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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Geleges mit
mindestens einer Legeeinrichtung, einer Verfestigungseinrichtung
und einer Transportanordnung zwischen der Legeeinrichtung und der
Verfestigungseinrichtung, die mindestens zwei parallel geführte,
umlaufende und durch eine Antriebsanordnung angetriebene Transportelemente aufweist.
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Eine
derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus
DE 29 38 860 C2 bekannt.
Die Transportelemente sind durch Ketten gebildet, die an ihrer Außenseite mit
Halteelementen bestückt sind, in die von der Legeeinrichtung
abgegebene Fadenscharen eingelegt werden können.
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In
vielen Fällen werden Fadenscharen mit unterschiedlichen
Winkeln zur Transportrichtung auf den Transportelementen abgelegt,
beispielsweise mit +45°, 90° und –45°.
In der Verfestigungseinrichtung werden dann die unterschiedlichen
Lagen der Fadenscharen miteinander verbunden, beispielsweise durch
Wirken oder Nähen. Andere Verbindungsarten sind möglich.
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Die
Transportelemente, die sich in der Regel an den beiden Längsrändern
des Geleges befinden, müssen mit einer relativ hohen Genauigkeit
parallel zueinander bewegt werden. In vielen Fällen wirkt
dabei ein Antrieb über eine Welle auf zwei Zahnräder, die
am vorderen Ende der Maschine angeordnet sind und über
die als Transportketten ausgebildeten Transportelemente geleitet
sind. Dadurch sollen die beiden Transportketten drehzahlsynchron
angetrieben werden. Die in dem oberen Trum der Transportkette abgelegten
Fadenlagen sollen mit der Transportgeschwindigkeit kontinuierlich
in Richtung auf die Verfestigungseinrichtung, beispielsweise eine
Nähwirkstelle, und darüber hinaus bewegt werden,
bis der Zusammenhalt zwischen der Transportkette und dem Gelege
durch Schneideinrichtungen aufgelöst wird und dann ein
Warenabzug den weiteren Transport des dann verfestigten Geleges übernimmt.
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Die
Transportketten müssen gespannt gehalten werden. Um eine
Vorspannung innerhalb der Transportketten aufrecht zu erhalten,
werden diese am hinteren Trum der Vorrichtung durch mechanische
Spanneinrichtungen separat vorgespannt. Diese Spannung wirkt sich
sowohl auf das obere als auch auf das untere Trum aus und hat damit
nachteilige Auswirkungen auf die Lebensdauer der Kette, die durch
die Spannung auch gelängt wird. Die Vorspannung, die aufzubringen
wäre, um zu bewirken, dass sich die Transportkette durch
die auftretenden Prozesskräfte nicht mehr verformt oder
längt, können nicht aufgebracht werden.
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Wenn
sich nun die Transportketten an beiden Längsrändern
des Geleges nicht vollkommen gleichmäßig bewegen,
dann haben die einzelnen Fadenlagen nicht die Orientierungen, die
beim Legeprozess vorgegeben wurden. Wenn beispielsweise eine Fadenlage
unter einem Winkel von 45° zur Vorschubrichtung von der
Legeeinrichtung auf die Transportelemente gelegt wird, dann wird
während des Legevorgangs auf das erste Transportelement
zeitweilig ein höherer Zug ausgeübt als auf das
zweite Transportelement. Dementsprechend besteht das Risiko, dass
sich die beiden Transportelemente unterschiedlich verhalten.
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Bereits
relativ geringe Abweichungen in der Legerichtung können
zu einem deutlichen Qualitätsverlust im Gelege führen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gelege möglichst
gleichmäßig zu erzeugen.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, dass die Antriebsanordnung mindestens zwei Antriebe
aufweist, von denen einer als Vortriebsantrieb und einer als Bremsantrieb
ausgebildet ist.
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Man
erzeugt die Spannung in dem Transportelement also dadurch, dass
das Transportelement an einer Stelle angetrieben und an einer anderen Stelle
weniger stark angetrieben und damit gebremst wird. In dem Bereich
zwischen dem Vortriebsantrieb und dem Bremsantrieb hat das Transportelement dann
die gewünschte Spannung. Der Rest des Transportelements
kann hingegen spannungsfrei oder zumindest spannungsarm gehalten
werden, so dass hier eine Belastung und das damit verbundene Risiko
einer unkontrollierten Längung klein gehalten werden kann.
Der Bremsantrieb kann auch den Kräften entgegen wirken,
die von der Legeeinrichtung beim Ablegen der Fadenschar auf ein
Transportelement ausgeübt werden. Auch damit lässt
sich dann erreichen, dass die Transportelemente synchron miteinander
geführt werden können.
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Vorzugsweise
ist der Vortriebsantrieb als Hauptantrieb und der Bremsantrieb als
Folgeantrieb ausgebildet, der in Abhängigkeit vom Hauptantrieb geregelt
ist. Mit dieser Ausgestaltung verwendet man eine „Master-Slave"-Steuerung,
mit der man unter Einhaltung einer hohen Genauigkeit die beiden
Antriebe aufeinander abstimmen kann. Der Vortriebsantrieb gibt die
Geschwindigkeit vor, der der als Bremsantrieb ausgebildete Folgeantrieb
folgt. Da der Vortriebsantrieb die Führungsgröße
zur Verfügung stellt, wird der Bremsantrieb dem Vortriebsantrieb
immer nachgeführt. Die hierzu zur Verfügung stehenden Regelungen
sind so schnell und genau, dass die Gesamtvorspannung im Abschnitt
des jeweiligen Transportelements zwischen dem Vortriebsantrieb und dem
Bremsantrieb minimiert werden kann.
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Vorzugsweise
weist jedes Transportelement einen Vortriebsantrieb auf, wobei einer
dieser Vortriebsantriebe als Hauptantrieb und der andere Vortriebsantrieb
als Folgeantrieb ausgebildet ist. In diesem Fall benötigt
man zwar mehrere Antriebe, weil die beiden Transportelemente nicht
mehr über eine mechanische Verbindung, beispielsweise eine
Antriebswelle, miteinander verbun den sind. In einer derartigen mechanischen
Verbindung können sich aber im Laufe der Zeit auch Ungenauigkeiten
ergeben, die zu einer Abweichung im Vortrieb der Transportelemente
führen könnte. Mit zwei Antrieben und einer Master-Slave-Regelung
lassen sich aber auch nach einer längeren Betriebszeit
die gewünschten genauen Abstimmungen der beiden Transportelemente
erreichen.
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Vorzugsweise
ist der Folgeantrieb drehzahlgeregelt, wobei die Drehzahl des Hauptantriebs
eine Führungsgröße für den Folgeantrieb
bildet. Der Folgeantrieb wird also mit der gleichen Geschwindigkeit betrieben
wie der Hauptantrieb. Wenn sich beim Hauptantrieb Geschwindigkeitsänderungen
ergeben, dann werden diese automatisch auch vom Folgeantrieb übernommen.
Dadurch lassen sich die Transportelemente mit einer hohen Genauigkeit
zueinander bewegen, ohne dass man die Spannung in einzelnen Abschnitten
der Transportelemente übermäßig steigern
müsste.
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Alternativ
oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Folgeantrieb
momentgeregelt ist, wobei das Moment des Hauptantriebs eine Führungsgröße
für den Folgeantrieb bildet. Das Moment des Hauptantriebs
gibt sozusagen die Kraft vor, mit der das oder die Transportelemente
bewegt werden. Man kann eine entsprechend kleinere Antriebskraft vom
Folgeantrieb erzeugen lassen, so dass die Kraftdifferenz für
die Spannung in dem Transportelement sorgt. Diese Kraftdifferenz
kann dann so gewählt werden, dass die Transportelemente
zwar einerseits in ausreichendem Maß gespannt werden, andererseits
aber der Verschleiß klein bleibt.
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Vorzugsweise
sind die Antriebe formschlüssig mit ihren Transportelementen
verbunden. Es kann sich also kein Schlupf zwischen dem Antrieb und
dem Transportelement ergeben.
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Vorzugsweise
sind die Transportelemente als Ketten ausgebildet. Ketten können über
Kettenräder angetrieben werden, also formschlüssig
mit den Kettenrädern verbunden sein.
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Vorzugsweise
weisen die Transportelemente einen gemeinsamen Vortriebsantrieb
auf. In diesem Fall reicht es aus, wenn man für jedes Transportelement
einen eigenen Bremsantrieb vorsieht.
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Alternativ
können beide Transportelemente getrennte Vortriebsantriebe
und einen gemeinsamen Bremsantrieb aufweisen. In diesem Fall dient
einer der Vortriebsantriebe als Master oder als Hauptantrieb, während
alle anderen Antriebe als Slave oder Folgeantriebe ausgebildet sind.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit einer Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erzeugen eines
Geleges,
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2 eine
zweite Ausführungsform und
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3 eine
dritte Ausführungsform.
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1 zeigt
in stark schematischer Darstellung eine Vorrichtung 1 zum
Erzeugen eines Geleges. Eine derartige Vorrichtung 1 wird
auch als Mono- oder Multiaxial-Maschine bezeichnet und zwar in Abhängigkeit
davon, ob man ein Gelege aus einer Fadenschar mit parallelen Fäden
oder aus mehreren Fadenscharen erzeugt, bei denen die Fäden
von unterschiedlichen Fadenscharen in unterschiedlichen Richtungen
geführt sind.
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Die
Vorrichtung 1 weist eine Legeeinrichtung 2 auf,
die auch als „Schusseintrag" bezeichnet werden kann. Die
Legeeinrichtung 2 legt eine oder mehrere Fadenscharen auf
zwei Transportelementen 3, 4 ab, die im vorliegenden
Fall als Ketten ausgebildet sind. Mit Hilfe der Transportelemente 3, 4 wird
die Fadenschar in Richtung eines Pfeils 5 zu einer Verfestigungseinrichtung 6 transportiert.
Die Verfestigungseinrichtung 6 kann beispielsweise als
Wirkeinrichtung oder als Nähwirkeinrichtung ausgebildet
sein. In Abhängigkeit von dem Material der Fäden,
aus dem die einzelnen Gelege gebildet sind, ist es auch möglich,
die Verfestigungseinrichtung auf andere Weise auszubilden, beispielsweise
als Heizeinrichtung, wenn die Fäden unter Wärmeeinwirkung
miteinander verbunden werden sollen, oder als Klebstoffauftragseinrichtung.
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In
Bewegungsrichtung 5 hinter der Verfestigungseinrichtung
ist eine Aufwickeleinrichtung 7 angeordnet, auf der das
Gelege aufgewickelt werden kann. Zuvor muss das Gelege mit Hilfe
von Schneideinrichtungen 8, 9 von den Transportelementen 3, 4 gelöst
werden.
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In
dem Bereich zwischen der Legeeinrichtung 2 und der Verfestigungseinrichtung 6 müssen die
Transportelemente 3, 4 mit einer möglichst
hohen Genauigkeit relativ zueinander gleichartig bewegt werden.
Hierzu weisen die beiden Transportelemente 3, 4 einen
gemeinsamen Antrieb 10 auf, der über eine Welle 11 mit
Kettenrädern 12, 13 verbunden ist. Die
Kettenräder 12, 13 stehen formschlüssig
mit den Transportelementen 3, 4 in Eingriff. Wenn
anstelle von Ketten andere Transportelemente 3, 4 verwendet werden,
müssen natürlich auch die Eingriffe zwischen dem
Antrieb 10 und den Transportelementen 3, 4 entsprechend
ausgestaltet werden. In jedem Fall ist ein formschlüssiger
Eingriff von Vorteil.
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Der
Antrieb 10 bewirkt einen Vortrieb der Transportelemente 3, 4 und
wird deswegen auch als „Vortriebsantrieb" bezeichnet.
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Am
anderen Ende weist das Transportelement 3 einen weiteren
Antrieb 14 auf, der bremsend oder mit einem geringeren
Antriebsmoment auf das Transportelement 3 einwirkt und
deswegen als „Bremsantrieb" bezeichnet wird. Auch das Transportelement 4 weist
einen Bremsantrieb 15 auf. Die beiden Bremsantriebe 14, 15 erzeugen
eine definierte Spannung in den Transportelementen 3, 4,
wobei diese Spannung auf den Bereich beschränkt ist, der sich
zwischen den Kettenrädern 12, 13 einerseits
und den beiden Bremsantrieben 14, 15 andererseits
befindet. Der Rest der Transportelemente 3, 4,
insbesondere das andere Trum bei Verwendung einer Kette, wird hingegen
nicht unter Spannung gesetzt, so dass der Verschleiß klein gehalten
werden kann und auch das Risiko einer Längung der Kette
klein bleibt.
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Der
Vortriebsantrieb 10 ist als Hauptantrieb ausgebildet. Ein
derartiger Hauptantrieb wird auch als „Master" bezeichnet.
Der Bremsantrieb 14 ist als Folgeantrieb zum Vortriebsantrieb 10 ausgebildet, also
als „Slave". Gleiches gilt für den Bremsantrieb 15 des
zweiten Transportelements 4. Auch der Bremsantrieb 15 ist
als „Slave" ausgebildet. Die beiden Bremsantriebe 14, 15 werden
dem Vortriebsantrieb 10 drehzahlgeregelt und/oder momentgeregelt
nachgeführt.
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Wenn
sich durch ein Ablegen von Fadenscharen in einem Winkel von ungleich
90° zur Transportrichtung 5 eine Änderung
in der Belastung oder Spannung eines Transportelements 3, 4 ergeben sollte,
dann wird diese Änderung durch die beiden Bremsantriebe 14, 15 sofort
ausgeregelt. Man kann damit erreichen, dass sich die beiden Transportelemente 3, 4 mit
einer hohen Genauigkeit parallel zueinander und synchron zueinander
bewegen. Damit ist es möglich, die vorgegebene Winkellage,
mit der die Fadenscharen auf den Transportelementen 3, 4 abgelegt
werden sollen, bei zu behalten. Das Gelege, das letztendlich auf
der Aufwickeleinrichtung 7 aufgewickelt wird, hat dann
eine hohe Qualität.
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Ein
Regler 16 ist vorgesehen, um die beiden Folgeantriebe 14, 15 in
Abhängigkeit von einer Führungsgröße
zu regeln, die vom Vortriebsantrieb 10 vorgegeben wird.
Wie oben erwähnt, handelt es sich hier beispielsweise um
die Drehzahl/um das Drehmoment, das von dem Vortriebsantrieb 10 erzeugt
wird.
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2 zeigt
eine abgewandelte Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum
Erzeugen eines Geleges. Gleiche und einander entsprechende Elemente sind
mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 versehen.
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Im
Unterschied zu der Ausführungsform nach 1 weist
bei der Vorrichtung 1 nach 2 jedes
Transportelement 3, 4 einen eigenen Vortriebsantrieb 10, 17 auf.
Jedes Transportelement 3, 4 ist mit einem Bremsantrieb 14, 15 versehen.
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Der
Vortriebsantrieb 17 ist hier als Folgeantrieb zum Vortriebsantrieb 10 ausgebildet,
d. h. der Vortriebsantrieb 17 bildet einen „Slave"
zum „Master" des Vortriebsantriebs 10. Dementsprechend
gibt der Vortriebsantrieb 10 eine Führungsgröße,
beispielsweise Drehzahl und/oder Drehmoment, an den Regler 16 ab,
der entsprechend den Folgeantrieb 17 steuert.
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Die
beiden Bremsantriebe 14, 15 sind, wie bei der
Ausgestaltung nach 1 auch, als Folgeantriebe zum
Vortriebsantrieb 10 ausgebildet, der hier als Hauptantrieb
dient. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn
die beiden Bremsantriebe 14, 15 nach der Drehzahl
des Vortriebsantriebs 10 geregelt werden.
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Wenn
man eine Drehmomentregelung verwendet, dann wirkt der Vortriebsantrieb 17 des Transportelements 3 als
Hauptantrieb für den Bremsantrieb 14, der auf
das gleiche Transportelement 3 wirkt. Der Bremsantrieb 15 wird
hingegen dem Vortriebsantrieb 10 nachgeführt,
so dass man eine entsprechende Spannung im Transportelement 4 erhalten
kann. Durch eine gestrichelte Linie 18 ist dargestellt,
dass der Vortriebsantrieb 17, obwohl er eigentlich als „Slave"
zum „Master", nämlich dem Vortriebsantrieb 10 arbeitet,
ebenfalls eine Führungsgröße an den Regler 16 abgeben
kann.
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3 zeigt
eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum
Erzeugen eines Geleges, bei der gleiche und einander entsprechende
Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in den 1 und 2 versehen
sind.
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Ein
Vortriebsantrieb 10, der auf das eine Transportelement 4 wirkt,
ist mit dem Regler 16 verbunden. Dieser Vortriebsantrieb 10 wirkt
als „Master" oder Hauptantrieb. Das andere Transportelement
ist ebenfalls mit einem Vortriebsantrieb 17 verbunden, der
im vorliegenden Fall aber als „Slave" oder Folgeantrieb
zum Vortriebsantrieb 10 gesteuert wird. Hierzu ist der
Vortriebsantrieb 17 mit dem Regler 16 verbunden.
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Die
Transportelemente 3, 4 sind an ihrem anderen Ende über
Kettenräder 19, 20 und eine Welle 21 mit
dem Bremsantrieb 14 verbunden, der im vorliegenden Fall
ebenfalls als „Slave" oder Folgeantrieb zum Vortriebsantrieb 10 geschaltet
ist.
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Der
Vortriebsantrieb 17 wird dem Vortriebsantrieb 10 drehzahlgeregelt
nachgeführt, so dass beide Transportelemente 3, 4 mit
hoher Genauigkeit gleich schnell bewegt werden können.
Der Bremsantrieb 14 wird dem Vortriebsantrieb 10 drehzahlgeregelt
und/oder momentgeregelt nachgeführt. Er ist also hier ebenfalls
als „Slave" ausgebildet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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