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Die
Erfindung betrifft eine Fachbildeeinrichtung für eine Webmaschine.
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Webmaschinen
weisen eine so genannte Fachbildeeinrichtung auf, die dazu dient,
Kettfäden einem
Bindungsmuster entsprechend aus der Kettfadenebene heraus nach oben
oder nach unten zu führen,
so dass durch die gespreizten Kettfä den ein so genanntes Fach entsteht.
In dieses wird ein Schussfaden eingetragen (Schusseintrag). Fachbildung kann
beispielsweise mittels so genannter Weblitzen erfolgen, durch deren Öhr jeweils
ein Kettfaden läuft. Die
Weblitzen sind an einem Rahmen gehalten, der als Webschaft bezeichnet
wird. Der Webschaft muss dem Arbeitstakt der Webmaschine entsprechend
in schneller Folge auf und ab bewegt werden. Moderne Webmaschinen
weisen in der Regel mehrere Webschäfte auf, die eng benachbart
hintereinander angeordnet sind. Die verschiedenen Schäfte sind
unterschiedlichen Kettfäden
zugeordnet. Je nach dem, welche Schäfte nach oben oder unten geführt werden,
können
unterschiedliche Fächer
gebildet werden, um die gewünschte
Bindung (Patrone) zwischen Kett- und Schussfäden zu erzeugen. Zum Antrieb
der Schäfte
werden in der Regel so genannte Schaftmaschinen verwendet, die durch
entsprechende Getriebemittel die Schaftbewegung von dem Hauptantrieb der
Webmaschine ableiten.
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Es
ist bereits mehrfach vorgeschlagen worden, die Schäfte individuell
durch geeignete Servoantriebe zu bewegen. Dazu offenbart beispielsweise die
DE 198 21 094 A1 einen
elektromagnetischen Antrieb. Der Schaft ist entsprechend einer Ausführungsform
mit zwei elektromagnetischen Antriebsvorrichtungen verbunden, die
als Linearantriebe dienen. Zug- und
Druckstangen verbinden das bewegliche Glied des elektromagnetischen
Antriebs mit dem Schaft. Die elektromagnetischen Linearantriebe
sind dabei unterhalb des Schafts angeordnet.
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Es
ist aus der gleichen Druckschrift bekannt, den elektromagnetischen
Linearantrieb neben dem Schaft anzuordnen und die horizontale Arbeitsrichtung
des Antriebs über
ein geeignetes Getriebe in die vertikale geeignetes Getriebe in
die vertikale Arbeitsbewegung des Schafts umzusetzen.
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Dieses
Prinzip stößt an Grenzen,
wenn mehrere Schäfte
eng benachbart anzuordnen und entsprechend anzutreiben sind. Üblicherweise
stehen die Schäfte
in einer Teilung von 12 mm. Der für die elektromagnetischen Linearantriebe
zur Verfügung stehende
Platz ist somit äußerst eingeschränkt, so dass
kaum praktische Lösungen
zu erzielen sind.
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Aus
der JP 2003-89940 1A ist es bekannt, Webschäfte einer Webmaschine durch
Servomotoren anzutreiben. Dazu ist jedem Webschaft ein Servomotor
zugeordnet. Die Servomotoren sind in einem entsprechenden seitlich
neben der Webmaschine angeordneten Antriebskasten in zwei Ebenen übereinander
angeordnet. Jeder Servomotor betätigt über einen
Exzenter einen Pleuel. Unterhalb der Webschäfte stehende Winkelhebel lenken
die etwa horizontal oszillierende Pleuelbewegung in eine Vertikaloszillation
um. Die beiden Winkelhebel sind untereinander durch eine Zug- und
Druckstange verbunden.
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Eine ähnliche
Anordnung ist aus der
EP
1 215 317 A2 bekannt. Diese Druckschrift offenbart jedoch
zusätzlich
noch die Anordnung von Servomotoren in mehr als zwei Ebenen übereinander,
wobei die Servomotoren gegeneinander versetzt oder auch vertikal
miteinander fluchtend angeordnet sein können.
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Bei
den Antriebseinrichtungen gemäß den beiden
letzt genannten Dokumenten, können
sich Schwierigkeiten und Begrenzungen hinsichtlich der Arbeitsgeschwindigkeit
in Folge der den Getriebeelementen inhärenten trägen Massen sowie durch Lagerspiele
ergeben.
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Die
EP 0 879 909 A1 schlägt dazu
vor, die Webschäfte
mittels linearer Direktantriebe oder elektrischer Linearmotoren
zu bewegen. Dies stößt wegen
der engen Teilung der Webschäfte,
d.h. wegen des geringen Abstands derselben, wiederum auf Probleme
hinsichtlich der Unterbringung der Linearantriebe.
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Die
DE 101 11 017 A1 versucht
die genannten Nachteile mit speziellen scheibenartig aufgebauten
Elektromotoren zu überwinden,
deren Läufer
einen langen Hebel bildet. Letzterer ist über ein Pleuel mit dem Webschaft
verbunden. Die speziellen Motoren können paarweise einander gegenüber liegend angeordnet
und auch in mehreren Ebenen angeordnet werden. Dadurch steht das
doppelte oder das vierfache der axialen Webschaftdicke für die axiale Baulänge der
Motoren zur Verfügung.
Dennoch ist die axiale Länge
der Motoren bei diesem Konzept beschränkt. Außerdem treten, zumindest wenn
die Motoren in unterschiedlichen Ebenen angeordnet werden, unterschiedliche
Pleuellängen
auf, was wiederum zu Schwierigkeiten führen kann.
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Davon
ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Fachbildeeinrichtung
zu schaffen, die hinsichtlich der Ausbildung ihrer Antriebseinrichtung verbessert
ist.
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Die
erfindungsgemäße Fachbildeeinrichtung weist
mehrere Webschäfte
auf, denen jeweils individuelle Antriebseinrichtungen zugeordnet
sind. Die Antriebseinrichtungen bilden jeweils ein Cluster, das unterhalb
der Gruppe der Webschäfte
angeordnet ist. Zu jeder Antriebseinrichtung gehört wenigstens ein Servomotor
mit einem an seiner Abtriebswelle befestigten Hebel, der über einen
Pleuel mit dem Webschaft ver bunden ist. Dabei ist vorgesehen, dass
die Hebel der Servomotoren in unterschiedlichen Raumrichtungen orientiert
sind, wenn sich die Webschäfte in
Ruheposition befinden. Diese Maßnahme
gestattet es, die Servomotoren neben- und übereinander in mehreren Ebenen
anzuordnen, ohne dass komplizierte Zwischengetriebe erforderlich
wären,
um die Drehbewegung des Servomotors in eine Linearbewegung des Webschafts
umzusetzen. Es können Servomotoren
mit nahezu beliebigen Baulängen
zum Einsatz kommen und zwar selbst bei hoher Anzahl von Webschäften, wie
beispielsweise 12 oder 16. Dies eröffnet wiederum den Weg zu relativ
schlanken Servomotoren, deren Außendurchmesser geringer ist
als die Länge
des von ihnen betätigten
Hebels. Schlanke Servomotoren haben in der Regel ein sehr niedriges
Eigenträgheitsmoment,
was die Erzielung hoher Schaftbeschleunigungen gestattet. Außerdem können die
Servomotoren in Folge der fehlenden Längenbeschränkung eine zur Erzielung des
erforderlichen Antriebsdrehmoments geeignete große Länge aufweisen.
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Die
Maßnahme,
die an den Servomotoren befestigten und von diesen bewegten Hebel
in Ruheposition in unterschiedliche Raumrichtungen weisen zu lassen,
eröffnet
den Weg zu einer insgesamt kompakten Bauweise. Die freien schwenkenden
Enden der Hebel sind alle im Zentrum des von den Servomotoren festgelegten
Clusters, d.h. der betreffenden Servomotorengruppe, lokalisiert.
Damit können
die Webschäfte
mit im Wesentlichen einheitlichen Pleueln an die Hebel angeschlossen
werden. Der Abstand zwischen den Webschäften und der Servomotorengruppe
kann relativ gering sein und es werden dennoch ausreichend große Pleuellängen erreicht. Die
Hebel der oberen Servomotoren einer Servomotorengruppe weisen nach
unten zu den unteren Pleuelenden hin während die Hebel der unteren
Servomotoren einer Servomotorengruppe nach oben zu den Pleueln hin
weisen. Die Enden der angetriebenen Hebel stehen alle etwa in dem
gleichen zentralen, von der Servomotorengruppe umgebenen Bereich.
Hier enden auch die unteren Pleuels. Die Servomotoren der Servomotorengruppe
nutzen damit sowohl den oberhalb der unteren Pleuelenden vorhandenen
Raumbereich als auch den unterhalb derselben vorhandenen Raumbereich
für die
Anordnung der Servomotoren. Dies führt zu einem kompakten platzsparenden
Aufbau und zu einem kurzen Kraftübertragungsweg.
Das zwischen den Servomotoren und den Webschäften vorhandene Getriebe kann leicht
und spielarm gestaltet werden, was sowohl der Erhöhung der
Arbeitsgeschwindigkeit als auch der Erhöhung der Lebensdauer entgegenkommt.
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Die
Achsen der Servomotoren sind vorzugsweise auf einem Kreis oder einer
Ellipse angeordnet. Dies ergibt eine übersichtliche Anordnung und
einigermaßen
symmetrische Antriebsverhältnisse
für unterschiedliche
Servomotoren an einer Servomotorengruppe.
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Die
Servomotoren sind vorzugsweise mit einer Steuereinrichtung verbunden,
die die Webschäfte
einem Steuersignal entsprechend führt. In einem einfachsten Fall
ist das Steuersignal ein Schaltsignal. Es weist den betreffenden
Servomotor an, den ihm zugeordneten Webschaft in seine obere oder
seine untere Endlage zu überführen. Bei
dieser Betriebsart spielt die nichtlineare Getriebeübersetzung,
die der Pleuel und der Hebel bilden, eine untergeordnete Rolle.
Es ist aber auch möglich,
den Schaft proportional zu einem Steuersignal zu führen. In
diesem Fall weist die Steuereinrichtung vorzugsweise einen Kennlinienblock
auf, der die nichtlineare Übertragungskennlinie
des Hebelgetriebes kompensiert. Den unterschiedlichen Servomotoren
können
jeweils individuelle Kennlinienblöcke zugeordnet sein. Aus Sicht
der Steuereinrichtung ergibt sich somit ein linearer Antrieb, bei
dem jeder Schaft seinem Steuersignal proportional folgt.
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Weitere
Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung, der Beschreibung oder
von Ansprüchen.
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In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Fachbildeeinrichtung
in schematisierter, perspektivischer Darstellung,
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2 die
Fachbildeeinrichtung nach 1 in ausschnittsweiser,
schematisierter Vorderansicht,
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3 die
Fachbildeeinrichtung nach 1 und 2 in
einer ausschnittsweisen, schematisierten Draufsicht,
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4 die
Fachbildeeinrichtung und ihre Steuereinrichtung in einer schematisierten
Funktionsdarstellung,
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5 eine
abgewandelte Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Fachbildeeinrichtung
in einer ausschnittsweisen, schematisierten Vorderansicht,
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6 die
Fachbildeeinrichtung nach 5 in Draufsicht,
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7 eine
weitere abgewandelte Ausführungsform
einer Fachbildeeinrichtung in ausschnittsweiser Vorderansicht,
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8 die
Fachbildeeinrichtung nach 7 in Draufsicht
und
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9 eine
abgewandelte Ausführungsform einer
Fachbildeeinrichtung in Funktionsdarstellung.
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In 1 ist
eine Fachbildeeinrichtung 1 veranschaulicht, zu der zwölf Webschäfte 2 gehören. Von
diesen sind in 1 sechs Webschäfte 3 bis 8 veranschaulicht.
Die Webschäfte 2 sind
jeweils durch einen rechteckigen Rahmen mit oberem und unterem, üblicherweise
horizontal angeordnetem Schaftstab gebildet. Die Enden der Schaftstäbe sind durch
so genannte Seitenstützen
miteinander verbunden. Die Webschäfte 2 dienen zur Lagerung
und Führung
von Litzen 9, deren Enden auf nicht weiter veranschaulichten
Litzentragschienen sitzen. Die Litzen 9 sind flache flexible
Metallelemente mit jeweils wenigstens einer Fadenöse 11 zur
Führung
des Kettfadens. Die Litzen 9 sitzen vorzugsweise mit einigem Längsspiel
(Vertikalspiel) auf den entsprechenden Litzentragschienen. Wird
ein Webschaft 3 bis 8 nach oben oder unten geführt (d.h.
in Litzenlängsrichtung verstellt)
während
die anderen Webschäfte
am Platz bleiben, entsteht ein Fach, in das ein Schussfaden eingetragen
werden kann (Schusseintrag).
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Die
Webschäfte 2 sind
bezogen auf die Kettfadenlängsrichtung
relativ flach ausgebildet. Üblicherweise
beanspruchen sie jeweils kaum mehr als 12 mm, so dass eine entsprechend
enge Anordnung der Webschäfte 3 bis 8 zu
verzeichnen ist. Sie müssen
dennoch individuell, d.h. unabhängig
voneinander möglichst
schnell nach oben oder unten bewegt werden können. Dazu dient die in 1 schematisch veranschaulichte
Antriebseinrichtung 12, zu der zwei oder mehrere Servomotorengruppen 13, 14 gehören. Die
Servomotorengruppen 13, 14 sind in diesem Ausführungsbeispiel
zueinander spiegelbildlich ausgebildet. Die nachfolgende Beschreibung
der Servomotorengruppe 14 gilt somit entsprechend für die Servomotorengruppe 13.
Die im Rahmen der Beschreibung der Servomotorengruppe 14 eingeführten Bezugszeichen
sind deshalb in 1 an der Servomotorengruppe 13 wiederholt.
Die Beschreibung der Servomotorengruppe 14 gilt unter Berücksichtigung der
spiegelbildlichen Anordnung entsprechend für die Servomotorengruppe 13.
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Zu
der Servomotorengruppe 14 gehören sechs Servomotoren 15 bis 20,
die jeweils einen Hebel 21 bis 26 tragen. Der
Hebel ist mit einer Abtriebswelle des jeweiligen Servomotors 15 bis 20 drehfest verbunden,
die eine Drehachse 27 bis 32 festlegt. Die Servomotoren
sind, wie insbesondere aus 2 am Beispiel
der Servomotorengruppe 13 hervorgeht, so angeordnet, dass
ihre Drehachsen 27 bis 32 auf einem gedachten
Kreis 33 angeordnet sind. Die Hebel 21 bis 26 weisen
mit ihren freien Enden zu dem Zentrum dieses Kreises 33 hin.
Bezüglich
des Kreises 33 sind die Hebel 21 bis 26 somit
im Wesentlichen radial orientiert. Wenigstens sind sie dabei so
orientiert, dass das Ende des jeweiligen Hebels 21 bis 26 die Mitte
des Kreises 33 im Rahmen seiner Arbeitsbewegung erreichen
kann.
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Die
Servomotoren 15 bis 20 sind, wie aus 1 und 3 hervorgeht,
axial gegeneinander versetzt, so dass die Enden der Hebel 21 bis 26,
bezogen auf die Längsrichtung
der Achsen 27 bis 32 in Längsrichtung hintereinander
gestaffelt sind. Der Längsversatz
der Servomotoren 15 bis 20 entspricht der von
den Webschäften 3 bis 8 festgelegten
Teilung. Der Servomotor 15 ist so angeordnet, dass sein Hebel 21 unterhalb
des Webschafts 3 steht. Der Servomotor 16 ist
so angeordnet, dass sein Hebel 22 unterhalb des Webschafts 4 steht.
Entsprechend sind die weiteren Servomotoren 17 bis 20 so
versetzt, dass zuletzt der Hebel 26 des Servomotors 20 unterhalb
des Webschafts 8 steht.
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Die
freien Enden der Hebel 21 bis 26 sind jeweils
gelenkig mit einem Ende eines Pleuels 34 bis 39 verbunden,
dessen jeweiliges oberes Ende mit dem zugeordneten Webschaft 3 bis 8 gelenkig
verbunden ist. Die Pleuel 34 bis 39 sind dabei
vorzugsweise im Wesentlichen gleich lang und parallel zueinander
angeordnet. Die Verbindung zwischen dem Servomotor 15 bis 20 und
dem jeweils zugeordneten Webschaft 3 bis 8 wird
somit lediglich über
zwei Gelenkpunkte erreicht, nämlich
jeweils ein Gelenkpunkt zwischen dem Webschaft und dem Pleuel und
einem zweiten Gelenkpunkt zwischen dem Pleuel und dem zugeordneten
Hebel. Eine solche Verbindung ist spielarm und außerdem mit
geringen trägen
Massen behaftet. Die Achsen 27 bis 32 der Servomotoren sind
auf dem Kreis 33 vorzugsweise so verteilt wie in 2 veranschaulicht.
Die Achsen 28, 31 liegen sich bezüglich einer
von dem Pleuel 34 festgelegten Vertikalen 41 spiegelbildlich
gegenüber.
In geringst möglichem
Winkelabstand oberhalb der Servomotoren 16, 19 liegen
sich die Servomotoren 15, 20 (bis auf den axialen
Versatz) spiegelbildlich gegenüber.
Entsprechendes gilt für
ihre Drehachsen 27, 32. Die Drehachsen 28, 31 legen
eine Horizontale 42 fest. Bezüglich dieser Horizontalen sind
die Servomotoren 17, 18 und deren Achsen 29, 30 spiegelbildlich
zu den Servomotoren 15, 20 bzw. deren Achsen 27, 32 angeordnet.
Bei dieser Anordnung schließen
die Hebel 21, 26 mit den zugeordneten Pleueln 34, 39 jeweils
einen spitzen Winkel von beispielsweise etwa 45° ein. Die Hebel 22, 25 schließen mit
den zugeordneten Pleueln 35, 38 in Ruheposition
jeweils einen rechten Winkel ein. Die Hebel 23, 24 schließen mit den
zugeordneten Pleueln 36, 37 jeweils einen stumpfen
Winkel von beispielsweise 135° ein.
Die Hebel 21 bis 26 sind dabei vorzugsweise etwa
gleich lang. Sie streben sternförmig
von dem Zentrum des Kreises 33 weg. Die Drehachsen 30, 31, 32 legen
ein gleichschenkliges Dreieck fest. Gleiches gilt für die gespiegelten
Drehachsen 27, 28, 29.
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Wie 3 veranschaulicht,
gehört
zu der vollständigen
Schaftanordnung eine zweite Gruppe Webschäfte 3' bis 8', die wiederum durch eine Servomotorengruppe 13' angetrieben
ist. die Servomotorengruppe 13' und die Webschäfte 3' bis 8' sind zu der vorbeschriebenen Gruppe
von Webschäften 3 bis 8 und
der Servomotorengruppe 13 bezüglich einer Vertikalebene gespiegelt
angeordnet. Die Vertikalebene steht in 3 senkrecht
auf der Zeichenebene und verläuft
parallel zu den Webschäften 3 bis 8.
Entsprechend gilt die Beschreibung der Servomotorengruppe 13 entsprechend
für die
Servomotorengruppe 13'.
Die Beschreibung der Webschäfte 3 bis 8 gilt
entsprechend für
die Webschäfte 3' bis 8'. Zu der Servomotorengruppe 14 existiert
ebenfalls eine gespiegelte Servomotorengruppe, die nicht weiter
veranschaulicht ist. Somit sind die Webschäfte 3 bis 8 sowie 3' bis 8' durch insgesamt
vier Servomotorengruppen angeordnet, die insgesamt 24 Servomotoren
umfassen.
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4 veranschaulicht
die Ansteuerung der Servomotoren 15, 16, 17 durch
eine Steuereinrichtung 43. Diese ist lediglich für die Servomotoren 15 bis 17 beispielhaft
veranschaulicht. Sie weist entsprechende Ein- und Ausgänge auch
für alle
anderen Servomotoren auf. Die Servomotoren 15 bis 17 stehen
stellvertretend für
diese, wobei der Servomotor 15 typisch für alle anderen
Servomotoren ist, deren Hebel mit dem Pleuel in Ruheposition einen
spitzen Winkel einschließt.
Der Servomotor 16 ist typisch für alle Servomotoren, deren
Hebel mit den zugeordneten Pleueln in Ruheposition ungefähr einen
rechten Winkel einschließt.
Der Servomotor 17 ist typisch für alle Servomotoren deren Hebel
mit dem zugeordneten Pleuel in Ruheposition einen stumpfen Winkel einschließt.
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Alle
Servomotoren 15 bis 17 weisen jeweils einen Steuereingang
auf, der über
eine entsprechende Leitung oder ein Leitungsbündel 45 bis 47 von
der Steuereinrichtung 43 mit Steuerleistung versorgt wird.
Diese kann in Steuerspannung, Steuerströmen und/oder entsprechenden
Stromimpulsen bestehen. Jeder Servomotor 15 bis 17 weist
eine Positionserfassungseinrichtung, beispielsweise einen Resolver oder ähnliche
Positionsgeber, auf, die über
entsprechende Signalleitungen 48, 49, 50 mit
der Steuereinrichtung 43 verbunden sind. Diese enthält für jeden Servomotor 15 bis 17 eine
Positionsregelschleife 51, 52, 53, die
dafür sorgt,
dass der von dem jeweiligen Hebel 21 bis 23 eingenommene
Drehwinkel einen an einem Sollwert-Vorgabeeingang 54, 55, 56 anstehenden
Signalwert entspricht.
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Bei
der Drehung des Servomotors 15, 16, 17 bzw.
seines Hebels 21, 22, 23 verändert sich
der Winkel zwischen dem Hebel 21 bis 23 und dem
angeschlossenen Pleuel 34 bis 36. Außerdem schwenkt
das Pleuel 34 bis 36 aus seiner Vertikalorientierung
heraus. Folglich entspricht der Hub des angeschlossenen Webschafts 3, 4, 5 nicht
proportional dem Drehwinkel des Hebels 21 bis 23.
Er folgt dadurch auch nicht proportional dem Steuersignal an dem
Sollwert-Vorgabeeingang 54 bis 56. Zur Kompensation
dieser unterschiedlichen Nichtlinearitäten erhalten zumindest zwei
der Positionsregelschleifen 51 bis 53, vorzugsweise
aber alle drei, einen Kennlinienblock 57, 58, 59,
indem eine Kennlinie abgespeichert ist, die der individuellen Getriebekennlinie
des zuge ordneten Servomotors 15 bis 17 angepasst
ist. Sie ist so festgelegt, dass sie die Getriebekennlinie vollständig kompensiert,
d.h. linearisiert oder mit dieser gemeinsam eine gewünschte Funktion
ergibt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass alle drei Webschäfte 3, 4, 5,
die an die Servomotoren 15, 16, 17 angeschlossen
sind, auf Steuersignale an den Steuereingängen 61, 62, 63 gleich
reagieren. Die unterschiedlichen Getriebekinematiken sind dadurch kompensiert.
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Die
insoweit beschriebene Fachbildeeinrichtung 1 arbeitet wie
folgt:
In Ruheposition stehen die Webschäfte 3 bis 8 (sowie wie
die Webschäfte 3' bis 8'), wie in 1 veranschaulicht,
in einer Position aus der sie z.B. sowohl nach oben als auch bedarfsweise
nach unten ausgelenkt werden können.
Die Ruheposition kann aber auch so festgelegt sein, dass die Webschäfte nur
in einer Richtung, z.B. nur nach oben ausgelenkt werden können. Die
Hebel 21 bis 26 stehen dann in Ruheposition vorzugsweise
unterhalb des Zentrums des Kreises 33. Die Kettfäden laufen
im Wesentlichen horizontal durch die Fadenösen 11 und liegen
in einer gemeinsamen Ebene. Sollen nun durch die Litzen 9 des
Webschafts 3 laufende Kettfäden aus der Kettfadenebene
heraus ausgelenkt werden, werden die Servomotoren 15 der
Servomotorgruppen 13, 14 entsprechend angesteuert.
Sie erhalten dazu an dem Steuereingang 61 (4)
ein Signal, das den Weg-Zeit-Verlauf des Webschafts 3 vorgibt.
Dieses Signal kann ein Analogsignal oder ein Digitalsignal sein.
Der Kennlinienblock 57 setzt dieses Wegsignal in ein Winkelsignal
für den
Servomotor 15 um. Die Regelschleife 51 sorgt dann
dafür,
dass der Servomotor 15 diesem Winkelsignal folgt. Entsprechend wird
der Hebel 21 wie gewünscht
nach unten oder nach oben (mit dem Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn)
geschwenkt. Entsprechend wird der Webschaft 3 gehoben oder
gesenkt. Somit ist das gewünschte
Webfach gebildet und der Schussfaden kann eingetragen werden.
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Der
beschriebene Vorgang kann in entsprechender Weise für alle anderen
Servomotoren 16 bis 20 durchgeführt werden,
um den jeweils zugeordneten Webschaft 4 bis 8 zu
heben oder zu senken und entsprechende Fächer zu bilden. Die Ansteuerung der
Servomotoren 15 bis 20 erfolgt gemäß einem
vorgegebenen Muster, so dass die gewünschte Bindung des Gewebes
erzielt wird. Die Arbeit der Servomotoren 15 bis 20 ist
außerdem
auf die Arbeit der sonstigen Organe einer Webmaschine synchronisiert,
die zum Schusseintrag, zum Anschlagen oder zur Durchführung sonstiger
Operationen dienen.
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Die 5 und 6 veranschaulichen
eine abgewandelte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Fachbildeeinrichtung 1.
Sie unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
durch die Anzahl der beweglichen Webschäfte 3 bis 8, 8a, 8b,
die hier sechzehn beträgt. Weitere
Webschäfte 8c (8c') können vorgesehen sein,
die unbeweglich gelagert sind und denen keine Antriebseinrichtung
zugeordnet ist. Den Webschäften 3 bis 8b (3' bis 8b') sind wiederum
Servomotorgruppen 13, 14, 13', 14' zugeordnet,
deren Grundaufbau der Servomotorgruppe 13, 14 nach 1 bis 3 ähnelt. Jede
Servomotorgruppe 13, 14, 13', 14' umfasst hier
aber jeweils acht Servomotoren 15, 16, 17, 17a, 18a, 18, 19, 20,
die auf einem gedachten Kreis angeordnet sind. Ihre Hebel 21, 22, 23, 23a, 24a, 24, 25, 26 sind
auf das Kreiszentrum hin gerichtet. Sie sind über Pleuel mit den Webschäften 2 verbunden
und diesen jeweils einzeln individuell zugeordnet. Die Winkelabstände der
Servomotoren 15 bis 20 sind nicht einheitlich.
Zwischen den Servomotoren 17a, 18a sowie 15 und 20 ist
jeweils eine Lücke
vorgesehen, die wesentlich größer ist
als die Abstände zwischen
den übrigen,
enger benachbarten Servomotoren 15 bis 17a bzw. 18a bis 20.
Die Servomotoren 15 bis 20 sind dabei, wie auch
bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel,
so angeordnet, dass in Ruheposition keiner der Hebel 21 bis 26 einen
Winkel mit dem zugeordneten Pleuel einschließt, der kleiner als 40° ist. Vorzugsweise
ist der Winkel nicht kleiner als 45°. Auf diese Weise wird erreicht,
dass die unterschiedlichen, durch die Hebel-Pleuel-Verbindung gebildeten Übertragungscharakteristika
nicht zu stark voneinander abweichen und durch die Kennlinienblöcke 57 bis 59,
gemäß 4,
kompensierbar sind.
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Eine
weitere auf der Ausführungsform
nach 1 bis 3 aufbauende Ausgestaltung der
Erfindung ist aus den 7 und 8 ersichtlich.
Es wird auf die vorstehende Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang
mit den 1 bis 3 verwiesen, die
entsprechend gilt. Ergänzend
bzw. abweichend gilt unter Zugrundelegung gleicher Bezugszeichen folgendes:
Die
Servomotoren 15 bis 20 (sechs an der Zahl) sind zur
Bewegung der insgesamt sechs der Servomotorgruppe 13 zugeordneten
Webschäfte 2,
wiederum unterhalb derselben angeordnet, wobei sie jedoch nicht
in einem Kreis sondern auf einer elliptischen 33a angeordnet
sind. Die inneren Enden der Hebel 21 bis 26, die
an die Pleuel 34 bis 39 angeschlossen sind, befinden
sich im Zentrum dieser Ellipse. Die Ellipse 33a ist so
orientiert, dass ihre große
Halbachse auf der Vertikalen 41 liegt. Die Enden der Hebel 21 bis 26 sind vorzugsweise
in einem Bereich zwischen beiden Brennpunkten der Ellipse 33a angeordnet. Die
Pleuel 34 bis 39 haben entsprechend unterschiedliche
Pleuellängen.
Die Pleuellängenunterschiede
sind jedoch gering. Vorzugsweise sind sie geringer als der Brennpunktabstand
der Ellipse 33a. Vorzugsweise sind die Hebel 21 bis 26 untereinander gleich
lang. Die mit den Pleueln 34 bis 39 eingeschlossenen
Winkel sind vorzugsweise nicht kleiner als 45°.
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Entsprechend
sind die übrigen
Servomotorgruppen 14, 13', 14' aufgebaut. Es kann eine Ansteuereinrichtung
gemäß 4 verwendet
werden, wobei die Kennlinienblöcke 57 bis 59 entsprechend
angepasst sind. Die Drehachsen 27 bis 32 der Servomotoren
können
sowohl auf der Ellipse 33a als auch auf Kreisbögen mit
entsprechend großem
Durchmesser angeordnet sein. Jedenfalls legen sie jeweils zu beiden
Seiten der Vertikalen 41 ein gleichschenkliges, relativ
flaches Dreieck fest.
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Eine
weitere Abwandlung der vorbeschriebenen Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung 43 betreffen:
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9 veranschaulicht
die abgewandelte Steuereinrichtung 43', die keine Kennlinienblöcke enthält. An Stelle
der Kennlinienblöcke 57 bis 59 sind Schalterblöcke 57' bis 59' vorgesehen,
die aus den an den Eingängen 61, 62, 63 anstehenden
Befehlen ein Schaltsignal gewinnen. Ein erster Wert des jeweiligen
Eingangssignals entspricht einem ersten Drehwinkel, beispielsweise
für eine
untere Position des jeweiligen Schafts 3, 4, 5.
Ein zweiter Wert des Eingangssignals an den Steuereingängen 61 bis 63 entspricht
einer zweiten Drehposition des jeweiligen Servomotors 15 bis 17 für eine zwei te
Position des angeschlossenen Schafts 3, 4, 5.
Die Winkelwerte sind so bemessen, dass angesichts der durch die
Hebel 21 bis 23 und die angeschlossenen Pleuel 34 bis 36 gebildeten
Getriebeübersetzung
die jeweiligen gewünschten
Arbeitspositionen für
den angeschlossenen Schaft 3, 4, 5 erreicht
werden. Sind die Eingangssignale an den Steuereingängen 61 bis 63 konstant,
gibt der jeweilige Schalterblock 57' bis 59' einen konstanten Winkelvorgabewert
aus, den die Servomotoren 15 bis 17 einnehmen. Ändern sich
die Steuersignale an den Steuereingängen 61 bis 63 in einer
Weise, dass der jeweilige Schalterblock 57' bis 59' an seinem Ausgang einen anderen
Winkelvorgabewert vorgibt, stellen die Positionsregelschleifen 51 bis 53 sofort
eine entsprechende Regelabweichung fest und führen die Servomotoren 15 bis 17 schnellst möglich nach,
um die Regelabweichung zu beseitigen.
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In
weiterer Abwandlung der Steuereinrichtung 43 bzw. 43' können die
Kennlinienblöcke 57 bis 59 oder
die Schalterblöcke 57' bis 59' auch in die
Signalleitungen 48 bis 50 eingesetzt werden, um
dort die Getriebe-Nichtlinearität
zu kompensieren. Alle beschriebenen Steuereinrichtungen 43 können sowohl
hardwaretechnisch als auch durch entsprechende Programmblöcke in Verbindung
mit einem geeigneten Computer, beispielsweise einem Mikrocontroller,
realisiert werden.
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Eine
Fachbildeeinrichtung 1 für eine Webmaschine weist mehrere
Webschäfte
auf, denen eine Antriebseinrichtung mit mehreren Servomotorgruppen 13, 14 zugeordnet
ist. Die Servomotorgruppen sind unterhalb der Webschäfte 3 bis 8 jeweils
als Cluster angeordnet, wobei sie mit ihren Drehachsen 27 bis 32 auf
einem Kreis, einer Ellipse oder einer ähnlichen Figur angeordnet sind.
Außerdem
sind sie axial gegeneinander versetzt. Jeder Servomotor 15 bis 20 ist versetzt.
Jeder Servomotor 15 bis 20 ist mit einem Abtriebshebel 21 bis 26 versehen.
Die freien Enden aller Hebel stehen etwa im Zentrum des Kreises
oder der Ellipse oder der sonstigen Umlauffigur. Sie sind über Pleuel 34 bis 39 mit
den Webschäften 3 bis 8 verbunden,
wobei sie mit den Pleueln 34 bis 39 unterschiedliche
Winkel einschließen.
Es ergibt sich dadurch eine Antriebseinrichtung mit geringer Trägheit, geringer
Nachgiebigkeit und geringem Spiel. Es ist die kontrollierte Erzielung
sehr schneller Schaftbewegungen möglich.
-
- 1
- Fachbildeeinrichtung
- 2,
3, 4, 5, 6, 7, 8
-
- 3', 4', 5', 6', 7',
-
- 8'
- Webschäfte
- 9
- Litzen
- 11
- Fadenöse
- 12
- Antriebseinrichtung
- 13,
14, 13', 14'
- Servomotorengruppen
- 15,
16, 17, 18, 19, 20
- Servomotoren
- 21,
22, 23, 24, 25, 26
- Hebel
- 27,
28, 29, 30, 31, 32
- Drehachse
- 33
- Kreis
- 33a
- Ellipse
- 34,
35, 36, 37, 38, 39
- Pleuel
- 41
- Vertikale
- 42
- Horizontale
- 43
- Steuereinrichtung
- 45,
46, 47
- Leitungsbündel
- 48,
49, 50
- Signalleitungen
- 51,
52, 53
- Positionsregelschleife
- 54,
55, 56
- Sollwert-Vorgabeeingang
- 57,
58, 59
- Kennlinienblöcke
- 61,
62, 63
- Steuereingänge