DE10157254A1 - Kurzketten-Schärmaschine und Verfahren zum Erzeugen einer Kurzkette - Google Patents

Abstract

Es wird eine Kurzketten-Schärmaschine und ein Verfahren zum Erzeugen einer Kurzkette angegeben mit einer Schärtrommel (1), die eine Axialfördereinrichtung (2) aufweist, mindestens einem Fadenführer (11), der um die Schärtrommel (1) herum bewegbar ist, und einer Konusbildungseinrichtung, wobei ein Fadenzuführpfad vorgesehen ist, der auf der Schärtrommel (1) endet. DOLLAR A Man möchte den Aufbau einer Kurzkette auf einfache Weise mit hoher Qualität sicherstellen können. DOLLAR A Hierzu ist im Fadenzuführpfad (18) eine Fadendickenmeßeinrichtung (19) angeordnet, die mit einer Maschinensteuerung verbunden ist. Die Dicke des Fadens wird bei jedem Fadenumlauf mindestens einmal gemessen.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Kurzketten-Schärmaschine mit einer Schärtrommel, die eine Axialfördereinrichtung aufweist, mindestens einem Fadenführer, der um die Schärtrommel herum bewegbar ist, und einer Konusbildungseinrichtung, wobei ein Fadenzuführpfad vorgesehen ist, der auf der Schärtrommel endet. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen einer Kurzkette, bei der mindestens ein Faden um eine Schärtrommel gewickelt wird und eine Bewegung von bereits aufgewickelten Fäden und eine Fadenzufuhr so gesteuert werden, daß sich auf der Schärtrommel ein Konus bildet.
• Eine derartige Kurzketten-Schärmaschine und ein derartiges Verfahren sind aus EP 0 652 310 A1 bekannt. Die Kurzkette wird vielfach auch als "Musterkette" bezeichnet.
• Beim Erzeugen einer derartigen Kurz- oder Musterkette ist die Ablage der Fäden auf der Schärtrommel bis zu einer gewissen Länge der Kurzkette relativ unproblematisch. Wird eine vorbestimmte Länge, die beispielsweise dem Drei- oder Vierfachen des Umfangs der Schärtrommel entsprechen kann, jedoch überschritten, ergeben sich beim Abziehen der Kurzkette von der Schärtrommel Probleme, wenn man keine Vorsorge trifft. Eine bekannte Möglichkeit besteht darin, die Fäden so aufzuwickeln, daß sie stirnseitig einen Konus bilden, so daß die einzelnen Fäden in gewisser Hinsicht sauber geschichtet abgelegt werden. Für die Erzeugung des Konus gibt es nun verschiedene Möglichkeiten. Man kann beispielsweise eine Führungseinrichtung vorsehen, über die der Fadenführer die Fäden auf der Axialfördereinrichtung, beispielsweise axial verlaufenden Bänder, ablegt. Diese Führungseinrichtung wird für jede Umdrehung des Fadenführers in Schärrichtung bewegt. Wenn die Anzahl der Umdrehungen des Fadenführers einen voreingestellten Vielfachwicklungswert erreicht, wird die Führungseinrichtung um eine zweite Strecke zurück bewegt und die Axialfördereinrichtung wird gleichzeitig damit um eine ebenfalls vorbestimmte Strecke in Schärrichtung bewegt. Alternativ dazu kann man den Fadenführer so bewegen, daß er für jede Umdrehung in der Schärrichtung um eine erste Strecke bewegt wird. Wenn die Anzahl der Umdrehungen des Fadenführers einen bestimmten Wert erreicht hat, dann wird der Fadenführer zurück bewegt und gleichzeitig wird die Axialfördereinrichtung in Schärrichtung bewegt um eine zweite vorbestimmte Strecke. Schließlich ist es auch möglich, daß man die Konusbildung nur durch eine Bewegung der Axialfördereinrichtung bewirkt. In allen Fällen sind die Bewegungsstrecken von Fadenführer und/oder Axialfördereinrichtung abhängig von der Dicke oder dem Durchmesser des Fadens, mit dem die Kurzkette gebildet wird. Dieser Durchmesser des Fadens wird im bekannten Fall in die Maschine eingegeben, wobei in den meisten Fällen nicht einmal der Durchmesser direkt eingegeben wird, sondern die Fadenstärke in Numermetrisch (Nm) und gegebenenfalls noch das Material des Fadens.
• Dabei ergeben sich folgende Probleme:
  In manchen Fällen führt die Formel, die man zum Herleiten der Fadendicke verwendet, nicht zum richtigen Ergebnis. Die Durchmesser von Fäden des gleichen Materials und der gleichen Fadenstärke können durchaus unterschiedlich sein. Dies hängt u. a. von der Vorbereitung des entsprechenden Fadens ab. Zwar wird sich aufgrund der Konussteuerung in irgendeiner Art und Weise auch ein Konus ausbilden. Wenn der Konuswinkel jedoch zu steil ist, dann hat der Konus keine ausreichende Stabilität. Dies ist in der Regel dann der Fall, wenn der Konuswinkel größer als 25° ist. Die Fäden rutschen herunter und führen dann beim Abwickeln der Kurzkette von der Schärtrommel zu Problemen.
• Ein weiteres Problem ergibt sich durch Fehlbedienungen, bei denen versehentlich falsche Werte eingegeben werden, so daß die Konusbildungseinrichtung eine falsche Vorgabe erhält. Auch hier kann es dann vorkommen, daß der Konuswinkel zu steil wird und sich entsprechende Instabilitäten ergeben.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau von Kurzketten auf einfache Weise mit hoher Qualität sicherzustellen.
• Diese Aufgabe wird bei einer Kurzketten-Schärmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß im Fadenzuführpfad eine Fadendickenmeßeinrichtung angeordnet ist, die mit einer Maschinensteuerung verbunden ist.
• Mit der Fadendickenmeßeinrichtung ist es nun möglich, im Betrieb die Dicke der Fäden fortlaufend zu überwachen und damit sicherzustellen, daß nicht durch eine falsche Eingabe oder eine falsche Berechnung Vorgaben für die Konusbildungseinrichtung gegeben werden, die nicht der Realität entsprechen. Damit wird sichergestellt, daß der Konuswinkel immer in einem vorbestimmten Bereich bleibt. Der Konuswinkel kann dabei so flach gewählt werden, daß keine Fäden mehr herunterrutschen können. Ein derartiger Winkel liegt beispielsweise im Bereich von 18° oder weniger. Bei den in EP 0 652 310 A1 angegebenen Winkelverhältnissen von etwa 22,5° bis etwa 62,5° lassen sich stabile Aufbauten eines Konus nicht garantieren. Darüber hinaus hat die Verwendung einer Fadendickenmeßeinrichtung in der Kurzketten- Schärmaschine den Vorteil, daß die Fadendicke in dem Zustand gemessen wird, in dem der Faden auf die Schärtrommel aufgewickelt wird, also in dem Zustand, der letztendlich für die Konusbildung von entscheidender Bedeutung ist. Damit fließen in die Fadendickenmessung auch die Spannungsverhältnisse ein, unter denen der Faden steht. Dies ist bei einer Fadendickenmessung außerhalb der Maschine, sozusagen in einer vorbereitenden Phase, nicht oder nur mit einem erheblichen Aufwand möglich. Da die Fadendickenmeßeinrichtung direkt mit der Maschinensteuerung verbunden ist, lassen sich hier die notwendigen Sicherheitsmaßnahmen oder Steuerungsmaßnahmen treffen, um sicherzustellen, daß der Konus nicht mit einem zu steilen Konuswinkel gewickelt wird.
• Vorzugsweise ist eine Fadenscheibe vorgesehen, über deren Rand der Fadenzuführpfad verläuft, und die Fadendickenmeßeinrichtung ist im Bereich, insbesondere in Laufrichtung der Fäden hinter der Fadenscheibe angeordnet. Damit ergeben sich definierte Verhältnisse, d. h. man schafft einen Streckenabschnitt der Fäden, in dem jeder Faden eine bestimmte Ausrichtung aufweist, die zuverlässig beibehalten wird. Die Fadenscheibe hält den oder die Fäden mit einer gewissen radialen Entfernung von der Rotationsachse der Fadenführer, so daß sie im Bereich der Fadendickenmeßeinrichtung einen entsprechend langen Umlaufweg haben. Damit steht auch bei mehreren Fäden eine ausreichend lange Zeit zur Verfügung, in der die Fadendickenmeßeinrichtung zuverlässige Meßergebnisse erzielen kann. Wenn die Fadenscheibe etwa den gleichen Durchmesser wie die Schärtrommel aufweist und die Fadendickenmeßeinrichtung hinter der Fadenscheibe angeordnet ist, verlaufen die Fäden beim Messen annähernd achsparallel.
• Vorzugsweise weist die Fadendickenmeßeinrichtung für jeden Faden eine eigene Meßstrecke auf. In diesem Fall kann es zweckmäßig sein, die Fadendickenmeßeinrichtung am Gatter anzuordnen. Dies ist problemlos möglich, wenn beim Schären immer nur ein Faden gleichzeitig geschärt wird. In diesem Fall kann man diesen Faden durch die Fadendickenmeßeinrichtung führen und die Dicke dieses Fadens permanent überwachen. Wenn ein Drehgatter verwendet wird, also mehrere Fäden gleichzeitig geschärt werden sollen, dann kann man auch hier für jeden Faden eine eigene Meßstrecke vorsehen. Auch in diesem Fall ist es möglich, die Dicke der Fäden während des Schärvorgangs laufend zu überwachen. Diese Art der Überwachung ist sehr zuverlässig. Allerdings ist der apparative Aufwand etwas höher.
• Bevorzugterweise ist jeder Faden mit einem Abschnitt, der eine in Bezug auf die Schärtrommel axial gerichtete Komponente aufweist, auf einer Kreisbahn geführt und die Fadendickenmeßeinrichtung ist sekantial zu der Kreisbahn angeordnet. Dies ist eine relativ einfache Möglichkeit, um den oder die Fäden an der Fadendickenmeßeinrichtung vorbei oder durch sie hindurch zu führen. Bei der sekantialen Anordnung kann man dafür Sorge tragen, daß die gesamte Fadendickenmeßeinrichtung außerhalb des Kreises angeordnet ist, den der oder die Fäden durchlaufen. Dies vereinfacht die Anordnung. Eingriffe in das Innere der Schärmaschine sind nicht erforderlich.
• Vorzugsweise weist die Fadendickenmeßeinrichtung ein Strahlungsmeßfeld zwischen einem Sender und einem Empfänger auf. Wenn der Faden gemessen wird, dann durchsetzt er dieses Strahlungsfeld. Der Empfänger bekommt also bei Anwesenheit eines Fadens weniger Strahlung als bei Abwesenheit. Aus dieser verminderten Strahlungsmenge läßt sich dann zuverlässig auf die Fadendicke zurückschließen.
• Bevorzugterweise ist eine Fadenleiteinrichtung vorgesehen, die jeden Faden im Strahlungsmeßfeld auf einer vorbestimmten Bahn führt. Diese Fadenleiteinrichtung schafft eine Kopplung zwischen dem jeweiligen Faden und der Meßeinrichtung, so daß das Risiko kleingehalten wird, daß der Faden zusätzliche, nicht vorhersagbare Bewegungen ausführt. Die Fadenleiteinrichtung zwingt dem Faden eine vorbestimmte Bewegung im Strahlungsmeßfeld auf, so daß die Fadendickenmeßeinrichtung bei jeder Fadendickenmessung die gleichen Bedingungen vorfindet.
• Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Fadenleiteinrichtung eine Leitfläche aufweist, an der die Fäden entlanggleiten, wobei die Leitfläche parallel zur Strahlungsrichtung ausgerichtet ist. In diesem Fall sorgt man dafür, daß die Fäden für den Zeitraum, an dem sie an der Leitfläche entlanggleiten, senkrecht zur Strahlungsrichtung immer die gleiche Position einnehmen. Der Empfänger der Fadendickenmeßeinrichtung sieht sich also über diesen Zeitraum der gleichen Abschattung ausgesetzt. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Messung.
• Vorzugsweise ist die Fadendickenmeßeinrichtung als Lasermeßeinrichtung ausgebildet. In diesem Fall ist die Strahlung durch Lichtstrahlung gebildet, genauer gesagt durch Laserlicht. Das Laserlicht hat den Vorteil, daß es gerichtet ist, so daß Streueinflüsse kleingehalten werden können.
• Man kann beispielsweise beim Durchlaufen eines Fadens durch das Meßfeld fünf Messungen der Dicke durchführen und aus diesen fünf Messungen einen Mittelwert bilden. Dies ist eine relativ einfache Vorgehensweise, um ein hochgenaues Ergebnis für die Ermittlung der Fadendicke zu erhalten.
• Bevorzugterweise ist die Fadendickenmeßeinrichtung zwischen der Fadenscheibe und dem Fadenführer angeordnet. Man kann den Fadenführer radial so anordnen, daß er in Radialrichtung gleich weit von seiner Rotationsachse entfernt ist wie der Rand der Fadenscheibe. Die Fäden laufen in dem Bereich zwischen der Fadenscheibe und dem Fadenführer also nahezu achsparallel. Damit ist die Dickenmessung ohne Verzerrungen möglich.
• Vorzugsweise weist die Konusbildungseinrichtung eine Steuereinrichtung mit einer Vorgabeeinrichtung für einen Fadendickengrenzwert und einem Fehlerzähler auf, wobei der Fehlerzähler für jeden Faden getrennt ein Überschreiten des Fadendickengrenzwerts als Fehler zählt und die Steuereinrichtung nach einer vorbestimmten Anzahl von Fehlern ein erstes Stoppsignal für die Maschinensteuerung erzeugt. Bei dieser Ausgestaltung wird der Konus aufgrund von eingegebenen oder aus eingegebenen Werten abgeleiteten Werten gebildet. Diese Werte können entweder den oder die Fäden direkt betreffen oder eine Maschineneinstellung sein. Die Steuereinrichtung überprüft allerdings mit Hilfe der Fadendickenmeßeinrichtung, ob diese vorgegebenen Werte mit den tatsächlich verwendeten Werten übereinstimmen oder in einen plausiblen Zusammenhang gebracht werden können oder zulässig sind. Wenn sich beispielsweise herausstellt, daß der Fadendickengrenzwert, der bei den eingegebenen Werten zulässig wäre, überschritten wird, dann stellt die Steuereinrichtung fest, daß irgend etwas nicht stimmt und setzt die Maschine still. Allerdings reagiert die Steuereinrichtung nicht bereits bei der ersten Überschreitung des Fadendickengrenzwerts. Dies könnte nämlich zur Folge haben, daß die Maschine auch dann stillgesetzt wird, wenn lediglich eine Fadenverdickung gemessen wird, wie sie bei manchen Naturgarnen lokal vorkommt. Man akzeptiert daher, daß ein einzelner Fehler vorkommen darf. Die Maschine wird allerdings dann stillgesetzt, wenn beispielsweise zwei Fehler hintereinander auftreten oder der Fadendurchmesser in zwei Runden zweimal überschritten wird. In diesem Fall wird die Maschine gesperrt.
• Vorzugsweise weist die Steuereinrichtung einen Rücksetzeingang auf, der auf den Fehlerzähler wirkt und das erste Stoppsignal überschreibt, wobei die Steuereinrichtung nach einer vorbestimmten Anzahl von Fehlern ein zweites Stoppsignal erzeugt, das durch den Rücksetzeingang nicht überschreibbar ist. Damit wird eine zusätzliche Sicherheitsmaßnahme geschaffen, wenn die Überschreitungen der Fadendicke nur zufällig waren, beispielsweise durch nur lokal auftretende Fadenverdickungen. Nach dem ersten Auftreten von Fehlern wird die Maschine gestoppt und kann vom Benutzer wieder gestartet werden. Sobald der Fehler jedoch erneut auftritt, wird die Maschine sofort wieder gesperrt. Sie kann dann nur gestartet werden, wenn sie wieder in den Anfangszustand zurückgesetzt wird, d. h. die bereits aufgewickelten Fäden müssen vollständig entfernt werden und es muß ein neues Schärprogramm eingegeben werden. Dies ist im Grunde ohne größere Verluste möglich, weil lediglich dann, wenn tatsächlich ein zu dicker Faden verwendet wird, eine vollständige Sperrung der Maschine auftritt. Bei einem zu dicken Faden treten die Fehler aber bereits zu Beginn des Schärvorganges auf, so daß im Grunde nur wenige Fadenwindungen um die Schärtrommel gelegt worden sind. Die wenigen Windungen bedingen einerseits einen geringen Materialverlust. Andererseits erlauben sie es in jedem Fall, daß die Fäden ohne größere Schwierigkeiten von der Schärtrommel abgezogen werden können, ohne daß sie bereits eine brauchbare Musterkette gebildet haben.
• In einer alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die Fadendickenmeßeinrichtung auf eine Vorschubsteuerung der Konusbildungseinrichtung einwirkt. Wenn die Steuereinrichtung über die aktuellen Fadendicke-Werte verfügt, dann kann sie den Vorschub der Axialfördereinrichtung und/oder die Bewegung einer Führungseinrichtung, die die Ablage der Fäden auf der Schärtrommel steuert, so steuern oder aufeinander abstimmen, daß tatsächlich der gewünschte Konuswinkel gebildet wird. Die Fadendickenmeßeinrichtung dient dann nicht mehr nur der Überwachung, sondern sie ist tatsächlich ein Bestandteil der Steuerung.
• Vorzugsweise erzeugt die Fadendickenmeßeinrichtung permanent ein Anwesenheitssignal, wobei die Maschinensteuerung ohne Erfassung des Anwesenheitssignals blockiert ist. Damit stellt man sicher, daß der Betreiber die Maschine nicht ohne die Fadendickenmeßeinrichtung betreiben kann. Wenn er sie entfernt oder abschaltet, dann fehlt das Anwesenheitssignal und die Maschine kann überhaupt nicht in Betrieb genommen werden.
• Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß bei jedem Fadenumlauf die Dicke des Fadens mindestens einmal gemessen wird.
• Wie oben im Zusammenhang mit der Kurzketten-Schärmaschine ausgeführt worden ist, steht auf diese Weise ein Wert zur Verfügung, mit dem die Steuerung der Maschine arbeiten kann oder die Einhaltung von zulässigen Grenzwerten automatisch überprüft werden kann, insbesondere bei der Bildung des Konus.
• Hierbei ist bevorzugt, daß die gemessene Fadendicke zur Steuerung der Bildung des Konus verwendet wird. Beispielsweise können die Bewegungen der Axialfördereinrichtung und/oder einer Führungseinrichtung, die zur Ablage der Fäden auf der Schärtrommel verwendet wird, in Abhängigkeit von der Fadendicke so gewählt werden, daß sich ein Konuswinkel von beispielsweise 18° oder weniger ergibt.
• Alternativ oder zusätzlich dazu kann die gemessene Fadendicke als Überwachungsgröße verwendet werden, mit der feststellbar ist, ob vorgegebene Einstellungen zulässig sind. In diesem Fall wird die gemessene Fadendicke zwar nicht verwendet, um die Maschine im Betrieb zu steuern, also zu verstellen. Es wird aber sichergestellt, daß bei "verbotenen" oder unzulässigen Werten, bei denen sich beispielsweise ein zu steiler Konuswinkel bildet, ein Betrieb der Maschine nicht möglich ist. Der Bediener kann also nicht durch fehlerhafte Eingaben eine Situation erzeugen, in der ein Konuswinkel mit nicht zufriedenstellenden Ergebnissen erzielt wird.
• Hierbei wird die Schärmaschine bevorzugterweise stillgesetzt, wenn die vorgegebenen Einstellungen bei einer gegebenen Fadendicke unzulässig sind. Damit wird sichergestellt, daß ein vorbestimmter Konuswinkel auch dann nicht überschritten wird, wenn der Bediener aus Nachlässigkeit oder aus einer bestimmten Absicht heraus falsche Vorgabewerte eingibt.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigen:
• Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Kurzketten-Schärmaschine,
• Fig. 2 eine Detailansicht zur Erläuterung einer Fadendickenmessung,
• Fig. 3 eine schematische Stirnseitenansicht,
• Fig. 4 eine Fadendickenmessung bei einer abgewandelten Ausführungsform,
• Fig. 5 ein schematisches Flußdiagramm zur Erläuterung einer ersten Betriebsweise und
• Fig. 6 ein schematisches Flußdiagramm zur Erläuterung einer zweiten Betriebsweise.
• Eine in Fig. 1 dargestellte Kurzketten- oder Musterketten-Schärmaschine weist eine Schärtrommel 1 auf, an deren Umfang achsparallele Transportbänder 2 angeordnet sind, die unter der Wirkung einer nicht näher dargestellten Antriebssteuerung langsam in Richtung eines Pfeiles 3 bewegt werden, wenn eine Musterkette geschärt wird. In diesem Zustand ist die Schärtrommel 1 undrehbar festgehalten. Wenn die Musterkette von der Schärtrommel 1 abgewickelt wird, stehen die Transportbänder 2 still und die Schärtrommel 1 kann gedreht werden. Die Transportbänder 2 bilden eine Axialfördereinrichtung, die gegebenenfalls auch auf andere Art realisiert werden kann.
• An der Schärtrommel 1 sind achsparallele Teilstäbe 4, 5 und 6 angeordnet, die je nach ihrer Funktion auch als Kreuz- oder Schneidstäbe bezeichnet werden können.
• Zur Fadenzufuhr ist hier ein Drehgatter 7 vorgesehen, das einen Rotor 8 aufweist, der eine Mehrzahl von Spulen 9 trägt. Der Rotor 8 ist durch eine Kardanwelle 17 angetrieben. Er kann aber auch einen eigenen Antrieb aufweisen.
• An einem Ende der Schärtrommel 1 befinden sich Fadenführer 11, welche im Betrieb synchron mit dem Rotor 8 des Drehgatters 7 angetrieben werden. Sie ziehen Fäden 12 vom Drehgatter 7 ab und legen sie auf die Transportbänder 2 und wahlweise auf oder unter die Teilstäbe 4, 5 und 6.
• Wie oben erläutert, ist bei diesem Arbeitsvorgang die Schärtrommel 1 drehfest gehalten, so daß sich eine in Richtung des Pfeiles 3 wandernde Fadenschicht ergibt. Die Fadenführer 11 sind einstellbar, d. h. ihre Ablageposition in Bezug auf die Axialrichtung der Schärtrommel 1 ist veränderbar. Man kann nun im Betrieb die Ablageposition der Fadenführer 11 laufend verändern und so an die Vorschubgeschwindigkeit der Transportbänder 2 anpassen, daß das den Fadenführern 11 zugewandte Ende der Fadenschicht einen konusartigen Winkel aufweist. Dieser Winkel sollte weniger als 20° betragen, vorzugsweise 18° oder weniger. Bei Konus-Schärmaschinen verwendet man in der Regel einen Konuswinkel von 15°, der auch im vorliegenden Fall angestrebt werden sollte.
• Ein wesentliches Kriterium für diesen Konuswinkel ist die Vorschubgeschwindigkeit der Transportbänder 2. Diese kann beispielsweise über ein Stufengetriebe so eingestellt werden, daß die Vorschubgeschwindigkeit bei jedem Umlauf der Fadenführer 11 0,5, 1, 2 oder 3 mm beträgt. Je größer die Vorschubgeschwindigkeit ist, desto flacher wird der Konuswinkel. Je größer der Vorschub pro Umdrehung der Fadenführer 11 ist, desto weniger Fäden passen nebeneinander auf die Schärtrommel 1 und desto kürzer ist die Länge der erzeugbaren Musterkette.
• Der Konuswinkel hängt auch ab von der Dicke der Fäden 12. Je größer die Dicke der Fäden 12 ist, desto größer muß der Vorschub der Transportbänder 2 pro Umdrehung der Fadenführer 11 gewählt werden, um den gewünschten flachen Konuswinkel zu erreichen.
• Wenn der Konuswinkel zu steil ist, dann besteht das Risiko, daß die Fäden beim Wickeln vom Konus abrutschen und sich dadurch so verwirren, daß ein ordnungsgemäßes Abziehen der Kurzkette oder Musterkette nach dem Schärvorgang nicht mehr möglich ist. Um durch Automatisieren einen gewissen Schutz zu schaffen, ist in der Maschine eine Programmsteuerung vorgesehen, der über eine Eingabe 13 lediglich die Fadendicke 12 oder ein entsprechender Parameter eingegeben wird. Aus diesen Parametern berechnet die Maschinensteuerung den Vorschub der Transportbänder 2 pro Umdrehung der Fadenführer 11 und wählt die Übersetzungsstufe des Getriebes entsprechend. Das gewählte Übersetzungsverhältnis und andere Parameter können in einer Anzeige 14 angezeigt werden.
• Manche Benutzer verursachen allerdings gelegentlich Fehleingaben, d. h. sie geben versehentlich einen falschen Parameter für die Fäden 12 ein. Dies führt in unerwünschter Weise dazu, daß der Konuswinkel steiler ist und sich die Musterkette später nicht mehr ordnungsgemäß abwickeln läßt. Dies führt überwiegend zu größeren Problemen, so daß man eine derartige Betriebsweise gerne mit größerer Zuverlässigkeit verhindern möchte.
• Hierzu ist an der Maschine eine Fadendickenmeßeinrichtung 19 vorgesehen, die im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 4 näher erläutert wird.
• Die Fäden 12 laufen den Fadenführern 11 über eine Fadenscheibe 16 zu, die still steht. Die Fäden 12 werden dabei axial und in Umfangsrichtung über die Fadenscheibe 16 gezogen. Zwischen der Fadenscheibe 16 und den Fadenführern 11 ist daher ein Fadenabschnitt 18 ausgebildet, der im wesentlichen parallel zur Rotationsachse der Fadenführer 11 verläuft. Der Abschnitt 18 bildet einen Teil eines Fadenzuführpfades, der auf der Schärtrommel 1 endet. Aus Gründen der Übersicht ist in Fig. 2 eine geringere Anzahl von Fäden als in Fig. 1 dargestellt. Prinzipiell lassen sich bei Verwendung eines Drehgatters etwa zwölf Fäden schären. Der Abstand der Fäden auf der Fadenscheibe 16 beträgt dann 30°.
• In Fadenlaufrichtung kurz hinter der Fadenscheibe 16 ist die Fadendickenmeßeinrichtung 19 angeordnet, mit der die Dicke der Fäden 12 ermittelt werden kann, während die Fäden aufgewickelt werden. Die Dickenmessung erfolgt also in dem Zustand, der auch für das Wickelergebnis entscheidend ist.
• Die Fadendickenmeßeinrichtung 19 weist einen Sender 20 und einen Empfänger 21 auf, zwischen denen ein Meßfeld 22 ausgebildet ist. Die Fadendickenmeßeinrichtung 19 ist als Laser-Meßeinheit ausgebildet. In dem Meßfeld 22 befindet sich also ein "Strahlungsbündel" aus Laserstrahlen, das von den Fäden 12 durchlaufen wird, wenn die Fäden mit Hilfe der Fadenführer 11 einen Umlauf um die Schärtrommel 1 durchführen. Sobald die Fäden 12 in das Meßfeld 22 eintreten, führen sie zu einer Abschattung des Empfängers 21. Der Empfänger 21 kann durch die verminderte Empfangsleistung relativ genau die Dicke des durchlaufenden Fadens 12 ermitteln.
• Zweckmäßigerweise werden, solange sich der Faden 12 im Meßfeld 22 befindet, mehrere, beispielsweise fünf Messungen der Fadendicke ausgeführt. Aus diesen fünf Meßergebnissen wird dann ein Mittelwert gebildet.
• In nicht näher dargestellter Weise weist der Sender 20 eine Steuerelektronik und der Empfänger 21 eine Empfangs- und Auswerteelektronik auf. Die Strahlungsquelle des Senders 20 weist eine Wellenlänge auf, die im Bereich von ultravioletter bis infraroter Strahlung liegt. Die Strahlung ist parallel, d. h. telezentrisch ausgerichtet und hat eine homogene Intensitätsverteilung. Vorzugsweise ist die Strahlung zu einer Linie geformt. Die Strahlung kann gepulst abgegeben werden, d. h. in Form von Blitzen, wobei die Blitze zweckmäßigerweise auf den Durchlauf der Fäden synchronisiert sind. Die Strahlung kann aus gemischten Wellenlängen bestehen oder, wenn man einen Laser verwendet, eine einzelne Wellenlänge aufweisen.
• Der Empfänger 21 empfängt die gesendete Strahlung, wobei die Strahlung sowohl direkt als auch mittels einer Optik auf den Empfänger 21 gelangen kann.
• In nicht näher dargestellter Weise kann die Fadendickenmeßeinrichtung 19 auch an einer anderen Stelle angeordnet sein, beispielsweise am Ausgang des Gatters, von dem aus die Fäden 12 zugeführt werden. Dies ist in einfacher Weise dann möglich, wenn es sich um ein Standardgatter handelt, bei dem immer nur ein Faden gleichzeitig abgezogen und um die Schärtrommel herumgeführt wird. In diesem Fall kann der gerade aktive Faden durch die Meßstrecke der Fadendickenmeßeinrichtung geführt werden.
• Aber auch bei der Verwendung eines Drehgatters 7 ist es möglich, die Fadendickenmeßeinrichtung 19 im Bereich des Drehgatters 7 anzuordnen und für jeden Faden eine eigene Meßstrecke vorzusehen, so daß die Dicke der Fäden 12 laufend überwacht werden kann.
• Zur Auswertung gibt es mehrere Möglichkeiten. Zum einen kann der Empfänger 21 die Menge der empfangenen Strahlung ermitteln. Bei einer Schattenbildung durch einen Faden wird die Strahlung vermindert. Die Strahlungsdifferenz, d. h. die verminderte Empfangsleistung, ist ein Maß für den Fadendurchmesser.
• In einer alternativen Ausgestaltung kann der Sensor die Menge der empfangenen Strahlung ermitteln und zusätzlich die Lage der Abschattung im Meßfeld. Durch die Bestimmung der Kanten oder Ränder des Fadens kann mittels einer Auswerteelektronik der Durchmesser des Fadens bestimmt werden.
• Da es keine starre Kopplung zwischen der Fadenscheibe 16 und der Fadendickenmeßeinrichtung 19 gibt, könnten die Fäden 12 zusätzliche, nicht vorhersagbare Bewegungen ausführen. Um den Einfluß derartiger Bewegungen und möglicherweise vorhandener Vibrationen auf das Meßergebnis möglichst gering zu halten, ist in der Meßstrecke eine Fadenleiteinrichtung 50 angeordnet, die den Fäden 12 eine gerade Bewegung aufzwingt, solange sie sich durch das Meßfeld bewegen. Diese Fadenleiteinrichtung kann beispielsweise als Stange ausgebildet sein, die parallel zu den Strahlen im Meßfeld 22 verläuft. Dies ist schematisch in Fig. 3 dargestellt. Die Fäden 12 verlassen im Bereich des Meßfeldes 22 die Kreisbahn und gleiten entlang einer Geraden, die parallel zu den Strahlen im Meßfeld 22 verläuft, an der Stange 50 entlang.
• Die Länge des Meßfeldes 22, d. h. der Abstand des Senders 20 vom Empfänger 21, beträgt etwa 300 mm. Mit der Fadendickenmeßeinrichtung ist es möglich, Fäden bis zu einem maximalen Fadendurchmesser von 1 mm zu ermitteln.
• Der minimale Fadendurchmesser beträgt etwa 0,05 mm. Das Meßergebnis ist mit einer sehr geringen Toleranz von ±0,05 mm belastet.
• Bei dieser Fadendickenmessung wird zwar nicht kontinuierlich die Dicke eines jeden Fadens auf seiner gesamten Länge festgestellt. Man kann aber mit einer gewissen Zuverlässigkeit davon ausgehen, daß ein Faden über seine Länge im wesentlichen die gleiche Dicke aufweist, so daß es für eine Steuerung des Konusaufbaus ausreicht, jeden Faden, der zum Schären verwendet wird, in kurzen Abständen auf seine Dicke hin zu überprüfen.
• Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der die gleichen Teile wie in den Fig. 1 bis 3 mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Anstelle eines Drehgatters 7 wird hier ein Standardgatter 7' verwendet, bei dem lediglich ein einzelner Faden 12 gleichzeitig geschärt werden kann. Zum Wechsel der Fäden ist ein Wechselkasten 15 vorgesehen zur Aufnahme und zum Abwerfen der im Muster verwendeten Fäden.
• Die Fadendickenmeßeinrichtung 19 arbeitet genauso, wie bei der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3.
• Fig. 5 zeigt nun schematisch, wie die Fadendicke verwendet wird. Über die Eingabe 13 gibt der Bediener entweder die Fadendicke selbst vor oder die Fadenstärke in Nm und die Dichte ρ. Unter Verwendung der Dichte ρ läßt sich damit die Fadendicke d nach folgender Formel abschätzen:
  
  
  
• Alternativ besteht die Möglichkeit, eine "Testrunde" zu fahren, um die Fäden mit unbekanntem Durchmesser durch das Meßfeld 22 der Fadendickenmeßeinrichtung zu führen.
• Anhand des über die Eingabeeinrichtung 13 vorgegebenen Wertes der Fadendicke wählt nun eine Maschinensteuerung 24 eine Getriebestufe aus und der Schärvorgang kann beginnen. Beim Schären wird allerdings die Fadendicke der Fäden 12 fortlaufend überwacht. Anhand der gewählten Getriebestufe, d. h. des Vorschubs der Transportbänder 2 pro Umdrehung der Fadenführer 11, kann man sich ausrechnen, welche maximale Dicke ein einzelner Faden haben darf, um den gewünschten Konuswinkel zu realisieren. Dieser maximal zu überwachende Fadendurchmesser wird einer Vorgabeeinrichtung 25 zugeführt, die den maximal zulässigen Fadendurchmesser noch mit einem Sicherheitsfaktor multipliziert, beispielsweise den Faktor 3. Die Vorgabeeinrichtung 25 ist verbunden mit einem Komparator 26, dessen anderer Eingang verbunden ist mit der Fadendickenmeßeinrichtung 19.
• Wenn sich im Betrieb herausstellt, daß die Fadendickenmeßeinrichtung eine Fadendicke feststellt, die größer ist als die von der Vorgabeeinrichtung 25 vorgegebene höchst zulässige Fadendicke, dann wird dies als Fehler erkannt und einem Fehlerzähler 27 zugeführt. Der Fehlerzähler 27 weist bei Verwendung eines Drehgatters 7 für jeden Faden ein einzelnes Register auf. Der Fehlerzähler 27 zählt nun die auftretenden Fehler. Wenn sich beispielsweise bei zwei aufeinanderfolgenden Umdrehungen der Fadenführer 11 bei einem Faden zweimal eine Überschreitung der von der Vorgabeeinrichtung 25 vorgegebenen Fadendicke ergibt, dann wird die Maschinensteuerung 24 stillgesetzt. Hierzu erzeugt der Fehlerzähler 27 ein erstes Stoppsignal.
• Danach kann die Maschine wieder gestartet werden. Hierzu gibt eine Bedienungsperson ein Startsignal über einen Eingang 28. Sobald ein Fehler jedoch ein weiteres mal auftritt, wird die Maschine sofort wieder gesperrt und läßt sich dann nur starten, wenn das Schärprogramm neu begonnen wird, d. h. die bereits gewickelten Fäden wieder von der Schärtrommel 1 entfernt werden.
• Mit dieser Möglichkeit trägt man der Tatsache Rechnung, daß manche Fäden eine lokale Verdickung aufweisen, beispielsweise durch Flusen. Eine einzelne Verdickung ist noch kein signifikantes Zeichen für die Verwendung eines zu dicken Fadens. Eine derartige Fluse würde auch den Konusaufbau praktisch nicht stören. Die Chance, daß derartige Flusen in Abständen vorhanden sind, die jeweils dem Umfang der Schärtrommel 1 entsprechen, ist jedoch relativ klein. Wenn also ein Fehler zweimal auftritt, ist dies bereits ein Zeichen dafür, daß die Dicke des gewählten Fadens insgesamt zu groß ist. Die Maschine wird also stillgesetzt und der Bediener hat die Möglichkeit, diese Frage zu überprüfen. Stellt er fest, daß die Dicke des Fadens eigentlich richtig sein müßte, kann er die Maschine wieder starten. Falls er sich geirrt hat, wird dies von der Fadendickenmeßeinrichtung 19 zuverlässig festgestellt und die Maschine wird endgültig stillgesetzt. Eine Manipulierungsmöglichkeit ist also nicht möglich.
• Durch eine gestrichelte Linie 31 von der Fadendickenmeßeinrichtung 19 zur Maschinensteuerung 24 ist dargestellt, daß bestimmte Sicherheitsmaßnahmen getroffen worden sind, um ein Ausschalten der Überprüfungsmöglichkeit zu vermeiden. Die Fadendickenmeßeinrichtung 19 sendet permanent ein Anwesenheitssignal an die Maschinensteuerung 24. Wenn dieses Signal nicht vorhanden ist, dann kann die Maschinensteuerung 24 die Maschine nicht starten.
• Darüber hinaus wird festgestellt, ob bei jedem Durchlauf eines Fadens 12 durch die Meßstrecke 22 auch ein Meßsignal erzeugt wird. Der Zeitpunkt des Durchlaufs der Fäden 12 durch die Meßstrecke 22 ist bekannt. Sobald hier ein Signal bei einem an und für sich zu erwartenden Durchlauf ausbleibt, wird die Maschine ebenfalls stillgesetzt.
• In einer anderen Vorgehensweise, die in Fig. 6 dargestellt ist, kann die Fadendickenmeßeinrichtung 19 unmittelbar verwendet werden, um die Maschine zu steuern. Die Maschinensteuerung 24 weist hierbei einen in der Geschwindigkeit stufenlos regelbaren Antrieb 29 für die Transportbänder 2 und einen ebenfalls regelbaren Positionierantrieb 30 für die Ablageposition der Fadenführer 11 auf. Es ist schematisch dargestellt, daß das Ausgangssignal der Fadendickenmeßeinrichtung 19 diesen beiden Antrieben 29, 30 zugeführt wird. Tatsächlich wird natürlich das Ausgangssignal der Fadendickenmeßeinrichtung 19 noch aufbereitet werden müssen. Mit der in Fig. 6 gewählten schematischen Darstellung soll gezeigt werden, daß der Vorschub der Transportbänder 2 und die Positionierung der Fadenführer 11 tatsächlich in Abhängigkeit von gemessenen Fadendicken erfolgt.

Claims (17)

1. Kurzketten-Schärmaschine mit einer Schärtrommel, die eine Axialfördereinrichtung aufweist, mindestens einem Fadenführer, der um die Schärtrommel herum bewegbar ist, und einer Konusbildungseinrichtung, wobei ein Fadenzuführpfad vorgesehen ist, der auf der Schärtrommel endet, dadurch gekennzeichnet, daß im Fadenzuführpfad (18) eine Fadendickenmeßeinrichtung (19) angeordnet ist, die mit einer Maschinensteuerung (24) verbunden ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fadenscheibe (16) vorgesehen ist, über deren Rand der Fadenzuführpfad (18) verläuft, und die Fadendickenmeßeinrichtung (19) im Bereich der Fadenscheibe (16) angeordnet ist.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadendickenmeßeinrichtung (19) für jeden Faden eine eigene Meßstrecke aufweist.

4. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Faden mit einem Abschnitt (18), der eine in Bezug auf die Schärtrommel (1) axial gerichtete Komponente aufweist, auf einer Kreisbahn geführt ist und die Fadendickenmeßeinrichtung (19) sekantial zu der Kreisbahn angeordnet ist.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadendickenmeßeinrichtung (19) ein Strahlungsmeßfeld (22) zwischen einem Sender (20) und einem Empfänger (21) aufweist.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fadenleiteinrichtung (50) vorgesehen ist, die jeden Faden im Strahlungsmeßfeld (22) auf einer vorbestimmten Bahn führt.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenleiteinrichtung (50) eine Leitfläche aufweist, an der die Fäden (12) entlanggleiten, wobei die Leitfläche parallel zur Strahlungsrichtung ausgerichtet ist.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadendickenmeßeinrichtung (19) als Lasermeßeinrichtung ausgebildet ist.

9. Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadendickenmeßeinrichtung (19) zwischen der Fadenscheibe (16) und dem Fadenführer (11) angeordnet ist.

10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Konusbildungseinrichtung eine Steuereinrichtung mit einer Vorgabeeinrichtung (25) für einen Fadendickengrenzwert und einen Fehlerzähler (27) aufweist, wobei der Fehlerzähler (27) für jeden Faden getrennt ein Überschreiten des Fadendickengrenzwerts als Fehler zählt und die Steuereinrichtung nach einer vorbestimmten Anzahl von Fehlern ein erstes Stoppsignal für die Maschinensteuerung (24) erzeugt.

11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Rücksetzeingang (28) aufweist, der auf den Fehlerzähler (27) wirkt und das erste Stoppsignal überschreibt, wobei die Steuereinrichtung nach einer vorbestimmten Anzahl von Fehlern ein zweites Stoppsignal erzeugt, das durch den Rücksetzeingang (28) nicht überschreibbar ist.

12. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadendickenmeßeinrichtung (19) auf eine Vorschubsteuerung (29, 30) der Konusbildungseinrichtung einwirkt.

13. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadendickenmeßeinrichtung (19) permanent ein Anwesenheitssignal (31) erzeugt, wobei die Maschinensteuerung (24) ohne Empfang des Anwesenheitssignals (31) blockiert ist.

14. Verfahren zum Erzeugen einer Kurzkette, bei der mindestens ein Faden um eine Schärtrommel gewickelt wird und eine Bewegung von bereits aufgewickelten Fäden und eine Fadenzufuhr so gesteuert werden, daß sich auf der Schärtrommel ein Konus bildet, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Fadenumlauf die Dicke des Fadens mindestens einmal gemessen wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessene Fadendicke zur Steuerung der Bildung des Konus verwendet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessene Fadendicke als Überwachungsgröße verwendet wird, mit der feststellbar ist, ob vorgegebene Einstellungen zulässig sind.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schärmaschine stillgesetzt wird, wenn die vorgegebenen Einstellungen bei einer gemessenen Fadendicke unzulässig sind.