeschviindigkeit" gebracht ■ wird, und daß der Kondensator 30 dabei nicht'entladen W-Lipd, ".. ■ _: Vgl. die. Impulsform an der Stelle XV. Fig. 5C schließlich zeigt die Impulsformen, die sich beispielsweise beim Absinken der Bandgeschwindigkeit auf die Sollgeschwindigkeit, ergeben. Es ist ersichtlich, daß der Kondensator 30 während des Entladens keine Impulse empfängt, vgl. die Impulsform an der Stelle. XtII. aber statt dessen wiederholt in Rechteckstößen von allmählich abnehmender Dauer s entladen wird, vgl. die Impulsform an der Stelle XV. .-- .:

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Die Steuerschaltung 29 gemäß Flg. 4 benötigt für ihre Funktion am Transistor 70. eintreffende, der tatsächlichen Bandgeschwindigkeit entsprechende· Impulse, wenn man zuerst beginnt,

das Band auf seine Sollgeschwindigkeit zu bringen, erzeugt das Tachometer 18 selbst keirie Impulse, wenn man von Impulsen absieht, deren Länge der Bandgeschwindigkeit entspricht. Deshalb wird bei der bisher beschriebenen,. bevorzugten Ausführungsform der. erfindungsgemäßen Vorrichtung der Elek- · tromotor 16 durch eine Anlaufschaltung 104 angelassen, die ihn w in Gang bringt. . ■ Die Anlaufschaltung 104 weist ein Relais 106 mit einem Umschalter und einem gleichzeitig betätigbaren Sehalter· sowie einen Kondensator 110 auf. Wenn das Relais 106-nicht erregt ist., hat das mit dem Kondensator 110 verbundene bewegliche Kontaktstück des Umschalters Berührung mit einem Kontaktstück 108, das mit dem hochliegenden Pol V₂ einer Spannungsquelle verbunden ist. Der Kondensator 110 kann sich daher aufladen, während der Kondensator 30 über den geschlossenen Schalter des Relais -106 geerdet ist. Wenn das Relais 106 durch das : Schließen eines im Erregerstromkreis liegenden Schalters 112 . seinen Schaltzustand ändert, stellt das bewegliche Kontaktstück des Umschalters des Relais 106 durch Anlage am Kontaktstück Il4 k eine leitende Verbindung zwischen der nicht geerdeten Seite des ; Kondensators 110 und der nicht geerdeten Seite des Kondensators 30 und der Klemme 42 her. Der Elektromotor 16 wird dadurch ans gelassen und "die Erzeugung einer am Transistor 70 eintreffenden . { Impulsfolge wird eingeleitet. Damit beginnt die Steuerung der ; Bandgeschwindigkeit in der erfindungsgemäßen Weise,

über das Kontaktstück Il6 des Schalters des Relais 106 wird der

ί Kondensator 30 nach jedem nachfolgenden Lauf des Elektromotors . geerdet, so-daß dieser zu Beginn jedes nachfolgenden Anlassens

nicht zu lange ein Eingangssignal erhält, -

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Das Ausführungsbeispiel kann natürlich in mannigfacher V/eise modifiziert werden. Beispielsweise könnte man die "Entladungsimpulse" an der Stelle XV dazu benutzen, um ein Relais zu steuern, das den Steuerkreis des 'Elektromotors periodisch unterbricht, worauf die durch Reibunp-^verursachte Hemmung dazu führen würde, daß die Drehzahl des Elektromotors und damit die Bandßeschwindigkeit sich erniedrigt. Ein Steigen der Motordrehzahl und damit der Bandgeschwindigkeit würde dagegen in der beschriebenen Weise erfolgen. Es wäre auch im Rahmen der Erfindung, anstelle der veränderbaren Widerstände ^0, 38 und 56 einen oder mehrere Widerstände mit festem Widerstandswert zu verwenden, wenn gewisse Variable, die für die Anwendung der Steuerschaltung von Bedeutung sind, im wesentlichen unveränderlich sind. Die beiden, stellvertretend für andere genannten Alternativen ergäben erfindungsgemäße Vorrichtungen, da sie zu einer zweifach zeitabhängigen Steuerung während der Regulierung der Motordrehzahl führen und da si" ^ner dies in einer Weise durchführen, welche die digitalen Geräte -igene strenge Oberwachung ergeben, ohne daß die bei einem typisch: ί "ißita"in Steuersystem notwendige Ausrüstung erforderlich wäre.

Claims (1)

1. ■■.V ■.■■■..■ - 16 - . . ■ V -

   Pa. t e η tansp rüche

   (1.)Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Elektromotors, mit einem Tachometer, das eine Folge von Impulsen mit einer der augenblicklichen Drehzahl umgekehrt proportionalen Dauer erzeugt, und mit einer Steuerschaltung' für den Motorst'rom, gekennzeichnet durch einen Impulsgeber (52), dessen Impulse eine der Solldrehzahl proportionale Dauer haben, durch einen Impulskomparator (62, 6k, 66, 68),der je zwei einander zugeordnete Impulse des Impulsgebers (52) und des Tachometers (18) hinsichtlich ihrer Dauer vergleicht und eine Folge von Signalen erzeugt, deren Größe der festgestellten Differenz der Impulsdauer proportional ist, sowie durch ein Integrierglied (¹IO, 38, 30), das die Signale, integriert und den Motorstrom einstellt.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (52) durch die Impulse des Tachometers (18) triggerbar ist. .

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Aüsgangssignale des ImpulskomparatorE (62, 64, 66,

   - =■ 68) Impulse erzeugbar sind, deren Dauer die-Signalgröße darstellt. · ■

   k. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis3, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulskomparator (62, 6k, 66, 68) eine erste und eine zweite Vergleichseinheit (62, 6M-bzw. 66, 68) aufweist, die längere Impulsgeberinipulse mit'kürzeren Tachometerimpulsen bzw. kürzere Impulsgeberimpulse mit längeren TachometeriKipulsen vergleichen.

   5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis k_t dadurch gekennzeichnet, daß das Intecrierglied (^0.₃ 38, 30) eine ver-

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   SAD ORIGINAL

   änderbare Zeitkonstante hat. \ , . ;■ -

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber eine Flip-Flop-Schaltung (52) un d eine Zeitschaltung (5^0 aufweist j die durch die-Impulse das Tachometers: "(i-8) triggerbar ist und mit einer bestimmten Zeitverzögerung gegenüber den Impulsen der Flip-Flop-Schaltung (52) Impulse erzeugt, welche die Flip- '■ Flop-Schaltung (52) zurücJckippen.

   7. Vorrichtung^ η ach einem der Ansprüche k bis 6, .dadurch gekennzeichnet j daß das Integrierglied einen Blindwiderstand (^JO, 38j 30) bildet, an dem eine Spannung von der ersten Vergleichseinheit (62, 6*0 des Impulskomparators (62, 64, 66, 68) abbaubar und von der zweiten Vergleichseinheit (66, 68) aufbaubar ist, und daß mittels der Spannung am Blindwiderstand der Motorstrom einstellbar ist.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Blindwiderstand aus einem RC-Glied mit einem Kondensator (30) und zwei je an-ihrem einen Ende "mit diesem verbundene! ,phmsehen. Widerständen (38,. 40) besteht, deren anderes .Ende an

   die erste bzw. zweite Verqleichsexnheit (62,64 bzw. 66,,68) angeschlossen ist.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der beiden Widerstände (fiO, 38) veränderbar ist. ■ ' ■'■.-■-..

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