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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Messen einer Gewebespannung in einer Webmaschine.
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Stand der Technik
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Bei Webmaschinen sind im Stand der Technik Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mit denen die Gewebespannung gemessen werden kann. Da das fertige Gewebe bevor es aufgewickelt wird mit den Kettfäden der Webmaschine in kraftübertragender Verbindung steht kann die Messung der Gewebespannung in der Regel dazu herangezogen werden, die Kettspannung während des Webens zu regeln.
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Eine Vorrichtung der genannten Art zeigt zum Beispiel die
EP 0 590 725 B1 . Dort wird beschrieben, dass eine Umlenkwelle bzw. ein Umlenkbaum an seinen äußeren Enden abgestützt wird und dass die Durchbiegung der Umlenkwelle unter der Spannung des Gewebes mit einer Messdose bzw. einem Sensor etwa in der Mitte zwischen den Stützen gemessen wird.
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Auch die
DE 39 05 881 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Messen der Kettspannung mit Hilfe eines Sensors, der die Gewebespannung erfasst. Der Sensor ist dabei als Messbalken ausgebildet, der in eine Umlenkwelle integriert ist.
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Es hat sich allerdings gezeigt, dass die zu messenden Gewebe- bzw. Kettspannungen je nach Gewebeart sehr stark unterschiedlich sein können und zwar in einem Verhältnis von 1:400. Die Messung von Durchbiegungen bzw. Gewebespannungen in einem so großen Bereich ist jedoch mit einem einzigen Sensor nicht möglich. In der Praxis führt das dazu, dass Sensoren ausgetauscht werden, wenn Gewebe mit stark unterschiedlichen Kettspannungen gewebt werden sollen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Gewebespannungen in einem sehr großen Spannungsbereich gemessen werden können, ohne dass dazu der Austausch von Sensoren erforderlich ist.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch. Zum Messen der Gewebespannung wird das Gewebe in der Webmaschine durch eine Umlenkwelle bzw. einen Umlenkbaum umgelenkt. Durch die Umlenkung wird durch das Gewebe eine Biegekraft auf die Umlenkwelle aufgebracht. Je nach Größe der Gewebe- bzw. Kettspannung wird dabei eine mehr oder weniger große Durchbiegung der Umlenkwelle erzeugt. Der Durchbiegungsweg der Umlenkwelle wird von einem Sensor gemessen, der in einem Bereich zwischen zwei Stützen der Umlenkwelle an der Webmaschine angebracht ist. Die Umlenkwelle ist über die zwei Stützen und über lösbare Verbindungsmittel mit einem Maschinengestell der Webmaschine verbunden. Der Sensor leitet seine Messsignale zum Beispiel an eine Steuerung der Webmaschine weiter. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den zwei Stützen der Umlenkwelle bei größeren zu messenden Gewebespannungen reduziert wird und dass der Abstand zwischen den zwei Stützen bei kleineren zu messenden Gewebespannungen vergrößert wird. Zum Verändern des Abstandes werden am zweckmäßigsten die Verbindungsmittel zwischen den zwei Stützen und der Webmaschine gelöst und wieder befestigt. Das kann durch den Bediener der Webmaschine oder durch automatisch arbeitende Verstellmittel, Klemm- und/oder Verschiebevorrichtungen (zum Beispiel mit Spindelmotoren) erfolgen.
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Durch unterschiedlich große Abstände zwischen den Einspannstellen der Umlenkwelle werden verschiedene Messbereiche realisiert. Da sich die Durchbiegung einer beidseitig eingespannten Welle proportional zur Flächenlast und überproportional mit dem Abstand der Einspannstellen ändert, lässt sich mit einer geringen Varianz der Einspannlänge eine große Varianz der Messbereiche erzielen.
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Bevorzugt wird zur Messung der Durchbiegung ein induktiver Sensor eingesetzt. Aber auch alle anderen Wegmesssensoren (kapazitiv, optisch, magnetisch) können eingesetzt werden. Das Mess-Signal wird dabei direkt von der Umlenkwelle oder von einem mit der Umlenkwelle in Verbindung stehenden Übertragungselement abgenommen.
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Als Sensor kann auch ein Dehnmessstreifen verwendet werden, der zum Beispiel auf einem elastisch verformbaren Übertragungselement angeordnet ist, das mit der Umlenkwelle in Verbindung steht.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Bediener eine Information über den aktuellen Stützenabstand in die Steuerung der Webmaschine eingibt, sodass die Steuerung in Verbindung mit der Sensorempfindlichkeit einen Messbereich identifizieren kann. Denkbar ist auch die direkte Eingabe des Messbereichs, der sich aus einem bestimmten Stützenabstand ergibt.
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Zur Unterstützung der Bedienereingabe ist es sinnvoll, wenn an der Webmaschine Markierungen angebracht sind, aus denen der Bediener Informationen über den aktuellen Stützenabstand oder über den aus dem Stützenabstand resultierenden Messbereich entnehmen kann.
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Denkbar ist natürlich auch ein Verfahren, bei dem durch Messelemente der aktuelle Stützenabstand oder mindestens eine der beiden Stützenpositionen gemessen und elektrisch an die Steuerung der Webmaschine weiter geleitet wird. Wenn nur eine der beiden Stützenpositionen relativ zu einer Symmetrielinie zwischen beiden Stützen gemessen wird, kann der tatsächliche Stützenabstand ermittelt werden.
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Bei kleinen Durchbiegungen und Spannungen kann es Probleme mit der Auswahl kostengünstiger Sensoren geben. Daher ist es besonders vorteilhaft, wenn der Durchbiegungsweg der Umlenkwelle durch eine Übertragungselement – zum Beispiel einen Übertragungshebel – derartig zum Sensor übertragen wird, dass der am Sensor wirksame Weg des Übertragungselements größer ist, als der tatsächliche Durchbiegungsweg an der Umlenkwelle.
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Das kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass der Sensor mit einem gewissen Abstand zur Umlenkwelle an der Webmaschine angeordnet ist und dass ein Übertragungshebel mit zwei Hebelenden zwischen Umlenkwelle und Sensor vorgesehen ist. Das erste Hebelende des Übertragungshebels ist mit einem Maschinengestell der Webmaschine verbunden, während das zweite Hebelende frei beweglich ist. Das erste Hebelende kann drehbar oder über ein elastisch verformbares Element oder einen elastisch verformbaren Bereich des Übertragungshebels mit dem Maschinengestell verbunden sein. Der Übertragungshebel ist zwischen Umlenkwelle und Sensor derartig angeordnet, dass das zweite Ende des Übertragungshebels in Bezug auf den Abstand zwischen Übertragungswelle und Sensor näher am Sensor liegt, während das erste Hebelende näher an der Umlenkwelle liegt. Zwischen Umlenkwelle und Übertragungshebel besteht dabei eine Verbindung, über die der Durchbiegungsweg der Umlenkwelle auf den Übertragungshebel übertragen wird. Diese Verbindung kann zum Beispiel eine kraftschlüssige Verbindung in Form einer Auflage der Umlenkwelle auf einem elastisch vorgespannten Übertragungshebel sein. Denkbar ist jedoch auch eine formschlüssige Verbindung zum Beispiel über ein Gelenk oder eine Klemmverbindung.
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Durch die beschriebene Anordnung der beiden Hebelenden in Bezug auf die Umlenkwelle ergibt sich eine Hebelübersetzung, die kleine Durchbiegungswege an der Umlenkwelle in der Nähe des ersten Hebelendes in größere Durchbiegungs- oder Messwege am Sensor in der Nähe des zweiten Hebelendes überträgt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 Schematische Darstellung einer Webmaschine mit einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Ansicht B-B
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2 Ansicht A-A der Webmaschine nach 1, jedoch ohne Gewebe
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3 Vergrößerter Ausschnitt aus 1
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Vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung
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Die 1 bis 3 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Von einem nicht dargestellten Kettbaum werden Kettfäden 11 abgezogen, die durch Fachbildeelemente 12 derartig geführt werden, dass die Kettfäden 11 ein Webfach bilden, in das ein Schussfaden eingetragen wird. Der Schussfaden wird durch ein Webblatt 10 an einen Geweberand oder Bindepunkt angeschlagen. Das Gewebe 1 wird über einen Gewebetisch 15 und eine Umlenkwelle 2 einer Einziehwalze 13 zugeführt. Die Umlenkwelle 2 kann auch ein Gewinde oder schräg verlaufenden Rillen aufweisen, durch die das Gewebe 1 in Schussrichtung ausgebreitet wird. Die Umlenkwelle 2 ist über zwei oder mehr Stützen 4.1, 4.2, 14.1, 14.2 und ein Führungsprofil 18 in dem Maschinengestell 9 der Webmaschine gelagert. Die Einziehwalze 13 und der Kettbaum sind mit nicht dargestellten Antrieben verbunden. Diese Antriebe werden von der Steuerung 5 der Webmaschine derartig angesteuert, dass die Kettfäden 11 und das mit den Kettfäden 11 verbundene Gewebe 1 in Kettrichtung gespannt werden. Die Größe der Gewebespannung ist ein Maß für die Größe der Kettspannung bzw. der Kettfadenzugkräfte an der Webmaschine. Durch die Umlenkung des gespannten Gewebes 1 über die Umlenkwelle 2 in einem Bereich zwischen zwei Stützen 4.1, 4.2 entsteht eine Biegekraft, welche eine elastische Durchbiegung der Umlenkwelle 2 verursacht. Die Umlenkwelle 2 steht mit einem Übertragungshebel 8 in Verbindung, der den Durchbiegungsweg bzw. die Größe der elastischen Verformung der Umlenkwelle 2 vergrößert. Im vorliegenden Beispiel besteht der Übertragungshebel 8 aus einem biegsamen Blech, das an seinem ersten Ende am Maschinengestell 9 eingespannt ist. Das Blech weist einen gebogenen Bereich auf, der wie eine Biegefeder wirkt. Somit ist der Übertragungshebel 8 an seinem ersten Ende elastisch mit dem Maschinengestell 9 verbunden. Das zweite Ende des Blechs ist frei beweglich, zumindest in Richtung des Durchbiegungswegs der Umlenkwelle 2. Der Übertragungshebel 8 ist so angeordnet, dass eine Durchbiegung der Umlenkwelle 2 zu einer Verschiebung des Übertragungshebels 8 führt. Am frei beweglichen, zweiten Ende des Übertragungshebels 8 und an dem Punkt, an dem die Umlenkwelle 2 am Übertragungshebel 8 angreift, ergeben sich bei einer Durchbiegung der Umlenkwelle 2 Verschiebewege des Übertragungshebels 8, die in etwa kreisbogenförmig verlaufen. Das zweite Ende des Übertragungshebels 8 ist von der Einspannstelle am Maschinengestell 9 weiter entfernt als der Punkt oder der Bereich, an dem die Umlenkwelle 2 mit dem Übertragungshebel 8 in Verbindung steht. Durch diese Anordnung ergeben sich für die oben beschriebenen kreisbogenförmigen Verschiebewege je nach Abstand von der Verbindungsstelle des Übertragungshebels 8 mit dem Maschinengestell 9 unterschiedlich große Verschiebewege. Die Anordnung von Umlenkwelle 2, Sensor 3 und Übertragungshebel 8 ist so gewählt, dass eine Durchbiegung der Umlenkwelle 2 am freien Ende des Übertragungshebels 8 einen größeren Verschiebeweg verursacht als der Verschiebeweg an dem Punkt oder in dem Bereich, an dem die Umlenkwelle 2 mit dem Übertragungshebel 8 in Verbindung steht.
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In der Nähe des freien, zweiten Endes des Übertragungshebels 8 ist ein Sensor 3 angeordnet, der den Messweg D des freien Hebelendes in Richtung der Durchbiegung der Umlenkwelle 2 erfasst. Durch die Hebelübersetzung des Übertragungshebels 8 können auch solche Sensoren 3 verwendet werden, die erst bei größeren Messwegen D ein Messsignal abgeben – im vorliegenden Beispiel ist dies ein induktiver Wegaufnehmer. Das ist ein Element, das weniger Kosten verursacht als zum Beispiel ein hochempfindlicher Dehnmessstreifen, der direkt auf der Unterseite der Umlenkwelle 2 befestigt werden könnte, um die dort auftretenden sehr kleinen Dehnungen infolge der Durchbiegung zu messen. Die gemessene Durchbiegung ist ein Maß für die Gewebespannung bzw. für die Kettspannung des aktuell über die Umlenkwelle 2 umgelenkten Gewebes 1 in der Webmaschine. Die tatsächlich auftretende Durchbiegung der Umlenkwelle 2 ist jedoch auch vom Abstand A der Stützen 4.1, 4.2 abhängig, zwischen denen die Durchbiegung gemessen wird.
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Die Stützen 4.1, 4.2 der Umlenkwelle 2 sind im vorliegenden Beispiel über Schrauben 16 lösbar mit einer Quertraverse des Maschinengestells 9 verbunden. Durch eine Verschiebung der Stützen 4.1, 4.2 in einem Führungsprofil 18 der Quertraverse lässt sich vom Bediener der Abstand A zwischen den Stützen 4.1, 4.2 vergrößern oder verkleinern. Als Hilfestellung bei diesem Vorgang ist auf dem Führungsprofil eine Mess-Skala angebracht. Diese Mess-Skala enthält mehrere Markierungen 6, die jeweils vom Bediener der Webmaschine mit einer Kante der jeweiligen Stützen 4.1, 4.2 in Übereinstimmung gebracht werden, um verschiedene Abstände der Stützen 4.1, 4.2 und damit verschiedene vorgegebene Messbereiche für die zu messende Gewebespannung einzustellen.
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Der Bediener gibt den jeweils eingestellten Stützenabstand A in die Webmaschinensteuerung 5 ein. In der Steuerung 5 werden dann die Signale des Sensors 3 entsprechend dem eingestellten Abstand A in Durchbiegung bzw. Gewebespannung umgerechnet.
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Die Markierungen 6 können auch so gestaltet sein, dass der Messbereich – d.h. Maximalwert und Minimalwert der Gewebespannung – der sich aus dem eingestellten Stützenabstand A ergibt, direkt ablesbar ist. In diesem Fall gibt der Bediener den eingestellten Messbereich direkt in die Steuerung 5 der Webmaschine ein.
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Besonders vorteilhaft ist eine optionale Anordnung von Messelemente 7 zum direkten Messen des Stützenabstandes A bzw. zum Messen des aktuellen Abstandes einer oder beider Stützen 4.1, 4.2 zum Sensor 3. In den 1–3 ist beispielhaft ein Lichtsender als Messelement 7 dargestellt. Der Lichtsender 7 ist am Grundkörper des Sensors 3 für die Durchbiegung zwischen den beiden Stützen 4.1, 4.2 der Umlenkwelle 2 angebracht. Das Messelement 7 misst den Abstand zur Stütze 4.1. An dieser Stütze 4.1 ist dazu zweckentsprechend eine Reflektorfläche für den Lichtstrahl des Lichtsenders 7 vorhanden. Die andere Stütze 4.2 wird vom Bediener symmetrisch zum Sensor 3 auf dem Führungsprofil eingestellt. Der gemessene Abstand der einen Stütze 4.1 zum Sensor 3 entspricht somit dem halben Abstand A zwischen beiden Stützen. Der gemessene Abstand wird elektrisch an die Webmaschinensteuerung 5 weiter geleitet und dort in einen Messbereich für die Gewebespannung umgerechnet.
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Die Umlenkwelle
2 ist im vorliegenden Beispiel mit Hilfe von Klemmbacken und Klemmschrauben
17 an den Stützen
4.1,
4.2 befestigt. Eine Veränderung des Stützenabstands A ist möglich, ohne dass dabei die Lage der Umlenkwelle
2 gegenüber dem Sensor
3 bzw. gegenüber der Webmaschine geändert wird. Der Sensor
3 und der Übertragungshebel
8 sind ebenfalls auf dem Führungsprofil
18 des Maschinengestells
9 befestigt. Bezugszeichen
| 1 | Gewebe |
| 2 | Umlenkwelle |
| 3 | Sensor für Durchbiegung |
| 4.1, 4.2 | Stützen |
| 5 | Steuerung der Webmaschine |
| 6 | Markierung |
| 7 | Messelement für Stützenabstand |
| 8 | Übertragungshebel |
| 9 | Maschinengestell |
| 10 | Webblatt |
| 11 | Kettfäden |
| 12 | Fachbildeelemente |
| 13 | Einziehwalze |
| 14.1, 14.2 | Äußere Stützen |
| 15 | Gewebetisch |
| 16 | Verschraubung der Stützen |
| 17 | Klemmschraube für Umlenkwelle |
| 18 | Führungsprofil |
| A | Abstand zwischen Stützen |
| D | Messweg |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0590725 B1 [0003]
- DE 3905881 A1 [0004]
