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Die Erfindung betrifft eine Radialflechtmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die Fadenzugkraft bzw. Spannung ist beim Flechten, insbesondere bei der Verarbeitung von dehnungsarmen Fäden oder Rovingen von großer Bedeutung. Besonders beim Litzenflechten auf Radialflechtmaschinen, wobei die einzelnen Rovinge in Form gebende Strukturen eindrapiert werden, spielt die Fadenzugkraft der verarbeiteten Steh- und Klöppelfäden eine enorme Rolle.
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Die
DE 198 00 507 A1 beschreibt daher bereits eine Rotationsflecht- und -klöppelmaschine, für die sich die Aufgabe gestellt wurde, sicherzustellen, dass keine unzulässig hohen Zugkräfte in den einzelnen Litzen während des Flechtprozesses auftreten. Dazu ist für jede Innenspulenträgereinheit eine Einrichtung für innere Spannung und Steuerung vorgesehen, was enorm aufwendig ist.
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Auch die
DE-OS 2 112 499 beschreibt bereits eine Rundflechtmaschine mit einer Einrichtung zur frühzeitigen Ermittlung von Fadenrissen, die durch zu hohe Spannung entstehen. Dazu werden dort die einzelnen Fäden nach Verlassen des Flechtrings und vor Aufbringen auf einen Kern berührungslos durch einen Ring mit Sensorelement geleitet. Reißt ein Faden, fällt dieser herunter und berührt den Detektorring. Die Maschine kann dann gestoppt und der abgerissene Faden erneuert werden, bevor weitergewoben wird. Die Maschine arbeitet anders als moderne Radialflechtmaschinen, so dass ihr Prinzip auf heute zur Anwendung kommende Flechtmaschinen nicht übertragbar ist, da alle Fäden quasi stationär durch den Detektorring hindurchgeführt werde müssen. Außerdem wird eine zu starke Fadenzugkraft erst entdeckt, wenn der Faden gerissen und damit der Schaden bereits eingetreten ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Radialflechtmaschine anzugeben, die es ermöglicht auf einfache Weise Informationen über die aktuell anstehende Fadenspannung bzw. Fadenzugkraft zu erhalten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch die Anordnung eines bzw. mehrerer Sensoren zwischen einer Klöppelaustrittsebene, die sich in der Regel ringförmig mit einem größeren Radius um den Flechtring herum erstrecken wird, auch als Getriebe bezeichnet, und dem Ablauf der Fäden von dem Flechtring als entstandenes Geflecht bzw. beim Aufziehen auf einen Kern, kann der Sensor stationär angeordnet sein und dennoch die an ihm vorbeibewegten bzw. hinüberbewegten Fäden berührend oder optisch erfassen. Im Gegensatz zu den Stehfäden erstrecken sich die Klöppelfäden im Normalfall nicht absolut gerade zum Flechtring hin, sondern spannen eine Evolvente auf. Liegt an einem Klöppelfaden jedoch eine zu hohe Fadenspannung an, wird dieser gerade und damit zu einem sogenannten Spannfaden. Passieren mehrere Klöppelfäden nacheinander den Sensor, ist bei gleichbleibender Fadenspannung der zeitliche Abstand zwischen zwei Sensorpassagen immer gleich. Ist jedoch ein Spannfaden entstanden, so ist der Abstand zum vorhergegangenen und nachfolgenden Klöppelfaden verändert, da dann auf eine Evolvente eine Gerade und dann wieder eine Evolvente folgt. Bei einem zu lockeren Faden entsteht hingegen eine stärker ausgeformte Evolvente.
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Soll der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Klöppelfäden zur Ermittlung einer eventuell erhöhten Fadenspannung benutzt werden, kann der Sensor die Fäden sowohl berührend als auch optisch erfassen. Er ist dazu bevorzugt mit einer Auswerteeinrichtung zu verbinden, die den zeitlichen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden, den Sensor passierenden Klöppelfäden ermittelt und mit einem für die optimale Fadenspannung vorgegebenen Sollwert vergleicht sowie daraus eine Information über die aktuelle Fadenspannung generiert.
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Bei Verwendung eines berührend erfassenden Sensors, über den die Fäden gleitend geführt werden, bevorzugt unter leichter Umlenkung, kann über den Sensor direkt die Druckkraft des auf ihn wirkenden Fadens ermittelt werden, worüber eine unmittelbare Information über die Fadenzugkraft erhältlich ist. Der Sensor kann dazu insbesondere bei Klöppelfäden bevorzugt eine Kufe aufweisen, die den Verlauf des Fadens anschnäbelt.
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Zur Ermittlung der Kraft kann der Sensor eines oder mehrere Piezo-Elemente enthalten. Es ist auch möglich, den oder mehrere Sensoren direkt am Flechtring anzuordnen, beispielsweise durch eine Vielzahl von in den Flechtring eingearbeiteten Piezo-Elementen. Beispielsweise kann dort über eine Kraftmessung unmittelbar die Fadenzugkraft auch der Stehfäden ermittelt werden, da diese den Flechtring immer an denselben Positionen berühren. Durch eine entsprechende Signalanalyse kann wenn gewünscht eine sehr feine Auflösung des Fadenzugkraftverlaufs und des Profils über alle Steh- und/oder Klöppelfäden erhalten werden.
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Grundsätzlich ist es jedoch auch bei Anordnung vor dem Flechtring möglich, mehrere Sensorelemente im Umfangsverlauf anzuordnen, so dass je Klöppelumlauf mehrere Signale erfasst werden können und eine feinere Auflösung des Fadenzugkraftverlaufs ermöglicht wird. Dies kann insbesondere bei der Herstellung nicht symmetrischer Flechtstrukturen sinnvoll sein, da diese unterschiedliche Fadenzugkräfte während der Preformherstellung bedingen können.
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Bevorzugt sind berührend erfassende Sensoren im letzten Drittel vor dem Flechtringeinlauf anzuordnen, wo durch geeignete Umlenkung der Fadenschar eine gut messbare Druckkraft auf das Sensorelement abgenommen werden kann, die mit der Fadenzugkraft in den Rovingen korreliert. Durch Eichung der Signale und Zuordnung der Klöppelposition zum Signalverlauf ist dann je Klöppelumlauf ein eindeutiges Signal der temporären Fadenzugkraft verfügbar.
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Vorzugsweise kann die Flechtmaschine ein auf die Klöppelfadenzuführung einwirkendes Bremssystem aufweisen, z. B. eine induktiv gesteuerte Hysteresebremse. Durch Verbindung des Bremssystems mit einer Auswerteeinrichtung für die durch den bzw. die Sensoren erfassten Werte ist eine Anpassung der Fadenspannung der Klöppelfäden zeitnah und lokal auf die individuellen Anforderungen eingehend möglich. Auch ohne Bremssystem besteht durch die erfindungsgemäße Fadenspannungsermittlung die Möglichkeit, die vorhandenen Spannungselemente in den Klöppeln bei Maschinenstillstand manuell zu korrigieren bzw. zu optimieren.
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Da die Stehfäden im Gegensatz zu den Klöppelfäden zwischen der Klöppelaustrittsebene und dem Flechtring nur in radialer Richtung laufen, bewegen sie sich nicht an einem dort stationär angeordneten Sensor vorbei. Für die Stehfäden kann daher alternativ zu oder in Ergänzung einer etwaigen Messung am Flechtring eine stationäre individuelle Messung der Fadenzugkraft vor dem Einlauf in die Klöppelaustrittsebene vorgesehen werden. Bevorzugt wird dies durch eine Fadenzugkraftregeleinrichtung erreicht, die eine Fadenumleitung über zumindest eine Tänzerrolle und eine auf einen Fadenspeicher bzw. Spule wirkende Bremseinrichtung aufweist. Dadurch kann auch die Spannung der Stehfäden auf die Bedürfnisse des aktuellen Flechtprozesses eingestellt werden.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, die im Folgenden beschrieben werden; es zeigen:
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1 schematisch den Bereich einer Radialflechtmaschine zwischen Klöppelaustrittsebene und Flechtring,
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1a schematisch ein Detail aus 1 bei Fadenspannungsabweichungen,
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2 ein Kraft-Zeit-Diagramm zur Veranschaulichung der Abweichungen bei entstandenem Spannfaden und
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3 schematisch eine Fadenzugkraftregeleinrichtung eines Stehfadens.
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Der in 1 dargestellte Bereich der erfindungsgemäßen Radialflechtmaschine zeigt den Teil zwischen einem Klöppelgetriebe 1 und einem Flechtring 2, durch den alle Fäden hindurchgeführt werden. Dazwischen entsteht durch die Bewegung der Klöppel das dort angedeutete Geflecht. Während bei der dargestellten Maschine die Stehfäden 3 radial und in der Zeichenebene auf den Flechtring 2 zulaufen, verschränken sich die Klöppelfäden 4 umlaufend mit den Stehfäden 3 und den gegenlaufenden Klöppelfäden 4 durch die Bewegung der nicht dargestellten Klöppel und die Drehung im Getriebe 1. An der Position 5 zwischen der Klöppelaustrittsebene aus dem Klöppelgetriebe 1 und dem Flechtring 2 ist durch ein schematisch angedeutetes Auge ein Sensor 5 dargestellt, der bei Drehung des Klöppelgetriebes 1 die umlaufenden Klöppelfäden 4 entweder optisch oder berührend erfasst.
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Entsteht ein Stehfaden 4', so verändern sich wie in 1a dargestellt die Abstände zwischen den aufeinanderfolgenden Klöppelfäden 4, 4'. Dieser veränderte Abstand kann von dem Sensor 5 tastend oder optisch erfasst werden und zeigt dadurch einen entstandenen Stehfaden 4' an. In 1a sind von den dargestellten Klöppelfäden 4, 4' fünf bereits am Sensor 5 vorbeigelaufen. Der erfasste Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Klöppelfaden 4 betrug dabei x1, der zwischen dem zweiten und dem dritten Klöppelfaden 4, 4', welcher der entstandene Stehfaden 4' ist, betrug y, zwischen dem dritten 4' und dem vierten Klöppelfaden 4z und zwischen dem vierten und dem fünften Klöppelfaden 4 x2. Dabei stimmen die Abstände x1 und x2 überein und entsprechen dem normalen Abstand bei gleichmäßiger Fadenspannung, während y kleiner x1 und x2 ist und z größer x1 bzw. x2 ist. Unter den Klöppelfäden 4, 4'', die den Sensor 5 noch nicht passiert haben, ist einer 4'' mit zu geringer Fadenspannung. Dieser verläuft daher in einer stärker gekrümmten Evolvente, was sich ebenfalls messbar auf die Abstände zu den benachbarten Klöppelfäden 4 auswirkt.
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Das Diagramm der über die Zeit t aufgetragenen Kraft p in 2 zeigt die aus 1a erhaltenen Werte um den Stehfaden. Eine optischer oder ein berührend erfassender Sensor ohne eigene Kraftmessung liefert dabei nur die Werte der Einzelimpulse entlang der Zeitschiene t, während ein die Kraft p messender Sensor die Ausschläge in Kraftrichtung p anzeigt. Auf beide Weisen können entstandene Spannfäden 4' und Fäden zu geringer Spannung 4'' sicher ermittelt werden.
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3 zeigt eine ergänzend mögliche Regelung der Fadenzugkraft eines Stehfadens 3, wobei dies sinnvollerweise für jeden einzelnen Stehfaden 3 anzuwenden ist. dazu wird der Stehfaden 3 in Fadenverlauf (siehe Pfeil vor der Klöppelaustrittsebene bzw. vor dem Klöppelgetriebe 1) über eine Tänzerrolle 6 umgeleitet, die über ihr definiertes Gewicht Fadenzugkraft bestimmend ist. Ein Stehfadenspeicher 7 beinhaltet zur Regelung eine Spule 8 gelagert auf ansteuerbaren Bremsen 9, um eine Spannungsveränderung zu bewirken, falls die Tänzerrolle 6 sich außerhalb ihres durch max. und min. definierten Bereiches bewegt. So kann gewährleistet werden, dass der Stehfaden 3 das Stehfadenführungsrohr 10 in Richtung des Flechtrings 2 mit innerhalb vorgegebener Schwankungsbreite gleichbleibender Spannung verlässt.
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Die erfindungsgemäße Radialflechtmaschine ermöglicht auf einfache Weise eine Erfassung der anliegenden Fadenspannungen bzw. vom Normbereich abweichenden Spannungen, wodurch Korrekturen vorgenommen werden können oder bei entsprechender Steuerung selbsttätig vorgenommen werden, bevor sich Webfehler manifestieren oder es sogar zu Fadenabrissen kommt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19800507 A1 [0003]
- DE 2112499 A [0004]
