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Die
Erfindung betrifft ein Fadenliefergerät, das insbesondere für den Einsatz
an Strickmaschinen oder sonstigen fadenverbrauchenden Maschinen
eingerichtet ist, die zuweilen Faden zurückgeben. Solche Maschinen sind
bspw. Flachstrickmaschinen mit hin- und herlaufendem Schlitten,
wobei zumindest an einem der Schlittenumkehrpunkte eine kurze Fadenrücklieferung
auftreten kann. Fadenrücklieferung
kann bei Flachstrickmaschinen auch dann auftreten, wenn diese mehrere
Strickschlösser und
Fäden aufweisen,
von denen einzelne für
einen oder mehrere Hübe
inaktiv geschaltet werden können.
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Exzessive
Fadenrücklieferungen
können
außerdem
an Rundstrickmaschinen, insbesondere bei der sogenannten Fully-Fashioned
Technik auftreten. Bei dieser Technik werden nicht nur Fäden ein-
und ausgelegt, sondern es kann in bestimmten Gestrickabschnitten
erforderlich sein, den Strickzylinder mehr oder weniger weit ein
oder mehrmals rückwärts zu drehen.
Dieser Vorgang, bei dem der Strickzylinder repetierend vorwärts und
rückwärts gedreht
wird, wird „pendeln" genannt. Es kann
zur Fadenrücklieferung
von einem halben Meter Faden und mehr kommen. Die Fadenliefergeräte müssen solche
Fadenrücklieferung
berücksichtigen.
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Aus
der
DE 40 32 402 C2 ist
ein Speicherfournisseur zum Einsatz an Flachstrickmaschinen bekannt,
der mit einem gesonderten dynamischen Fadenspeicher kombiniert ist.
Der von dem Speicherfournisseur kommende Faden wird über einen
Fadenspeicher zu der Flachstrickmaschine geleitet. Der Fadenspeicher
wird durch einen langen Drehmoment beaufschlagten Hebel gebildet,
an dessen freien Ende eine Fadenöse
ausgebildet ist. Der Hebel ist schwenkbar gelagert. Außerdem sind
in dem Fadenlaufweg eine Fadenbremse und ein Fadenspannungssensor
angeordnet. Die bei der Schlittenumkehr rückgelieferte Fadenmenge wird
aufgenommen, indem zunächst
die gesteuerte Fadenbremse geschlossen wird, so dass kein weiterer
Faden von dem Speicherfournisseur abgezogen werden kann. Sodann
wird der Schwenkhebel mit Drehmoment beaufschlagt, so dass dieser
dem von dem Fadenführer der
Flachstrickmaschine rückgelieferten
Faden aufnimmt, indem er eine spitzwinklige Fadenschleife in die
Länge zieht.
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Bei
der erneuten Schlittenumkehr wird zunächst dieser Fadenvorrat aufgebraucht
und sodann die Fadenbremse wieder freigegeben, um den Faden von
dem Speicherfournisseur abzuziehen.
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Diese
Art der Fadenspeicherung eignet sich insbesondere für Speicherfournisseure,
bei deren Anwendung sich die Strickmaschine den Faden von dem Speicherfournisseur
abholt. Dies widerspricht jedoch dem mit Positiv-Fournisseuren angestrebten Prinzip
der Strickmaschine eine vorgegebene Fadenmenge zuzuteilen.
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Eine
Zwischenspeicherung von Faden ist auch mit der Fadenliefervorrichtung
gemäß
DE 37 32 102 C1 möglich. Diese
Druckschrift offenbart einen elektronisch geregelten Positiv-Fournisseur
mit einem von dem Faden umschlungenen Fadenlieferrad. Der zu der
Strickmaschine laufende Faden wird über einen Fadenspeicher geleitet.
Zu diesem gehört
ein um fast 360° schwenkbar
gelagerter Hebel, durch dessen Endöse der Faden läuft. Innerhalb
des von der Fadenöse
beschriebenen Kreises sind mehrere Fadenauflageelemente angeordnet,
die einen polygonalen Fadenspeicher festlegen. Ist zwischen dem Fadenlieferrad
und der angeschlossenen Maschine Faden übrig, der von der Maschine
nicht aufgenommen wird, wird diese Fadenmenge von dem Hebel auf
den Fadenauflageelementen abgelegt.
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Diese
Art der Fadenlieferung eignet sich insbesondere zur Fadenlieferung
mit konstanter Fadenspannung.
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Des
Weiteren ist aus der
DE
34 29 193 C1 eine Vorrichtung zum Ab- oder Aufwickeln von
Fäden von
bzw. auf eine Garnspule bekannt, bei der der Faden mittels eines
Wickelfingers an der Garnspule geführt wird. Der Wickelfinger
sitzt auf einer konzentrisch zu der Garnspule angeordneten Welle,
die von einem Elektromotor angetrieben wird. Der Wickelfinger läuft um den
Außenumfang
der Garnspule um. Der Elektromotor kann bedarfsweise so angesteuert werden,
dass der Faden von der Garnspule abgewickelt oder auch auf diese zurückgespult
wird. Zur Steuerung ist eine Fadenspannrolle vorgesehen, mit der
die Fadenspannung überprüft wird.
Herrscht Rücklieferbedarf
spult der Wickelfinger den Faden so lange zurück bis die Fadenspannrolle
von dem sich spannenden Faden wieder in Normalstellung geführt ist.
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Garnspulen
werden in der Regel auf sogenannten Spulengattern zusammengefasst,
von denen die Fäden
bedarfsweise auch über
längere
Strecken lediglich passiv abgezogen werden. Eine Einbeziehung der
Garnspulen in den aktiven Auf- und
Abwickelvorgang ist in vielen Fällen
kaum gewünscht und
bei größeren Abständen zwischen
der Garnspule und der Strickmaschine auch nicht möglich.
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Davon
ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fadenliefergerät zu schaffen,
das bei modernen Strickmaschinen oder sonstigen Textilmaschinen
gelegentlich auftretende Fadenrücklieferungen
verarbeiten kann.
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Diese
Aufgabe wird mit dem Fadenliefergerät nach Anspruch 1 oder Anspruch
19 gelöst:
Das
Fadenliefergerät
nach Anspruch 1 weist ein Fadenlieferrad auf, das mittels einer
Antriebseinrichtung in zwei entgegengesetzten Drehrichtungen antreibbar
ist, um den Faden zu fördern.
Der Fadenablauf erfolgt im Wesentlichen tangential. Eine erste Drehrichtung
dient als Vorwärtsdrehung
in Normalbetrieb der Lieferung von Faden in Fadenlieferrichtung zu
einer Fadenverbrauchsstelle. Die Rückwärtsdrehung dient in Rückholbetrieb
zur Rücknahme
des Fadens, der in Rückgaberichtung
von der Fadenverbrauchsstelle zurückkommt. Dieser wird dann auf das
Fadenlieferrad rückgewickelt.
An der Einlaufseite des Fadenlieferrads frei werdender Faden wird
in einem Fadenspeicher zwischengepuf fert. Dieser ist bezüglich der
normalen Fadenlieferrichtung vor dem Fadenlieferrad angeordnet.
Er kann zwischen einer ggfs. vorhandenen Fadenbremse und dem Fadenlieferrad
vorhanden sein. Die Anordnung des Fadenspeichers vor dem Fadenlieferrad
und dabei in unmittelbarer Nachbarschaft desselben lässt einerseits
die direkte Lieferbeziehung zwischen dem Fadenlieferrad und der
Strickmaschine bestehen, so dass das Fadenlieferrad der Strickmaschine
die gewünschte Fadenmenge
zuteilen oder abnehmen kann, und andererseits wird der Faden ohne
nennenswerten Einfluss auf die Spannung in dem Fadenwickel und in dem
Abschnitt zwischen Fadenlieferrad und Fadenverbrauchsstelle abgespeichert.
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Der
Fadenspeicher weist vorzugsweise eine konzentrisch zu dem Fadenlieferrad
angeordnete Fadenspeicherfläche
auf, die entweder als zusammenhängende,
ununterbrochene Fläche
oder auch als unterbrochene Fläche,
z. B. in Form mehrerer Einzelflächen,
ausgebildet sein kann. Die Einzelflächen können bspw. Auflagebereiche
von Stiften oder dergleichen sein. Die zu dem Fadenlieferrad konzentrische
Anordnung ermöglicht
das gleichmäßige Auf- und
Abwickeln des von dem Fadenlieferrad an seiner Einlaufseite rückgelieferten
Fadens mit gleichmäßiger Spannung.
Vorzugsweise ist dem Fadenspeicher dabei ein Fadenleger zugeordnet,
der den von dem Fadenlieferrad kommenden Faden auf die Speicherfläche auflegt
und von dieser auch wieder abnimmt. Der Fadenleger kann durch eine
Fadenführungsöse gebildet
sein, die bspw. durch einen geeigneten Hebel, auf einer zu dem Fadenlieferrad
konzentrischen Kreisbahn geführt
ist. Diese Anordnung gestattet ein gleichmäßiges Auf- und Abwickeln des
Fadens ohne nennenswerte Spannungsschwankungen. Insbesondere bei
elastischen Fäden
wird somit vermieden, dass der Faden mit unterschiedlichen Dehnungen zwischengespeichert
wird. Es wird auch verhindert, dass der Faden, wenn er von dem Fa denspeicher wieder
auf das Fadenlieferrad geführt
wird, dort mit unterschiedlichen, d.h. schwankenden Spannungen, in
den Wickel auf dem Fadenlieferrad läuft. Insgesamt kommt die, wie
oben beschrieben, konzentrische Anordnung somit der Gestrickqualität zugute.
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Dem
Fadenleger ist vorzugsweise eine Fadenleger-Antriebseinrichtung
zugeordnet, die von der Antriebseinrichtung des Fadenlieferrads
unabhängig
ist. Beispielsweise werden beide Antriebseinrichtungen durch Elektromotoren
gebildet. Beide Elektromotoren können
von einer Steuereinrichtung gesteuert sein, die den Fadenleger und
das Fadenlieferrad aufeinander abgestimmt bewegt. Dabei unterscheidet
die Steuereinrichtung vorzugsweise mehrere Betriebszustände, z.B.
gemäß Anspruch
9. Danach lässt
die Steuereinrichtung den Fadenleger und das Fadenliefergerät in Rückholbetrieb
mit aufeinander abgestimmten Drehzahlen rückwärts drehen, so dass der rückgeholte
Faden auf dem Fadenspeicher abgelegt wird, ohne dass neuer Faden
in den Fadenspeicher nachgezogen wird. Bei der Rückkehr zum Normalbetrieb wird
zunächst
die so gebildete Fadenreserve aufgebraucht, wobei das Fadenlieferrad
und der Fadenleger mit aufeinander abgestimmter Drehzahl vorwärts drehen.
Ist die Fadenreserve aufgebraucht, bleibt der Fadenleger z. B. in
einer Fixposition stehen, wobei das Fadenlieferrad unvermindert weiter
vorwärts
dreht. Ab dem Zeitpunkt des Stehenbleibens des Fadenlegers holt
sich das Fadenlieferrad dann den Faden von der Garnspule.
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Der
Vorzug dieser Einrichtung liegt darin, dass eine angeschlossene
Strickmaschine beliebig oft pendeln kann ohne Faden zu verbrauchen.
Der Faden wird bei jedem Pendelvorgang auf den Fadenspeicher auf
und von diesem wieder abgewickelt. Die Geschwindigkeit des Fadenlegers
und des Fadenlieferrads sind so aufeinander abgestimmt, dass dabei kein
Faden von der Garnspule nachgeholt wird, so dass sich die in dem
Fadenliefergerät
insgesamt vorhandene Fadenmenge nicht erhöht. Mit dem Pendeln der Strickmaschine
pendelt die Fadenmenge des Fadenliefergeräts zwischen einem Größtwert und
einem Kleinstwert, wobei sich diese um mehr als einen Meter unterscheiden
können.
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Die
Antriebseinrichtung des Fadenlieferrads und die Fadenleger-Antriebseinrichtung
werden jeweils durch einen Elektromotor, vorzugsweise einen positionsgeregelten
Elektromotor, gebildet. Als Alternative ist es jedoch auch möglich, zwischen
dem Fadenlieferrad und dem Fadenleger ein Getriebe und eine Kupplungseinrichtung
vorzusehen, um den Fadenleger beim Füllen und Leeren des Fadenspeichers
jeweils drehzahlstarr mit dem Fadenlieferrad zu verbinden. Die Fadenleger-Antriebseinrichtung
ist in diesem Falle durch eine Getriebekupplungsbremskombination
gebildet. Bevorzugt wird jedoch wegen der besseren Steuerbarkeit
der eigene elektromotorische Antrieb des Fadenlegers.
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Bevorzugterweise
wird das Fadenlieferrad in Normalbetrieb mit einer vorgegebenen
Drehzahl angetrieben. Die vorgegebene Drehzahl kann aus der Arbeitsgeschwindigkeit
bzw. Drehzahl der Strickmaschine abgeleitet sein. Es wird angestrebt,
das Fadenlieferrad und die Strickmaschine in einem vorgegebenen
Drehzahlverhältnis
synchron zu betreiben. Dieser Betrieb wird Positivbetrieb genannt.
Das Fadenlieferrad teilt dabei der Strickmaschine die gewünschte Fadenmenge
zu und bestimmt somit die Maschengröße des Gestricks. Zum Ausgleich
von dynamischen Vorgängen
beim Starten und Stoppen des Fadenlieferrads kann ein Fadenspeicher
mit geringer Speicherkapazität
zwischen dem Fadenlieferrad und der Strickmaschine vorgesehen sein.
Dieser Fadenspei cher dient jedoch nicht der Zwischenspeicherung
rückgeholten
Fadens. Dazu reicht seine Kapazität in keinem Fall aus. Er ist
lediglich zur Abpufferung von Spannungsspitzen vorgesehen, die ansonsten
bei Einschaltvorgängen
(Starten und Stoppen des Fadenlieferrads) auftreten könnten. Im
einfachsten Fall ist dieser Fadenspeicher durch einen dünnen, leichten
und federnden Hebel gebildet, der eine Fadenschleife hält.
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Bei
Fadenrückholung
kann ebenfalls mit vorgegebener Fadenlieferraddrehzahl gearbeitet
werden. Es wird jedoch bevorzugt, die Fadenrückholung spannungsgesteuert
zu bewirken, d.h. unter Kontrolle der Fadenspannung. Damit wird
das Fadenliefergerät
beim Pendeln der Strickmaschine ständig zwischen Positivbetrieb
und spannungsgeregeltem Betrieb umgeschaltet (Positivlieferung für Normalbetrieb
und Spannungsregelung für
Rückholbetrieb).
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Sowohl
der Fadenleger als auch das Fadenlieferrad sind vorzugsweise mit
Winkelgebern verbunden. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise mit einem
Zähler
oder einer anderen Überwachungseinrichtung
versehen, die die von dem Fadenleger durchlaufenen Winkelschritte
und vorzugsweise auch die von dem Fadenlieferrad insbesondere bei Rückholbetrieb
durchlaufenden Winkelschritte zählt. Alternativ
kann der von dem Fadenleger wie auch dem Fadenlieferrad durchlaufene
Winkel auch auf andere Weise registriert werden. Die Steuereinrichtung überwacht
auf diese Weise die Menge des in dem Fadenspeicher zwischengepufferten
Fadens. Sie kann in Normalbetrieb mit ruhendem Fadenleger umschalten,
wenn der gesamte vorwärts
registrierte Weg rückwärts durchlaufen
ist oder alternativ wenn der Fadenleger eine vorgegeben Fixposition
erreicht hat. In Annäherung
an diese Fixposition kann der Fadenleger von seiner normalen Geschwindigkeit allmählich auf
seine Geschwindigkeit Null abgebremst werden, um ruckartige Fadenspannungsänderungen an
der Einlaufseite des Fadenlieferrads zu vermeiden. Der auf das Fadenlieferrad
laufende Faden wird auf diese Weise entlastet. Im Zusammenwirken
mit dem Musterspeicher der Strickmaschine kann dafür gesorgt
werden, dass dieses allmähliche
Abbremsen nur stattfindet, wenn der Pendelbetrieb beendet wird um
eine ansonsten auftretende allmähliche
Füllung des
Fadenspeichers zu vermeiden.
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Die
Ansteuerung des Fadenliefergerätes
erfolgt vorzugsweise durch die Maschinensteuerung, insbesondere
deren Musterspeicher. Dieser liefert die Daten über die zu liefernden Fadenmengen,
die Fadenlieferraddrehzahlen entsprechen, sowie die Zeitpunkte für Lieferbeginn
und Lieferende. Das Fadenliefergerät setzt diese Werte möglichst
fehlerfrei um. Es ist auch möglich,
das Fadenliefergerät
selbstlernend zu betreiben. Dazu wird z.B. die Fadenspannung bei
Probebetrieb spannungsgesteuert auf einem Sollwert gehalten. Dabei
werden die Fadenlieferraddrehzahlen aller Fadenlieferräder aller
aktiven Fadenliefergeräte überwacht
und es wird ein geeigneter Mittelwert als Sollwert für den späteren Positivbetrieb
bestimmt.
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Außerdem ist
es möglich,
während
des Positivbetriebs die sich einstellenden Fadenspannungen mittels
eines Fadenspannungssensors zu überwachen
und, falls diese von einem Sollwert abweicht, Elemente der Strickmaschine
nachzustellen. Die Nachstellung kann auch auf Fälle beschränkt werden, in denen die Abweichung
einen Schwellwert überschreitet.
Nachzustellende Elemente der Strickmaschine können Strickschlösser oder
der Warenabzug sein. Auch ist es möglich, von einer Nachstellung der
Strickmaschine oder deren Elemente abzusehen und bei überschreiten
oder unterschrei ten gegebener Fadenspannungsgrenzwerte lediglich
ein Alarmsignal oder ein Abschaltsignal zu erzeugen.
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Der
Fadenleger kann des weiteren dazu verwendet werden, die Dynamik
des Fadenlieferrads wesentlich zu verbessern. Es zeigt sich nämlich, dass
bei einer plötzlichen
Fadenanforderung von Null auf hohe Liefergeschwindigkeit nicht nur
die Antriebseinrichtung und das Fadenlieferrad selbst beschleunigt
werden müssen,
sondern auch der gesamte Faden von der Garnspule bis zu der Fadenverbrauchsstelle.
Hierbei ist der Faden zu beschleunigen und außerdem ist Haftreibung zu überwinden. Der
eingangsseitig auf das Fadenlieferrad laufende Faden bremst dabei
das Fadenlieferrad. Die Beschleunigung desselben kann deutlich verbessert werden,
wenn der Fadenleger kurz vor einer solchen Beschleunigungsphase
eine kleinere Fadenreserve auf dem Fadenspeicher herstellt und wenn
der Fadenleger mit dem Start des Fadenlieferrads ebenfalls beschleunigt
wird, um das Fadenlieferrad zunächst mit
Faden aus dem Fadenspeicher und erst bei Annäherung an seine Fixposition
mit Faden von der Garnspule zu beliefern. Der Fadenspeicher dient hierbei
dazu, das Fadenlieferrad während
seiner Beschleunigungsphase kräftemäßig von
der Garnspule zu entkoppeln.
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Es
ist auch möglich,
das Fadenlieferrad in Erwartung eines sprunghaften Fadenbedarfsanstiegs
oder Fadenbedarfsabfalls vorzeitig zu starten oder zu stoppen (Pattern
in Advance). Damit lassen sich bis zu einem gewissen Grad die Trägheit des
Fadenlieferrads und angeschlossener Komponenten ausgleichen und
Fadenspannungsspitzen oder Fadenspannungsabfälle bei Lieferbeginn und -ende mindern.
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Weitere
Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen
oder Weiterbildungen sind Gegenstand der Zeichnung, der Beschreibung
oder von Ansprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
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1 ein
erfindungsgemäßes Fadenliefergerät in einer
Vorderansicht,
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2 das
Fadenliefergerät
nach 1 in einer längs
geschnittenen und teilweise schematisierten Darstellung;
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3 das
Fadenliefergerät
nach 1 und 2 in einer schematisierten perspektivischen
Darstellung,
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4 das
Fadenliefergerät
nach 1 bis 3 in schematisierter Darstellung
in Normalbetrieb,
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5 bis 9 das
Fadenliefergerät
nach 4 in Rückholbetrieb
in verschiedenen Positionen und
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10 das
Fadenliefergerät
nach 4 in einer Startvorbereitungsphase vor Normalbetrieb.
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In 1 ist
ein Fadenliefergerat veranschaulicht, das z.B. zur Lieferung von
harten (wenig elastischen) oder auch elastischen Fäden an Flachstrickmaschinen
oder Rundstrickmaschinen dient. Insbesondere ist das Fadenliefergerät 1 zur
Fadenlieferung an Strickmaschinen geeignet, die zeitlich stark schwankenden
Fadenbedarf haben und/oder zeitweilig Faden zurückgeben. Das Fadenliefergerät 1 weist
einen z.B. auch aus 2 ersichtlichen Träger 2 auf,
an dem eine Antriebseinrichtung 3 für ein Fadenlieferrad 4 gehalten
ist. Es ist als Sechseck dargestellt. In der Praxis kann es auch
mehrflüglig
sein und z.B. ein Sechseck bilden. Die Antriebseinrichtung 3 wird
bspw. durch einen Elektromotor 5 gebildet, dessen Anker 6 mit
einer Abtriebswelle 7 verbunden ist, die das Fadenlieferrad 4 trägt. Außerdem kann
er bspw. an seinem anderen Ende mit einem Winkelgeber 8 verbunden
sein, der zur Erfassung der aktuellen Drehposition des Ankers 6 dient.
Der Winkelgeber 8 bzw. eine zugeordnete elektronische Schaltung 9 ist
mit einer Steuereinrichtung 11 verbunden, die der Ansteuerung
von Statorwicklungen 12 des Elektromotors 5 dient.
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Das
Fadenlieferrad 4 ist vorzugsweise, um besonders große Drehbeschleunigungen
zu ermöglichen,
besonders trägheitsarm
aufgebaut. Dazu weist es eine Anzahl von untereinander gleich ausgebildeten
in unterschiedliche Radialrichtungen orientierten Drahtbügeln 13, 14, 15 (sowie
weitere ohne gesondertes Bezugszeichen) auf. Die Drahtbügel 13, 14, 15 sind
an einer Nabe 16 gefasst, die auf der Abtriebswelle 7 sitzt.
Sie sind jeweils etwa U-förmig
ausgebildet, wobei sie einen mittleren, geraden Abschnitt 17 für den Fadenwickel
und insbesondere an der der Antriebseinrichtung 3 zugewandten
Seite einen radial nach außen
gerichteten Vorsprung 18 aufweisen. Dieser markierte eine
Einlaufseite 19 des Fadenlieferrads 4.
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An
der Einlaufseite 19 des Fadenlieferrads 4 ist
ein Fadenleger 21 vorgesehen der zu einem Fadenspeicher 22 gehört. Zu dem
Fadenspeicher 22 gehört
außerdem
eine hier vorzugsweise kegelstumpfförmige sich von dem Fadenlieferrad 4 weg verjüngende Fadenspeicherfläche 23,
die zu der Antriebswelle 7 konzentrisch angeordnet ist.
Sie ist in Axialrichtung der Antriebswelle 7 vorzugsweise
wesentlich kürzer
als die Abschnitte 17 der Drahtbügel 13, 14, 15.
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Der
Fadenleger 21 überbrückt den
axialen Abstand zwischen der Fadenspeicherfläche 23 und der Einlaufseite 19 des
Fadenlieferrads 4. Der Fadenleger 21 weist dazu
ein z.B. aus Keramik bestehendes Röhrchen 24 auf, das
eine Fadenöse
bildet. Es ist von einem Umlaufhebel 25 getragen, der mittels
zumindest eines entsprechenden Lagers 26 an dem Träger 2 um
eine konzentrisch zu der Antriebswelle 7 orientierte Drehachse
drehbar gelagert ist.
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Dem
Umlaufhebel 25 ist eine Fadenleger-Antriebseinrichtung 27 zugeordnet,
zu der ein vorzugsweise positionsgeregelter Elektromotor 28 gehört. Seine
Antriebswelle 29 ist über
eine Getriebeverbindung in Form zweier Zahnräder 31, 32 mit
dem Umlaufhebel 25 verbunden. Der Elektromotor 28 wird von
der Steuereinrichtung 11 gesteuert. Sie ist dazu mit Signalleitungen 33 und
mit Steuerleitungen 34 zur Ansteuerung seiner Wicklungen
mit dem Elektromotor 28 verbunden. Entsprechende Signalleitungen 35 und
Ansteuerleitungen 36 sind auch für den Elektromotor 5 vorhanden.
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Die
Fadenleger-Antriebseinrichtung kann eine Verriegelungseinrichtung 37 zur
Verriegelung des Umlaufhebels 25 in einer Fixposition zugeordnet sein.
Die Verriegelungseinrichtung 37 kann durch einen Elektromagneten 38 betätigt sein,
der von der Steuereinrichtung 11 angesteuert sein kann.
Soll der Fadenleger 21 mehr als eine Umdrehung voll- führen, wird
die Verriegelungseinrichtung 37 in Freigabestellung überführt, d.h.
entsperrt. Dazu ist z.B. ein Anschlagstift 38a vorgesehen,
der von dem Elektromagneten 38 zwischen einer Sperrstellung
und einer Anschlagstellung bewegbar ist.
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An
dem Träger 2 ist
außerdem
ein Fadenspannungssensor 39 gelagert, der dazu dient, die Spannung
des ablaufenden Fadens 41 zu erfassen. Er weist einen Fadenauflagestift 42 auf, über den
der Faden 41 im stumpfen Winkel läuft, er ist mit einer entsprechenden
Kraftmesseinrichtung 43 verbunden, die einen Fadenspannungs-Messwert
an die Steuereinrichtung 11 oder jede andere geeignete Einrichtung
liefert. Der Fadenspannungssensor 39 kann wie aus 1 ersichtlich
in einem Teilgehäuse 44 untergebracht
sein, an dessen Vorderseite ein Display 45 sowie mehrere
Bedienelemente 46, 47 untergebracht sein können. Der
von dem Teilgehäuse 44 und
dem Fadenauflagestift 42 festgelegte Fadenlaufweg ist,
wie insbesondere 2 erkennen lässt, in einem stumpfen Winkel
zu der Drehachse des Fadenlieferrads 4 orientiert.
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Wie 3 erkennen
lässt,
dient der Fadenleger 21 insbesondere dazu, Faden 41 auf
die Fadenspeicherfläche 23 aufzuwickeln
oder von dieser abzuwickeln. Der Faden 41 wird dabei bevor
er die Fadenspeicherfläche 23 erreicht
durch eine Fadeneinlauföse 48 geführt. Er
kann dabei zuvor durch eine Fadenbremse 49 laufen, die
lediglich in 4 schematisch veranschaulicht
ist. Die Fadenbremse 49 ist vorzugsweise eine nicht gesteuerte
Fadenbremse, die eine konstante Fadenzugkraft einstellt. Bedarfsweise
können
ihre Bremselemente jedoch auch mit einer gesteuerten Klemmkraft
beaufschlagt sein. Dazu sind die Bremselemente z.B. mit einer elektrischen
Stelleinrichtung (z.B. einem Elektro motor oder einem Elektromagneten,
einer Piezostelleinrichtung oder dergleichen) verbunden, die von
der Steuereinrichtung 11 gesteuert ist. Vorzugsweise steuert
diese die Fadenbremse 49 so an, dass die Bremskraft erhöht wird,
wenn der Fadenleger 21 den Fadenspeicher 22 füllt oder
leert, während
die Bremskraft vermindert wird, wenn der Fadenspeicher 22 leer
ist und das Fadenlieferrad Faden positiv an die Strickmaschine liefernd
von der Garnspule nachzieht.
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Vor
der Fadenbremse 49 ist vorzugsweise ein nicht weiter veranschaulichter
Einlaufabsteller vorgesehen. Dieser arbeitet vorzugsweise optisch. Es
kann aber auch ein einfacher mechanischer Absteller in Form eines
mechanischen Fühlhebels
vorgesehen werden. Die Fadenüberwachung
vor dem Fadenlieferrad 4 wird der Fadenüberwachung hinter dem Fadenlieferrad 4 vorgezogen.
Der Fadenspannungssensor 39 eignet sich zur Fadenüberwachung weniger,
weil auch bei ordentlichem Betrieb gelegentlich Fadenspannungswerte
von Null auftreten können.
Außerdem
soll auf jeden Fall verhindert werden, dass das Ende eines gebrochenen
Fadens in die Maschine läuft.
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Es
ist des weiteren möglich,
den Fadenleger 21 als Absteller, d.h. zur Überwachung
des Fadens heranzuziehen. Dazu wird die von dem Faden auf den Fadenleger
ausgeübte
Kraft überwacht.
Fällt diese
bei laufendem Fadenlieferrad auf einen zu geringen Wert oder Null
ab, wird dies als Fadenbruch gewertet. Praktisch lässt sich
dies z.B. realisieren, indem der Fadenleger 21 von dem
Faden einige mm von dem Anschlag (Stift 38a) weg gehalten,
dabei jedoch elastisch auf diesen zu gespannt gehalten wird. Schlägt der Fadenleger
an dem Stift 38a an, wird dies durch einen geeigneten Sensor
erfasst und als Fadenbruch gewertet.
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Das
Fadenliefergerät
nach 1 bis 3 arbeitet gemäß nachfolgender
Funktionsbeschreibung:
Das Fadenliefergerät unterscheidet mehrere Betriebsarten.
In 4 ist Normalbetrieb dargestellt. Dabei wurde zur
Verdeutlichung der Verhältnisse eine
weitgehende abstrahierte Darstellung gewählt. Die Fadenspeicherfläche 23 ist
zur Unterscheidung von Fläche
mit Faden und Fläche
ohne Faden zunächst
nur gestrichelt dargestellt. Von dem Fadenlieferrad 4 ist
in allen 4 bis 11 lediglich
ein einziger Drahtbügel 14 zur
besseren Verfolgbarkeit der Drehung des Fadenlieferrads 4 mit
einem Bezugszeichen versehen. Außerdem ist er durch ein schwarzes Ende
gekennzeichnet. Des Weiteren ist in den 4 bis 11 von
dem Fadenleger 21 lediglich das Röhrchen 24 veranschaulicht.
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In
Normalbetriebsart ruht der Fadenleger 21. Er steht dabei
in Fluchtung mit der Fadeneinlauföse 48. Das Fadenlieferrad 4 dreht
in Richtung des Pfeils 50 z.B. gegen die Uhrzeigerrichtung.
Der Faden 41 läuft
dabei in einer durch den Pfeil 52 bezeichneten Fadenlieferrichtung
tangential von dem Fadenlieferrad 4 ab und über den
Fadenspannungssensor 39 zu einer Fadenverbrauchsstelle.
Der Faden umschlingt, wie besonders 3 erkennen
lässt,
das Fadenlieferrad 4 mehrmals und wird somit im Wesentlichen schlupffrei
gefördert.
Es können
jedoch auch Schlupf verursachende Mittel, wie bspw. Fadenabhebestifte oder
dergleichen, vorgesehen sein. Schlupf kann auch durch eine Rutschkupplung
zwischen der Antriebswelle 7 und dem Fadenlieferrad oder
durch eine Reduzierung der Umschlingung des Fadenlieferrads 4 durch
den Faden 41 ermöglicht
werden. Z.B. Kann Schlupf erzeugt werden, indem lediglich sehr wenige Fadenwindungen
um das Fadenlieferrad 4 gelegt werden. Es ist auch möglich, den
Faden in weniger als einer ganzen Umschlingung mit dem Fadenlieferrad 4 in
Berührung
(z.B. einer Dreiviertelumschlingung) zu bringen. Die Steuereinrichtung 11 bestimmt die
Drehzahl des Fadenlieferrads 4 und somit die Fadenliefergeschwindigkeit
und Fadenliefermenge. Diese Betriebsart heißt Positivbetriebsart (mit
tangentialem Fadenablauf).
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Kommt
der Fadenbedarf der angeschlossenen Strickmaschine zum Erliegen
stoppt das Fadenlieferrad 4. Es wird nun kein Faden mehr
geliefert. Aus einem Stopp heraus kann jederzeit wieder der Normalbetrieb
gemäß 4 aufgenommen
werden.
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Beginnt
die Strickmaschine oder sonstige Maschine jedoch Faden 41 freizugeben,
d.h. zurück zu
speisen, nimmt das Fadenliefergerät 1 seinen Rückholbetrieb
ein. Das Fadenliefergerät
stellt an dem Fadenauflagestift 42 sofort eine Verminderung der
Fadenspannung fest und versucht die Fadenspannung nun wieder herzustellen,
indem die Antriebseinrichtung 3 reversiert wird. Sie vollführt nun eine
Rückwärtsdrehung
in Uhrzeigerrichtung gemäß Pfeil 53 in 5.
Sie nimmt den Faden 41 somit in Rückgaberichtung gemäß Pfeil 54 mit
dem Fadenlieferrad 4 wieder auf. Der Faden 41 läuft tangential
auf das Fadenlieferrad 4. In 5 hat sich
das Fadenlieferrad 4 bereits etwa um 30° rückwärts gedreht. Dies ist durch
Vergleich der Positionen des Drahtbügels 14 in den 4 und 5 ersichtlich.
Um die Fadenspannung vor dem Fadenlieferrad 4 aufrecht
zu erhalten, hat die Steuereinrichtung 11 dazu den Fadenleger 21 angesteuert,
so dass das Röhrchen 24,
wie 5 zeigt, um etwa 15° in Uhrzeigerrichtung (Pfeil 51)
verstellt worden ist. Damit entspricht die zwischen der Einlauföse 48 und
dem Drahtbügel 14 vorhandene
Fadenlänge
in 5 nun exakt der Summe aus der in 4 vorhandenen
Fadenlänge
zwi schen der Einlauföse 48 und
dem Drahtbugel 14 zuzüglich der
rückgespeisten
Fadenlänge.
Die Verstellung des Fadenlegers 21 erfolgt vorzugsweise
nicht spannungsgesteuert sondern „positiv", d.h. gemäß einem errechneten Verstellweg,
der aus der erfassten Rückwärtsdrehung
des Fadenlieferrads bestimmt wird. Zur Erfassung der Fadenspannung
an dem Fadenleger 21 sind keine Mittel vorgesehen. Bedarfsweise
ist jedoch auch eine spannungsgesteuerte Betätigung des Fadenlegers 21 möglich.
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Bei
weiterer Rückspeisung
des Fadens 41 treten die Zustände nach 6 bis 9 auf.
Wie 6 veranschaulicht legt das Röhrchen 24 des Fadenlegers 21 den
Faden 41 dabei auf der Fadenspeicherfläche 23 ab. Bei Rückholbetrieb
läuft der
Fadenleger 21 dabei deutlich langsamer als das Fadenlieferrad 4.
In 6 hat der Fadenleger 21 etwa eine Vierteldrehung
vollführt,
während
der Drahtbügel 14 und
somit das Fadenlieferrad 4 mehr als eine halbe Umdrehung
vollführt
haben.
-
Fortgesetzte
Rücklieferung
führt dazu,
dass der Fadenleger
21, wie
7 zeigt,
unter weiterer Drehung des Fadenlieferrads
4 allmählich um
die Fadenspeicherfläche
23 herumläuft und
diese zunächst mit
einer Windung (
8) und bedarfsweise auch mit
weiteren Windungen (
9) bewickelt. Aufgrund der Konizität der Fadenspeicherfläche
23 legen
sich dabei die Windungen des Fadens im Fadenspeicher
22 nebeneinander
und vorzugsweise nicht übereinander.
Das Drehzahlverhältnis
zwischen dem Fadenleger
21 und dem Fadenlieferrad
4 bzw.
die jeweils durchlaufenen Winkel berechnen sich dabei zu:
wobei α der von dem Fadenleger durchlaufene
Winkel,
β der
von dem Fadenrad durchlaufene Winkel,
r
1 der
Durchmesser des Fadenspeichers und
r
2 der
Durchmesser des Fadenlieferrads ist.
-
Somit
wird kein Faden durch die Fadeneinlauföse 48 nachgezogen.
Zusätzlich
kann die Fadenbremse 49 festgebremst sein, um Nachziehen
des Fadens zu verhindern.
-
Hört die Strickmaschine
auf, Faden rück
zu liefern, wird der Rückholbetrieb
beendet. Dies kann bspw. in der in 9 veranschaulichten
Position des Fadenlegers 21 und des Fadenlieferrads 4 geschehen.
Beginnt die Strickmaschine nun Faden abzunehmen, wechselt das Fadenliefergerät in eine
modifizierte Normalbetriebsart, in der nunmehr nicht mehr spannungsgesteuert
Faden rückgenommen,
sondern wieder mengenkontrolliert, d.h. unter Drehzahlvorgabe für das Fadenlieferrad 4 Faden
an die Strickmaschine geliefert wird. Dabei kehren sich die Pfeilrichtungen
in den 9 bis 5 um. Es laufen nun der Fadenleger 21 und
das Fadenlieferrad 4 gegen die Uhrzeigerrichtung mit dem
oben angegebenen Winkel- bzw. Drehzahlverhältnis, wodurch der Fadenleger 21 den
Faden von der Fadenspeicherfläche 23 abnimmt
und dem Fadenlieferrad 4 an seiner Einlaufseite 19 zuleitet.
Wiederum wird kein Faden durch die Fadeneinlauföse 48 nachgezogen.
Diese modifizierte Betriebsart hält
an bis der Fadenspeicher 22 leer ist, d.h. bis das Röhrchen 24 die
in 4 veranschaulichte Position in Nachbarschaft zu
der Fadeneinlauföse 48 eingenommen
hat.
-
Ist
dieser Punkt erreicht, stoppt der Fadenleger 21, wobei
das Fadenlieferrad 4 unverändert weiter dreht. Erst nunmehr
ist echter Normalbetrieb erreicht. Während im modifizierten Normalbetrieb
lediglich der auf die Fadenspeicherfläche 23 aufgewickelte
Faden wieder aufgenommen und dem Fadenlieferrad und somit der Strickmaschine
zugeführt worden
ist, wird nunmehr Faden gegen die Wirkung der Fadenbremse 49 nachgezogen.
Der Rückholbetrieb
und der modifizierte Normalbetrieb können einander beliebig oft
abwechseln. Weder beim Rückholbetrieb
noch beim modifizierten Normalbetrieb wird Faden von der Garnspule
durch die Fadenbremse 49 nachgezogen.
-
Während bei
der vorstehenden Beschreibung davon ausgegangen worden ist, dass
die Fadenleger-Antriebseinrichtung 27 präzise lagekontrolliert
arbeitet, sei darauf hingewiesen, dass dies nicht zwangsläufig so
gestaltet sein muss. Es ist auch möglich, einen nicht lagekontrollierten
Elektromotor 28 zu verwenden und dabei lediglich die Position
eines der beiden Zahnräder 31, 32 zu überwachen.
Im einfachsten Falle kann es genügen,
an dem Zahnrad 32 oder auch dem Zahnrad 31 lediglich
ein oder mehrere Marken, beispielsweise in Form von optischen Marken
(Bohrungen) oder auch Magneten vorzusehen, die dann durch optische
Sensoren bzw. magnetische Sensoren (Hallsensoren) erfasst werden. Wenn
das Fadenlieferrad 4 rückwärts dreht,
wird die Fadenlieferradposition bzw. -drehung erfasst und der Motor 28 zur
Bewegung des Fadenlegers 21 wird angesteuert. Der Motor 28 kann
dabei mit einem kontrollierten Strom versorgt werden, um ein vorgegebenes
Drehmoment zu erzeugen. Dieses sollte geringer sein als das zum
Nachziehen von Faden durch die Fadenbremse 49 erforderliche
Drehmoment. Auf diese Weise nimmt der Fadenspeicher 22 lediglich
den von dem Fadenlieferrad 4 abgegebenen Faden auf. Dreht
das Fadenlieferrad 4 seine Drehrichtung um, um den Fadenspeicher 22 wieder
zu leeren, arbeitet es gegen die geringe Spannung des Fadenlegers 21. Diese
kann in diesem Fall auch vermindert werden, indem der Strom des
Motors 28 reduziert wird. Erreicht der Fadenleger 21 seine
beispielsweise durch den Hallsensor und den Magneten an dem Zahnrad 31 (oder
auch 32) markierte Position (Fixposition) wird der Fadenleger 21 festgebremst,
d.h. in Fixposition arretiert und das Fadenlieferrad 4 holt
unter Überwindung
der Fadenbremse 49 frischen Faden von der Garnspule nach.
-
Abweichend
von der vorstehenden Beschreibung sei darauf hingewiesen, dass der
modifizierte Normalbetrieb mit Aufzehr der Speicherreserve wie auch
der Normalbetrieb mit Fadenholung von der vorgelagerten Spule spannungsgesteuert
unter Kontrolle des Fadenspannungssensors 39 ablaufen können.
-
Eine
abgewandelte Ausführungsform
des Fadenliefergeräts 1 veranschaulicht
schematisch 10. Die Abwandlung besteht in
der Ausbildung der Fadenspeicherfläche 23, die hier in
Einzelflächen 55, 56 aufgeteilt
ist. Diese werden durch einzelne Stifte 57, 58 gebildet,
die als Kranz in Nachbarschaft des Fadenlieferrads 4 angeordnet
sind. Ansonsten gilt die vorige Beschreibung.
-
Das
Fadenliefergerät 1 ermöglicht ein
besonders schnelles Starten und Stoppen von Fadenlieferungen. Dazu
kann es eine Dynamikbetriebsart einnehmen, die nachfolgend anhand
von 11 veranschaulicht wird. Die Dynamikbetriebsart
geht davon aus, dass vor Lieferbeginn in dem Fadenspeicher 22 eine
kleinere Fadenreserve aufgebaut ist, bspw. wie 11 veranschaulicht.
Die Fadenreserve kann auch geringer sein. Sie kann aufgebaut worden sein,
indem der Fadenleger 21 bei stehendem Fadenlieferrad 4 in
die veranschaulichte Position, d.h. bspw. um einige Grad in Uhrzeigerrichtung
gedreht worden ist. Dabei wird Faden 41 durch die Fadeneinlauföse 48 und über die
Fadenspeicherfläche 23 geschleppt.
Dies kann präventiv
immer dann geschehen, wenn das Fadenlieferrad 4 aus dem
Normalbetrieb heraus stoppt. Es kann auch gesteuert vom Musterspeicher
der Strickmaschine lediglich dann geschehen, wenn ein hochdynamischer
Start, d.h. ein sprunghaftes Ansteigen des Fadenbedarfs erwartet
wird.
-
In 11 ist
das Fadenliefergerät
in für
den hochdynamischen Start vorbereiteten Zustand veranschaulicht.
Kommt nun das Startsignal für
das Fadenliefergerät 1 von
der Strickmaschine, werden der Fadenleger 21 und das Fadenlieferrad 4 gleichzeitig gegen
die Uhrzeigerrichtung (Pfeile 50, 51a) beschleunigt.
Durch die Beschleunigung des Fadenauslegers wird das Fadenlieferrad 4 zunächst zeitweilig,
d.h. für
seine Hochlaufphase, von der Last des ansonsten von ihm geschleppten
bis zur Garnspule reichenden Fadens befreit. Für die Hochlaufphase hat das
Fadenlieferrad 4 somit lediglich seine eigene sowie die
Trägheit
des von ihm getragenen Fadenwickels zu überwinden. Erreicht es bspw.
nach einer halben oder drei Viertel Umdrehung seine Solldrehzahl,
kommt der Fadenausleger 21 an seiner Fixposition unterhalb
der Fadeneinlauföse 48 an
und stoppt dort all- mählich,
d.h. sanft, bis zum Stillstand ab. Diese Betriebsart vermeidet Fadenspannungsspitzen
zwischen dem Fadenlieferrad 4 und der Strickmaschine bei
plötzlichem
Fadenbedarf.
-
Ein
Fadenliefergerät 1 weist
ein Fadenlieferrad 4 mit einer Antriebseinrichtung 3 sowie
einen Fadenspeicher 22 mit einem Fadenleger 21 auf,
der seine eigene Fadenleger-Antriebseinrichtung 27 aufweist.
Eine Steuereinrichtung 11 steuert beide Antriebseinrichtungen 3, 27 so,
dass einerseits reiner Positivbetrieb des Fadenlieferrads 4 und
andererseits eine Fadenrücknahme
beim Pendeln der Strickmaschine ermöglicht ist. Außerdem lässt sich
mit dieser Konfiguration die Dynamik eines Fadenliefergeräts 1 verbessern.
-
- 1
- Fadenliefergerät
- 2
- Träger
- 3
- Antriebseinrichtung
- 4
- Fadenlieferrad
- 5
- Elektromotor
- 6
- Anker
- 7
- Abtriebswelle
- 8
- Winkelgeber
- 9
- Schaltung
- 11
- Steuereinrichtung
- 12
- Statorwicklung
- 13,
14, 15
- Drahtbügel
- 16
- Nabe
- 17
- Abschnitt
- 18
- Vorsprung
- 19
- Einlaufseite
- 21
- Fadenleger
- 22
- Fadenspeicher
- 23
- Fadenspeicherfläche
- 24
- Röhrchen
- 25
- Umlaufhebel
- 26
- Lager
- 27
- Fadenleger-Antriebseinrichtung
- 28
- Elektromotor
- 29
- Abtriebswelle
- 31,
32
- Zahnräder
- 33,
35
- Signalleitungen
- 34,
36
- Steuerleitungen
- 37
- Verriegelungseinrichtung
- 38
- Elektromagnet
- 38a
- Anschlagstift
- 39
- Fadenspannungssensor
- 41
- Faden
- 42
- Fadenauflagestift
- 43
- Kraftmesseinrichtung
- 44
- Teilgehäuse
- 45
- Display
- 46,
47
- Bedienelemente
- 48
- Fadeneinlauföse
- 49
- Fadenbremse
-
-
- 55,
56
- Einzelflächen
- 57,
58
- Stifte
- 52
- Fadenlieferrichtung
(Pfeil)
- 54
- Rückgaberichtung
(Pfeil)
- 51a,
50
- Vorwärtsdrehung
(Pfeil)
- 51,
53
- Rückwärtsdrehung
(Pfeil)