DE102014118743B4

DE102014118743B4 - Verfahren zur Steuerung der Fadenlieferung eines Fadenliefergerät und Fadenliefergerät

Info

Publication number: DE102014118743B4
Application number: DE102014118743.1A
Authority: DE
Inventors: Markus Kleindorp
Original assignee: Memminger IRO GmbH
Current assignee: Memminger IRO GmbH
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2023-12-21
Anticipated expiration: 2034-12-17
Also published as: DE102014118743A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung der Fadenlieferung von einem Fadenliefergerät (1, 70) zu einer Textilmaschine, wobei ein Faden (40) von einem Speicherkörper (3) des Fadenliefergerätes (1, 70) durch die Textilmaschine abgezogen wird, wobei die Fadenspannung des Fadens (40) durch eine Bremsvorrichtung mit mindestens einen Bremskörper (8) im Fadenverlauf nach dem Speicherkörper (3) und mit einer Einstellvorrichtung eingestellt wird, indem mindestens ein Stellelement der Einstellvorrichtung auf den oder die Bremskörper (8) einwirkt, wobei das oder die Stellelemente durch ein Bremssignal angesteuert werden, und wobei die Fadenspannung auf einen Referenzwert (Mref) geregelt wird, indem das Bremssignal durch eine Fadenspannungseinheit eingestellt wird, wobei Messwerte (Mi) der Fadenspannung durch eine Spannungsmesseinheit der Fadenspannungseinheit ermittelt werden und jeweils eine Differenz (Mdiff) zwischen einem Messwert (Mi) und dem Referenzwert (Mref) durch eine Spannungsregeleinheit (60, 71) der Fadenspannungseinheit minimiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Regelung der Fadenspannung durch die Fadenspannungseinheit das Bremssignal auf Werte begrenzt wird, die einer Fadenspannung in einem Bereich um den Referenzwert (Mref) entsprechen, wobei die Werte von ihrem Referenzwert (Mref) um eine Maximaldifferenz (M_DIFF) von 0,5,cN bis 3 cN abweichen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Fadenlieferung von einem Fadenliefergerät zu einer Textilmaschine. Der Faden wird durch die Textilmaschine von einem Speicherkörper des Fadenliefergerätes abgezogen.
Eine Fadenspannung des Fadens wird durch eine Bremsvorrichtung im Fadenverlauf nach dem Speicherkörper eingestellt, indem ein Bremskörper der Bremsvorrichtung gegen eine Klemmfläche an einem Abzugsende des Speicherkörpers gepresst wird. Zur Anpressung des Bremskörpers wirkt eine Einstellvorrichtung der Bremsvorrichtung auf den Bremskörper ein, die durch ein Bremssignal angesteuert wird.
Ein solches Verfahren ist z.B. aus der WO 2007 /048 528 A1 bekannt, in der eine Vorrichtung zur vollautomatischen Einstellung der Garnlänge, die einem Stricksystem zugeführt wird, beschrieben ist. Die Vorrichtung weist eine Garnspeichereinheit mit einer Trommel, einen Garnlängenmessdetektor und ein als Element bezeichneten Bremskörper zur Einstellung der Garnspannung auf. Das Element ist axial mit dem Abzugsende der Trommel in Kontakt. Die Position oder die ausgeübte Kraft des Elementes ist durch eine elektrische Antriebseinheit einer Einstellvorrichtung veränderbar, um die Garnspannung einzustellen.
Die Garnspannung wird in diesem Fall in Abhängigkeit eines Signals der Längenmessung eingestellt. In einer Ausführungsform weist die Einstellvorrichtung Permanentmagnete und eine Spule auf, wobei die Position oder die ausgeübte Kraft des Elementes durch die Permanentmagnete eingestellt und durch die Spule veränderbar ist. Dabei wird die Spule mit einem Einstellstrom von der Antriebseinheit beaufschlagt. Das Bremssignal ist hier durch den Einstellstrom gebildet.
Bei den folgenden Bremsvorrichtungen wird die Fadenspannung durch Einstellen des Bremssignals auf einen Referenzwert der Fadenspannung eingestellt.
Die EP 0 707 102 B1 beschreibt eine modulierte Fadenbremse für Schussfadenlieferungen. Die Fadenbremse weist einen vor der Trommel der Liefervorrichtung gelagerten Bremskörper auf, der der Wirkung eines elektromechanischen Antriebsmittels, zum Beispiel eines Schrittmotors, unterliegt. Das Antriebsmittel wird mit einem modulierten Erregerstrom versorgt, der so moduliert wird, dass er der Variation der mechanischen Spannung des Fadens während des Webvorgangs entspricht. Dieser Strom, mit dem der Motor versorgt wird, wird von einem Mikroprozessor moduliert. Der Mikroprozessor empfängt vom Webstuhl oder alternativ dazu von einem Sensor ein Signal, das dafür ausgelegt ist, die Intensität und die Richtung des Stromes proportional zum Momentanwert der Spannung des Fadens zu modulieren.
Die EP 0 536 088 B1 betrifft eine weitere modulierte Fadenbremse für Schussfadenliefervorrichtungen, wobei die Fadenliefervorrichtung eine feststehende Trommel mit einem Vorrat aus Faden aufweist. Die Fadenbremse umfasst einen Bremskörper, der von einer elastischen Einrichtung frontal und koaxial zu der Trommel getragen und in elastischen Kontakteingriff gegen die Trommel gebracht wird. Der Bremskörper weist einen zylindrischen Abschnitt mit einer Spule auf, der sich in einen ringförmigen Spalt der Einfassung eines Permanentmagneten hinein erstreckt. Der Spule wird ein Erregerstrom zugeführt, der entsprechend den Schwankungen der mechanischen Spannung des Fadens moduliert wird.
Es ist eine Einrichtung zum Detektieren der mechanischen Spannung des Fadens und zum Umwandeln der mechanischen Spannung in ein entsprechendes Signal vorgesehen, das zum Modulieren des Erregerstroms verwendet wird. Das der mechanischen Spannung entsprechende Signal wird innerhalb von Werten gehalten, die gleich 20-50% eines vorgegebenen Referenzwertes des Signals sind.
Bei den folgenden Verfahren wird die Fadenspannung durch Einstellen einer Aktuatoreinrichtung oder des Bremssignals auf einen Referenzwert der Fadenspannung geregelt, wobei ein Messwert der Fadenspannung durch einen Fadenspannungsfühler ermittelt und eine Differenz zwischen dem Messwert und dem Referenzwert der Fadenspannung minimiert wird.
Die EP 2 014 809 A1 betrifft einen Schussfadenzuführer für Textilmaschinen mit einer fadenspeichernden Trommel, von der der Faden abgewickelt wird, und eine Schussfadenbremseinrichtung, die an einem beweglichen Schlitten angebracht ist. Der Fadenzuführer umfasst ein Bremsbauteil und eine Aktuatoreinrichtung für das Bremsbauteil, einen Fadenspannungssensor, der ein Spannungssignal erzeugt, und eine Steuerungseinheit, die das gemessene Spannungssignal mit einem Bezugsspannungssignal vergleicht und die Aktuatoreinrichtung derart antreibt, dass der Unterschied zwischen der gemessenen Spannung und der Bezugsspannung minimiert wird.
Die Steuerungseinheit erzeugt ein Signal für schwache Bremsleistung, wenn die Bezugsspannung höher ist als die Maximalspannung, die mit der Aktuatoreinrichtung in einer Hubendstellung erreichbar ist, und ein Signal für starke Bremsleistung, wenn die Bezugsspannung niedriger ist als die Minimalspannung, die mit der Aktuatoreinrichtung in einer Hubendeinstellung erreichbar ist. Durch die Signale für schwache oder starke Bremsleistung werden Mittel zum Korrigieren der Stellung des Schlittens aktiviert.
In der EP 2 031 106 A1 ist ein Verfahren zum Steuern der Spannung des sich von einem negativen Garnzuführer für Textilmaschinen abwickelnden Garns beschrieben. Die Spannung wird durch eine Schussfadenbremsvorrichtung angepasst, die von einem Spannungssteuerblock gesteuert wird. Der Spannungssteuerblock vergleicht eine gemessene Spannung mit einer Referenzspannung und überträgt ein Bremsniveausignal an die Schussfadenbremseinrichtung. Das Bremsniveausignal ist dazu vorgesehen, den Unterschied zwischen der gemessenen Spannung und der Referenzspannung zu minimieren.
Es wird die Garnverbrauchsgeschwindigkeit berechnet und mit einem vorbestimmten Geschwindigkeitsschwelllwert verglichen. Der Spannungssteuerungsblock wird aktiviert, wenn die berechnete Garnverbrauchsgeschwindigkeit den Schwellwert übersteigt. Sie wird abgeschaltet, wenn die Verbrauchsgeschwindigkeit niedriger ist als der Schwellwert, wobei das zuletzt erzeugte Signal als Bremssignal beibehalten wird, bis die Garnverbrauchsgeschwindigkeit den Schwellwert wieder übersteigt.
Das Abschalten des Spannungssteuerungsblocks soll Nachteile der Spannungsregelung z.B. beim Starten oder Einfädeln bzw. Einlegen, wenn das Garn sich nicht bewegt und die Fadenspannung sehr viel niedriger ist als im normalen Betrieb, überwinden.
Ein weiteres Verfahren zur Spannungssteuerung des sich von einem Garnzuführer abwickelnden Garnes ist in der EP 2 671 831 A1 beschrieben. Eine Steuereinheit, die Signale der gemessenen Spannung erhält, vergleicht diese mit einem vorbestimmten Referenzspannungssignal und erzeugt in einer Regelschleife ein Bremssignal zur Minimierung der Differenz zwischen den beiden Signalen. So lange die Referenzspannung unverändert ist, wird für die Regelschleife ein erster Satz von Koeffizienten für ein relativ langsames Regelverhalten verwendet. Bei Änderung der Referenzspannung wird so lange auf einen zweiten Satz von Koeffizienten für ein schnelles Regelverhalten umgeschaltet, bis die Differenz zwischen den beiden Signalen einen minimalen Wert erreicht hat. Es wird auf den ersten Satz von Koeffizienten zurück geschaltet.
Das Umschalten des Regelverhaltens der Spannungsregelung soll eine Spannungsregelung sowohl für gelegentlich auftretende Spannungsspitzen, z.B. durch dickere Stellen im Garn, als auch für eine schnelle Anpassung an geänderte Referenzspannung ermöglichen.
Außerdem ist aus der EP 1 059 375 B1 eine Fadenbremsvorrichtung für eine Schussfadenlieferungsvorrichtung bekannt. Die Fadenbremsvorrichtung ist mit einem Bremsmittel und einer Trommel versehen, wobei das Bremsmittel vor und koaxial zur Trommel gehalten ist. Das Bremsmittel wird durch mindestens einen Linearmotor betätigt, um das abbremsen des Schussfadens u. a. in Abhängigkeit von der Spannung des Schussfadens zu regulieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung der Fadenlieferung von einem Fadenliefergerät zu einer Textilmaschine gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs zu verbessern, um insbesondere ein Abschalten der Spannungsregelung zu vermeiden.
Die Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung der Fadenlieferung von einem Fadenliefergerät zu einer Textilmaschine wird der Faden von einem Speicherkörper des Fadenliefergerätes durch die Textilmaschine abgezogen. Eine Fadenspannung des Fadens wird im Fadenverlauf nach dem Speicherkörper durch mindestens einen Bremskörper einer Bremsvorrichtung eingestellt.
In einer Ausführungsform wird die Fadenspannung durch einen Bremskörper eingestellt, der an eine Klemmfläche, zum Beispiel am Abzugsende des Speicherkörpers, über die der Faden geführt ist, gepresst wird. In einem Beispiel werden ein oder zwei Bremsteller als Bresmkörper verwendet. In einer Alternative wird ein Bremskörper in Form eines Konus, der an das Abzugsende des Speicherkörpers pressbar ist, verwendet.
Der Bremskörper wird eingestellt, indem mindestens ein Stellelement einer Einstellvorrichtung der Bremsvorrichtung auf den oder die Bremskörper einwirkt. Das oder die Stellelemente werden durch ein Bremssignal angesteuert. Die Stellelemente sind dazu ausgebildet, je nach Ansteuerung durch das Bremssignal, mehr oder weniger Kraft auf den oder die Bremskörper auszuüben. In einem Beispiel werden die Stellelement, z.B. durch einen Schrittmotor, angesteuert.
Die Fadenspannung wird durch Einstellen des Bremssignals durch eine Fadenspannungseinheit auf einen Referenzwert geregelt. Dazu werden Messwerte für die Fadenspannung durch eine Spannungsmesseinheit ermittelt und jeweils eine Differenz zwischen dem Messwert und dem Referenzwert minimiert.
Bei der Regelung der Fadenspannung wird das Bremssignal auf Werte begrenzt, die einer Fadenspannung in einem Bereich um den Referenzwert entsprechen. Dadurch wird die Bremskraft der Bremsvorrichtung, mit der der Bremskörper gegen den Speicherkörper gepresst wird, begrenzt.
Die Begrenzung der Bremskraft ermöglicht es, die Regelung der Fadenspannung auch in Fällen, in denen der Faden nicht oder nur geringfügig abgezogen ist, zum Beispiel beim Anfahren oder Abbremsen der Textilmaschine aufrecht zu erhalten. Ohne Begrenzung könnte beispielsweise beim Anfahren einer Rundstrickmaschine der Messwert der Fadenspannung so weit von dem Spannungsreferenzwert abweichen, dass ein sehr hoher oder ein sehr niedriger Startwert des Bremssignals vorliegen würde. Ein hoher Wert des Bremssignals würde zu einer starken Verstellung der Bremse führen, die den Faden beschädigen könnte. Zumindest wäre eine zu hohe Fadenspannung beim Anfahren im Produkt sichtbar. Ebenso wäre ein zu niedriger Wert der Fadenspannung im Produkt zu sehen. Diese Effekte werden durch die Erfindung vermieden.
In einer Ausführungsform wird das Bremssignal auf Werte begrenzt, die einer Fadenspannung entsprechen, die von dem Referenzwert um eine Maximaldifferenz von 0,5 cN bis 3 cN, insbesondere um 1 cN bis 2 cN, abweichen.
In einer Ausführungsform wird die Regelung der Fadenspannung mit einer Zeitkonstanten von 0,1 s bis 5 s, insbesondere von 0,3 s bis 2 s, durchgeführt.
In einer Ausführungsform wird in einem Anfangsschritt vor der Regelung der Fadenspannung der Referenzwert der Fadenspannung aus Messwerten der Fadenspannung ermittelt. Dazu wird die Einstellvorrichtung mit einem Referenzwert des Bremssignals beaufschlagt und aus den sich einstellenden Messwerten der Fadenspannung der Referenzwert der Fadenspannung bestimmt. Dieses Verfahren wird angewandt, um eine eingestellte Fadenspannung, die als Referenzwert bestimmt wird, und damit eine Produktqualität aufrecht zu erhalten. Absolutmessungen der Fadenspannung sind bei diesem Verfahren nicht notwendig.
In einer Ausführungsform wird als Bremssignal ein die Stellelemente ansteuernder Arbeitsstrom verwendet. Der Arbeitsstrom wird von einer Stromliefereinheit der Einstellvorrichtung geliefert. Mit der Einstellung des Arbeitsstromes wird die Fadenspannung eingestellt. Insbesondere wird bei der Regelung der Fadenspannung der Arbeitsstrom auf Werte begrenzt, die einer Fadenspannung in einem Bereich um den Referenzwert der Fadenspannung entsprechen.
In einer Ausführungsform wird der Arbeitsstrom selbst geregelt. Insbesondere wird der Arbeitsstrom auf einen Endsollwert geregelt, wobei die Regelung des Arbeitsstromes als innere Regelung und die Regelung der Fadenspannung als äußere Regelung ausgebildet sind. D.h. die Regelung des Arbeitsstromes wird mit einer Zeitkonstante durchgeführt, die, zum Beispiel 3 bis 10 mal, kleiner ist als die Zeitkonstante der Regelung der Fadenspannung.
In einer Ausführungsform sind die Stellelemente als Magnetelemente ausgebildet, wobei ein Magnetelement im Magnetfeld des anderen Magnetelementes beweglich ist und auf den Bremskörper einwirkt. Dabei wird die Fadenspannung eingestellt, indem eines der beiden Magnetelemente, das als Arbeitspule ausgebildet ist, durch den Arbeitsstrom angesteuert wird.
Erfindungsgemäße Fadenliefergeräte sind zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgebildet. Sie weisen ggf. die entsprechenden Merkmale und Vorteile der Verfahren auf.
Ein erfindungsgemäßes Fadenliefergerät zur Fadenlieferung zu einer Textilmaschine weist einen Speicherkörper auf, von dem ein Faden durch die Textilmaschine abziehbar ist. Das Fadenliefergerät umfasst eine Bremsvorrichtung mit mindestens einem Bremskörper, wobei der oder die Bremskörper im Fadenverlauf nach dem Speicherkörper angeordnet sind. Das Fadenliefergerät umfasst eine Einstellvorrichtung der Bremsvorrichtung mit mindestens einem Stellelement, das oder die auf den oder die Bremskörper einwirken und durch ein Bremssignal ansteuerbar sind.
Das Fadenliefergerät ist mit einer Fadenspannungseinheit versehen, die zur Reglung der Fadenspannung auf einen Referenzwert durch Einstellen des Bremssignals ausgebildet ist. Die Fadenspannungseinheit umfasst eine Spannungsmesseinheit zur Ermittlung von Messwerten der Fadenspannung und eine Spannungsregeleinheit zur Minimierung einer Differenz zwischen dem Messwert und dem Referenzwert.
Die Fadenspannungseinheit ist dazu ausgebildet, bei der Reglung der Fadenspannung das Bremssignal auf Werte zu begrenzen, die einer Fadenspannung in einem Bereich um den Referenzwert entsprechen.
In einer Ausführungsform sind die Stellelemente durch einen Arbeitsstrom ansteuerbar.
In einer Ausführungsform weist die Stromliefereinheit eine Stromregeleinrichtung auf, wobei die Stromregeleinheit als innere Reglung und die Fadenspannungseinheit als äußere Regelung ausgebildet sind.
In einer Ausführungsform sind die Stellelemente als Magnetelemente ausgebildet, wobei ein Magnetelement im Magnetfeld des anderen Magnetelements beweglich ist und auf den Bremskörper einwirkbar ist, und wobei eines der Magnetelemente als Arbeitspule ausgebildet ist, die durch den Arbeitsstrom ansteuerbar ist.
Die Textilmaschine ist in einem Beispiel eine Strickmaschine, z.B. eine Flachstickmaschine oder eine Rundstrickmaschine.
Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung schematisch dargestellter Beispiele weiter erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung anhand einer Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fadenliefergerätes eines ersten Beispiels;
2 ein Blockschaltbild zur Steuerung der Fadenlieferung des Fadenliefergerätes des ersten Beispiels; und
3 ein Blockschaltbild zur Steuerung der Fadenlieferung eines Fadenliefergerätes eines zweiten Beispiels.

Erstes Beispiel:
Ein erfindungsgemäßes Fadenliefergerät 1 zur Lieferung eines Fadens 40 zu einer Textilmaschine, das in 1 dargestellt ist, ist als ein Speicher-Fadenliefergerät ausgebildet. Das Fadenliefergerät 1 weist einen Halter 2, eine Aufwickeleinheit, einen Speicherkörper 3, von dem der Faden 40 durch die Textilmaschine abgezogen wird, und eine Bremsvorrichtung zur Einstellung einer Fadenspannung auf. Die Textilmaschine ist zum Beispiel eine Rundstrickmaschine.
Der Halter 2 ist mit einer Befestigungsvorrichtung 4 zur Befestigung des Fadenliefergerätes 1 an der Textilmaschine, zum Beispiel an einem Maschinenring der Rundstrickmaschine, versehen.
Der Speicherkörper 3 ist als eine Speichertrommel mit einer Achse 5 ausgebildet. Am Aufwickelende, in der 1 am rechten Ende, des Speicherkörpers 3, ist die Aufwickeleinheit zum Aufwickeln von Garnwindungen, d.h. Windungen des Fadens, auf den Speicherkörper 3 angeordnet. Die Aufwickeleinheit ist mit einem in einem Antriebsgehäuse 6 angeordneten Antrieb und einem von dem Antrieb antreibbaren Aufwickelement 7 versehen.
Der Halter 2 erstreckt sich parallel zur Achse 5 entlang des Speicherkörpers 3. Das Antriebsgehäuse 6 ist am Aufwickelende, in den Figuren am rechten Ende, des Speicherkörpers 3 am Halter 2 befestigt.
Die Bremsvorrichtung zur Einstellung einer Fadenspannung des Fadens 40 weist einen Bremskörper 8 und eine Einstellvorrichtung für den Bremskörper 8 auf. Der Bremskörper 8 ist im Fadenverlauf nach dem Speicherkörper 3 angeordnet, wobei er am gestrichelt eingezeichneten Abzugsende des Speicherkörpers 3 angeordnet ist. Ein Gehäuse 9 der Bremsvorrichtung ist an einem dem Antriebsgehäuse 6 entgegengesetzten Ende des Speicherkörpers an dem Halter 2 befestigt.
Der Bremsköper 8 ist konisch, und zwar als ein nachgiebiger Bremskörperkonus in der Form eines regelmäßigen Kegelstumpfmantels, ausgebildet. Er ist zum Beispiel aus einem Kunststoff und/oder Metall hergestellt. Entsprechende oder ähnliche Bremskörper sind zum Beispiel in der WO 2006 / 045 410 A1 beschrieben.
Die Achse des Bremskörpers 8 stimmt im Wesentlichen, d. h. bis auf geringe Abweichungen z.B. durch Abhebung durch den Faden 40 oder bei Verformung des elastischen Bremskörpers 8, mit der Achse 5 des Speicherkörpers 3 überein. Das Abzugsende des Speicherkörpers 3 ist abgerundet und bildet im Bereich der Abrundung eine ringförmige Klemmfläche 10. Der Bremskörper 8 ragt mit seinem größeren Durchmesser über die Klemmfläche 10. Er ist durch die Einstellvorrichtung gegen die Klemmfläche 10 am Abzugsende des Speicherkörpers 3 anpressbar.
Beim Abzug des Fadens 40 durch die Textilmaschine läuft der Faden 40 vom Speicherkörper 3 durch den Spalt zwischen dem Abzugsende des Speicherkörpers 3 und dem Bremskörper 8 über die Klemmfläche 10.
Die Einstellvorrichtung weist Stellelemente und zwar Magnetelemente auf, wobei ein Magnetelement im Magnetfeld eines anderen Magnetelementes beweglich ist und auf den Bremskörper 8 einwirkt. Eines der Magnetelemente ist als Arbeitsspule 12 ausgebildet. In diesem Beispiel umfasst die Einstellvorrichtung ein Permanentelement, im folgenden PM-Element, und die im Magnetfeld des PM-Elements, bewegliche Arbeitsspule 12. Das PM-Element und die Arbeitspule 12 befinden sich in dem Gehäuse 9 und sind in 1 nicht sichtbar. Die Arbeitsspule 12 wirkt auf den Bremskörper 8 ein. Die Arbeitsspule 12 arbeitet nach dem Prinzip einer Tauchspule, die Englisch als „voice coil“ bezeichnet wird.
Die Magnetelemente der Einstellvorrichtung sind durch ein Bremssignal ansteuerbar, nämlich durch einen Arbeitsstrom für die Arbeitsspule 12. Bei Kontakt mit dem Bremskörper 8 führt eine Beaufschlagung der Arbeitsspule 12 mit einem bestimmten Arbeitsstrom zu einer, ggf. geringen, axialen Bewegung der Arbeitspule 12 und damit zu einer Änderung der Anpresskraft des Bremskörpers 8 gegen die Klemmfläche 10. Durch Änderung der Anpresskraft wird eine gewünschte Fadenspannung eingestellt.
Der Halter 2 bildet ausgehend vom Gehäuse 9 eine Elektronikkammer E, in der Elektronikelemente der Einstellvorrichtung, wie eine Stromliefereinheit, zur Ansteuerung der Arbeitspule 12 angeordnet sind. In 1 ist der Bereich der Elektronikkammer E oberhalb des Gehäuses 9 zu sehen.
Eine derartige Bremsvorrichtung ist in der DE 10 2013 113 115 A1 und der DE 10 2013 113 122 A1 beschrieben.
Das Fadenliefergerät 1 umfasst zusätzlich eine Fadenspannungseinheit zur Regelung der Fadenspannung mit einer Spannungsmesseinheit, die einen Fadenspannungsfühler 50, eine Messvorrichtung 51 und eine Verbindung 52 aufweist. 1 zeigt schematisch dargestellt den Fadenspannungsfühler 50 mit der durch Pfeile angedeuteten Messvorrichtung 51, der im Fadenverlauf hinter dem Gehäuse 9, d.h. in 1 auf der linken Seite, angeordnet ist. Die Messvorrichtung 51 des Fadenspannungsfühlers 50 ist über die Verbindung 52 mit dem Fadenliefergerät 1 verbunden.
Der Fadenspannungsfühler 50 ist an dem Gehäuse 9 befestigt.
2 zeigt ein Blockschaltbild zur Steuerung der Fadenlieferung des Fadenliefergerätes 1.
Im Folgenden wird zwischen dem gewünschten Wert der Fadenspannung Fsoll, die zur Ermittlung des Sollwertes Isoll verwendet wird, und dem Referenzwert Mref der Fadenspannung, d.h. einen Referenzwert Mref für die Messwerte Mi der Fadenspannung unterschieden.
Die Einstelleinrichtung umfasst eine Stromliefereinheit für den Arbeitsstrom der Arbeitsspule 12, die eine Stromeinheit SL und eine Stromregeleinrichtung umfasst. Die Stromeinheit SL ist mit einer Pulsweitenmodulation versehen. Die Stromregeleinrichtung ist mit einer Strommesseinheit SM und mit einer Stromregeleinheit SR versehen. Die Stromregeleinheit SR ist zum Beispiel als PI-Regler ausgebildet und an die Stromeinheit SL angeschlossen.
Das Fadenliefergerät 1 weist eine Prozessoreinheit P auf, die in diesem Beispiel mit einer Dateneinheit FI zur Ausgabe für das Fadenliefergerät 1 spezifischer Daten versehen ist. Die Dateneinheit FI des Fadenliefergerätes 1 ist zur Bereitstellung spezifischer Daten des Fadenliefergerätes 1 ausgebildet, wobei die spezifischen Daten eine Zuordnung von Werten des Arbeitsstromes zu zum Beispiel bei der Herstellung des Fadenliefergerätes 1 ermittelten Werten F der Fadenspannung umfassen. Insbesondere enthält die Dateneinheit FI für das Fadenliefergerät 1 spezifische Sollwerte I_soll des Arbeitsstromes für seine Arbeitspule 12, die gewünschten Werten F_soll der Fadenspannung zugeordnet sind. Zu einem, z.B. von außen zugeführten, Wert F_soll einer gewünschten Fadenspannung ist durch die Prozessoreinheit P der entsprechende Sollwert I_soll des Arbeitsstromes für die Arbeitsspule 12 ausgebbar.
Die Fadenspannungseinheit zur Regelung der Fadenspannung der Bremsvorrichtung umfasst neben der Spannungsmesseinheit mit dem Fadenspannungsfühler 50, der Messvorrichtung 51 und der Verbindung 52, eine Spannungsregeleinheit 60, eine Referenzwerteinheit zur Ermittlung des Referenzwertes Mref mit einem Schalter S, einem Filter 61 und einem Speicher 62 und eine Strombegrenzungseinheit 63.
Der Ausgang der Messvorrichtung 51 ist an einem Messwerteingang der Spannungsregeleinheit 60 und an den Schalter S angeschlossen.
In einer ersten Stellung 1 des Schalters S ist der zusätzliche Ausgang der Messvorrichtung 51 mit einem Referenzwerteingang der Spannungsregeleinheit 60 verbunden. In dieser Stellung ist die Spannungsregeleinheit 60 außer Betrieb gesetzt, weil am Messwerteingang und am Referenzwerteingang der Spannungsregeleinheit 60 der Messwert Mi der Messwertvorrichtung 51 anliegt.
In einer zweiten Stellung 2 des Schalters S ist der zusätzliche Ausgang der Messvorrichtung 51 mit einem Eingang des Filters 61 verbunden, der an einem Eingang des Speichers 62 für den Referenzwert Mref angeschlossen ist. Der Ausgang des Speichers 62 ist mit einem Referenzwerteingang der Spannungsregeleinheit 60 verbunden.
In einer dritten Stellung 3 des Schalters S ist der zusätzliche Ausgang offen und der erste Ausgang der Messvorrichtung 51 mit dem Messwerteingang der Spannungsregeleinheit 60 verbunden.
Ein Stellwertausgang der Spannungsregeleinheit 60 ist über die Strombegrenzungseinheit 63 an die Stromregeleinrichtung, und zwar an einen zusätzlichen Addierer 64, angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Sollwerteingang der Stromregeleinheit SR verbunden ist. D.h. ein Eingang der Strombegrenzungseinheit 63 ist mit dem Stellwertausgang der Stromregeleinrichtung 60 verbunden. Ein weiterer Eingang der Strombegrenzungseinheit 63 ist mit Dateneinheit FI verbunden.
An das Fadenliefergerät 1 ist über eine Kommunikationsverbindung K eine zentrale Steuervorrichtung FS angeschlossen. Die zentrale Steuervorrichtung FS ist zur Lieferung des gewünschten Wertes F_soll für die Fadenspannung ausgebildet. In diesem Beispiel ist die Prozessoreinheit P mit der Dateneinheit FI über eine der Kommunikationsverbindungen K mit der zentralen Steuervorrichtung FS z.B. eines Systems mit einem oder mehreren Fadenliefergeräten 1, verbunden.
Die Kommunikationsverbindung K ist z.B. als ein CAN-BUS ausgebildet, an dem die Fadenliefergeräte 1 und die zentrale Steuervorrichtung FS angeschlossen sind.
Ein gewünschter Wert F_soll der Fadenspannung wird aus der zentralen Steuervorrichtung FS, und zwar von der Steuervorrichtung FS, an die Prozessoreinheit P mit der Dateneinheit FI über die Kommunikationsverbindung K übermittelt.
In diesem Beispiel ist die Prozessoreinheit P des Fadenliefergerätes 1 in dem Fadenliefergerät 1, und zwar in der Einstellvorrichtung, angeordnet. Die Prozessoreinheit P umfasst neben der Dateneinheit FI auch die Stromregeleinheit SR.
Die Prozessoreinheit P umfasst weiterhin die Spannungsregeleinheit 60, die Referenzwerteinheit, die Strombegrenzungseinheit 63 und den Addierer 64.
Die angegebenen Elemente sind als elektronische Elemente und/oder als Programme (Software) ausgebildet.
Im Betrieb wird der Faden 40 von dem Fadenliefergerät 1 zu der Textilmaschine geliefert, indem der Faden 40 durch die Textilmaschine von dem Speicherkörper 3 des Fadenliefergerätes 1 abgezogen wird. Eine Fadenspannung des Fadens 40 wird im Fadenverlauf nach dem Speicherkörper 3 durch die Bremsvorrichtung eingestellt, indem der Bremskörper 8 gegen die Klemmfläche 10 am Abzugsende des Speicherkörpers 3 gepresst wird. Dazu wirkt das durch das Bremssignal angesteuerte Stellelement der Einstellvorrichtung auf den Bremskörper 8 ein.
Ein Magnetelement der Einstellvorrichtung, nämlich die Arbeitsspule 12, die im Magnetfeld des anderen Magnetelementes, dem PM-Element, beweglich ist, wirkt auf den Bremskörper 8 ein. Eine Fadenspannung wird eingestellt, indem mit der Stromliefereinheit ein Arbeitsstrom der Arbeitsspule 12 eingestellt wird.
Durch die Prozessoreinheit P wird der gewünschten Fadenspannung F_soll ein Sollwert I_soll des Arbeitsstromes, der in der Dateneinheit FI abgelegt ist, zugeordnet und ausgegeben. Der der Dateneinheit FI entnommene Sollwert des Arbeitsstromes I_soll ist für das Fadenliefergerät 1 spezifisch.
In der Dateneinheit FI sind, wie beschrieben, die für das Fadenliefergerät 1 spezifischen Werte des Arbeitsstromes möglichen Werten der Fadenspannung zugeordnet.
Vor der Regelung der Fadenspannung wird in einem Anfangsschritt der Referenzwert Mref der Fadenspannung ermittelt. Dazu wird in einer ersten Stellung 1 des Schalters S die Stromregeleinheit SR mit dem Referenzwert des Bremssignals, d.h. mit dem Sollwert I_Soll des Arbeitsstroms, beaufschlagt, der der gewünschten Fadenspannung F_Soll entspricht. Da in der Stellung 1 des Schalters S der zusätzliche Ausgang der Messvorrichtung 51 auf den Referenzwerteingang der Spannungsregeleinheit 60 geschaltet ist, ermittelt diese keine Differenz Mdiff zwischen den Messwerten Mi und dem Referenzwert Mref, d.h. es findet keine Spannungsreglung statt.
Nachdem sich in der Einstellung 1 des Schalters S der Betrieb z.B. der Strickmaschine als gut gezeigt hat, wird der Schalter S in die Stellung 2 gebracht. Die von der Spannungsmesseinheit ermittelten Messwerte Mi werden im Filter 61 bearbeitet d.h. geglättet und im Speicher 62 als ein Referenzwert Mref abgelegt. D.h. der sich einstellende Messwert Mi wird als Referenzwert Mref bestimmt.
In der im Folgenden bewirkten Stellung 3 des Schalters S wird die Fadenspannung des Faden 40 folgendermaßen geregelt:

Die Messvorrichtung 51 des Fadenspannungsfühlers 50 ermittelt Messwerte Mi für die Fadenspannung. Die Fadenspannung wird auf einen Referenzwert Mref durch Einstellen des Arbeitsstromes geregelt, indem die Differenz Mdiff zwischen dem Messwert Mi und dem Referenzwert Mref minimiert wird. In der Spannungsregeleinheit 60 wird aus dem Messwert Mi und dem Referenzwert Mref die Differenz Mdiff berechnet und aus der Differenz Mdiff eine Stromdifferenz Idiff ermittelt. Diese positive oder negative Stromdifferenz Idiff wird im Addierer 64 zu den von der Dateneinheit FI ausgegebenen Sollwert I_Soll des Arbeitsstromes addiert. Der den Addierer 64 verlassene Arbeitsstrom I_SOLL, ggf. auch Endsollwert genannt, wird einem Referenzwerteingang der Stromregeleinheit SR zugeführt. Der Arbeitsstrom der Arbeitsspule 12 wird auf diesen Wert I_SOLL geregelt.

Die Stromregeleinheit SR ermittelt aus den Werten I_SOLL und I_IST einen Stromstellwert und zwar ein Einschaltverhältnis, das der Stromeinheit SL mit Pulsweitenmodulation zugeführt wird.
Die Reglung des Arbeitsstromes wird mit einer Zeitkonstante τ1 durchgeführt, die, beispielweisweise 3- bis 10-mal, kleiner ist als die Zeitkonstante τ2 der Reglung der Fadenspannung. In diesem Beispiel beträgt die Zeitkonstante τ1 z.B. 2 bis 3 ms.
Die Reglung der Fadenspannung wird mit einer Zeitkonstante τ2 von 0,1 s bis 5 s, insbesondere von 0,3 s bis 2 s. In diesem Beispiel beträgt die Zeitkonstante T2 0,3 s.
Bei der Regelung der Fadenspannung wird der Arbeitsstrom auf Werte I_SOLL begrenzt, die einer Fadenspannung in einem Bereich um die gewünschte Fadenspannung F_Soll entsprechen. Die Begrenzung des Arbeitsstromes, d.h. die Begrenzung der Werte I_SOLL, wird sichergestellt, indem nur Stromdifferenzen Idiff bis zu einem maximalen Wert I_DIFF eingesetzt werden.
Insbesondere wird der Arbeitsstrom durch die Strombegrenzungseinheit 63 auf Werte I_SOLL begrenzt, deren entsprechenden Werte der Fadenspannung von der gewünschten Fadenspannung F_Soll um 0,5 cN bis 3 cN, insbesondere um 1 cN bis 2 cN, abweichen.
In der Strombegrenzungseinheit 63 werden aus dem der Dateneinheit FI entnommenen Sollwert I_Soll Grenzwerte I_DIFF für die Differenzen Idiff berechnet. Die von der Spannungsregeleinheit 60 aus der Differenz Mdiff abgeleiteten Stromdifferenzen Idiff werden in der Strombegrenzungseinheit 63 mit den Grenzwerten I_DIFF verglichen. Wenn die Differenz Idiff betragsmäßig größer ist als der entsprechende Grenzwert I_DIFF, wird der Grenzwert I_DIFF an den Addierer 64 weitergeleitet.
Zweites Beispiel:
Das zweite Beispiel entspricht dem ersten Beispiel bis auf die folgenden geänderten Merkmale:

3 zeigt ein Blockschaltbild zur Steuerung der Fadenlieferung eines Fadenliefergerätes 70 des zweiten Beispiels.

Seine Einstelleinrichtung umfasst eine Stromliefereinheit, die mit einer Stromeinheit SL mit einer Pulsweitenmodulation versehen ist. Der der Arbeitsspule 12 zugeführte Arbeitsstrom wird nicht separat geregelt.
In diesem Beispiel ist statt der Spannungsregeleinheit 60 und der Strombegrenzungseinheit 63 eine Spannungsregeleinheit 71 vorgesehen, die die Funktion einer Strombegrenzungseinheit beinhaltet. D.h. Die Spannungsregeleinheit 71 des zweiten Beispiels ist auch als Strombegrenzungseinheit ausgebildet. Sie ist an die Dateneinheit FI angeschlossen.
Im Betrieb wird durch die Spannungsregeleinheit 70 aus dem von der Dateneinheit FI ausgegebenen Sollwert I_Soll des Arbeitsstromes eine maximale Differenz M_DIFF berechnet.
Bei der Reglung der Fadenspannung wird die der ausgegebenen Stromdifferenz zugrunde liegende Differenz Mdiff zwischen dem Messwert Mi und dem Referenzwert Mref der Fadenspannung auf die maximale Differenz M_DIFF begrenzt.
D.h. auch im zweiten Beispiel der Reglung der Fadenspannung wird eine der maximalen Differenz M_DIFF der Fadenspannung entsprechender Grenzwert I_DIFF des Arbeitsstromes an den Addierer 64 weitergeleitet, wenn die ermittelte Stromdifferenz Idiff betragsmäßig größer ist als der Grenzwert I_DIFF.
Der sich nach dem Addierer 64 ergebene Stromwert I wird als Einschaltverhältnis der Pulsweitenmodulation der Stromeinheit SL zugeführt.
In einer Alternative ist die zentrale Steuervorrichtung FS auch mit dem Schalter S verbunden. Die Verbindung, über die der Schalter S durch die zentrale Steuervorrichtung FS angesteuert wird, ist durch eine gepunktete Linie in 3 gezeigt. Im Betrieb wird der Schalter S durch die zentrale Steuervorrichtung FS angesteuert.
Bezugszeichenliste

1: Fadenliefergerät
2: Halter
3: Speicherkörper
4: Befestigungsvorrichtung
5: Achse
6: Antriebsgehäuse
7: Aufwickelelement
8: Bremskörper
9: Gehäuse
10: Klemmfläche
12: Arbeitspule
E: Elektronikkammer
40: Faden

SL: Stromeinheit

SM: Strommesseinheit
SR: Stromregeleinheit

P: Prozessoreinheit
FI: Dateneinheit

50: Fadenspannungsfühler
51: Messvorrichtung
52: Verbindung
60: Spannungsregeleinheit

S: Schalter
61: Filter
62: Speicher
63: Strombegrenzungseinheit
64: Addierer
FS: zentrale Steuervorrichtung
K: Kommunikationsverbindung
70: Fadenliefergerät
71: Spannungsregeleinheit

Claims

Verfahren zur Steuerung der Fadenlieferung von einem Fadenliefergerät (1, 70) zu einer Textilmaschine, wobei ein Faden (40) von einem Speicherkörper (3) des Fadenliefergerätes (1, 70) durch die Textilmaschine abgezogen wird, wobei die Fadenspannung des Fadens (40) durch eine Bremsvorrichtung mit mindestens einen Bremskörper (8) im Fadenverlauf nach dem Speicherkörper (3) und mit einer Einstellvorrichtung eingestellt wird, indem mindestens ein Stellelement der Einstellvorrichtung auf den oder die Bremskörper (8) einwirkt, wobei das oder die Stellelemente durch ein Bremssignal angesteuert werden, und wobei die Fadenspannung auf einen Referenzwert (Mref) geregelt wird, indem das Bremssignal durch eine Fadenspannungseinheit eingestellt wird, wobei Messwerte (Mi) der Fadenspannung durch eine Spannungsmesseinheit der Fadenspannungseinheit ermittelt werden und jeweils eine Differenz (Mdiff) zwischen einem Messwert (Mi) und dem Referenzwert (Mref) durch eine Spannungsregeleinheit (60, 71) der Fadenspannungseinheit minimiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Regelung der Fadenspannung durch die Fadenspannungseinheit das Bremssignal auf Werte begrenzt wird, die einer Fadenspannung in einem Bereich um den Referenzwert (Mref) entsprechen, wobei die Werte von ihrem Referenzwert (Mref) um eine Maximaldifferenz (M_DIFF) von 0,5,cN bis 3 cN abweichen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssignal auf Werte begrenzt wird, die einer Fadenspannung entsprechen, die von ihrem Referenzwert (Mref) um eine Maximaldifferenz (M_DIFF) von 1 cN bis 2 cN, abweichen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Fadenspannung mit einer Zeitkonstante (τ2) von 0,1 s bis 5 s, insbesondere von 0,3 s bis 2 s, durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Anfangsschritt vor der Regelung der Fadenspannung der Referenzwert (Mref) der Fadenspannung ermittelt wird, indem die Einstellvorrichtung mit einem Referenzwert des Bremssignals beaufschlagt wird, und aus sich einstellenden Messwerten (Mi) der Fadenspannung der Referenzwert (Mref) der Fadenspannung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Bremssignal ein die Stellelemente ansteuernder Arbeitsstrom verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsstrom auf einen Endsollwert (I_SOLL) geregelt wird, wobei die Regelung des Arbeitsstromes als innere Regelung und die Regelung der Fadenspannung als äußere Regelung ausgebildet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellelemente als Magnetelemente ausgebildet sind, wobei ein Magnetelement im Magnetfeld des anderen Magnetelementes beweglich ist und auf den Bremskörper (8) einwirkt, und wobei die Fadenspannung eingestellt wird, indem eines der beiden Magnetelemente, das als Arbeitsspule (12) ausgebildet ist, durch den Arbeitsstrom angesteuert wird.
Fadenliefergerät (1, 70) zur Fadenlieferung zu einer Textilmaschine, mit einem Speicherkörper (3), von dem ein Faden (40) durch die Textilmaschine abziehbar ist, mit einer Bremsvorrichtung mit mindestens einem Bremskörper (8), wobei der oder die Bremskörper (8) im Fadenverlauf nach dem Speicherkörper (3) angeordnet ist, sowie mit einer Einstellvorrichtung der Bremsvorrichtung mit mindestens einem Stellelement, das oder die auf den oder die Bremskörper einwirken und durch ein Bremssignal ansteuerbar sind, und mit einer Fadenspannungseinheit zur Reglung der Fadenspannung auf einen Referenzwert (Mref) durch Einstellen des Bremssignals, die eine Spannungsmesseinheit zur Ermittlung von Messwerten (Mi) der Fadenspannung und eine Spannungsregeleinheit (60,71) zur Minimierung einer Differenz (Mdiff) zwischen dem Messwert (Mi) und dem Referenzwert (Mref) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenspannungseinheit dazu ausgebildet ist, bei der Reglung der Fadenspannung das Bremssignal auf Werte zu begrenzen, die einer Fadenspannung in einem Bereich um den Referenzwert (Mref) entsprechen, wobei die Werte von ihrem Referenzwert (Mref) um eine Maximaldifferenz (M_DIFF) von 0,5 cN bis 3 cN abweichen.
Fadenliefergerät (1, 70) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellelemente durch einen Arbeitsstrom ansteuerbar sind.
Fadenliefergerät (1, 70) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromliefereinheit eine Stromregeleinrichtung aufweist, wobei die Stromregeleinheit als innere Reglung und die Fadenspannungseinheit als äußeren Regelung ausgebildet sind.
Fadenliefergerät (1, 70) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellelemente als Magnetelemente ausgebildet sind, wobei ein Magnetelement im Magnetfeld des anderen Magnetelements beweglich ist und auf den Bremskörper (8) einwirkbar ist, und wobei eines der Magnetelemente als Arbeitspule (12) ausgebildet, die durch den Arbeitsstrom ansteuerbar ist.