DE102015008675A1

DE102015008675A1 - Schiffchenstickmaschine mit Messvorrichtung zur Überwachung der Fadenspannung des Nadelfadens und Verfahren hierzu

Info

Publication number: DE102015008675A1
Application number: DE102015008675.8A
Authority: DE
Inventors: Andreas Ulmann; Gerardo Vanoni; Gerardo Friedrich
Original assignee: Saurer AG
Current assignee: Saurer AG
Priority date: 2015-07-04
Filing date: 2015-07-04
Publication date: 2017-01-05
Also published as: CH711314A2

Abstract

Schiffchenstickmaschine mit einer Messvorrichtung zur Überwachung der Fadenspannung des Nadelfadens (2), wobei der Nadelfaden (2) unter Bildung einer Fadenschlaufe (19) das freie Ende eines Messhebels (28, 39) umspannt, dessen Auslenkung in der Art analoger Messwerte messtechnisch erfassbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiffchenstickmaschine mit einer Messvorrichtung zur Überwachung der Fadenspannung des Nadelfadens und ein Verfahren zum Betrieb der Messvorrichtung zur Überwachung der Fadenspannung.
Aus der auf den gleichen Anmelder zurückgehenden DE 34 21 024 C2 ist lediglich eine Fadenspannvorrichtung mit einem Fadenwächter bekannt geworden, der bei jedem Einzelfaden auftretende Überspannungen, aber auch Unterspannungen, erfasst. Dies erfolgt dadurch, dass jeweils Lamellen auf den Nadelfäden berührend aufsetzen, die einseitig schwenkbar gelagert sind, jedoch nicht biegbar sind, und bei einer Unterspannung oder einem Fadenbruch um einen bestimmten Schwenkwinkel ausgelenkt werden, wobei der Schwenkwinkel von der Fadenspannung abhängt
Es ist demnach lediglich eine Zustandsanzeige gegeben, jedoch keine Messvorrichtung, weil nur die Zustände der Unterspannung, der Normalbetrieb und eine Überspannung des Fadens angezeigt werden. Es sind jedoch keine analogen oder digitalen Messwerte ableitbar.
Eine ähnliche Technik ist mit dem Gegenstand der DE 34 06 761 C2 bekannt geworden. Dort wird der Nadelfaden ausgehend von einer Fadenlieferung über einen gebogenen Drahtbügel geführt, der als einarmiger Hebel ausgebildet ist, der in einem Schwenklager schwenkbar gelagert ist.
Die Schwenklage des Abtasthebels verändert sich in Abhängigkeit von der Fadenspannung, wobei die Schwenkbewegung in die Drehbewegung einer Schaltnocke umgesetzt wird, die federbelastet in eine bestimmte Stellung verschwenkt und so einen elektrischen Kontakt über eine Kontaktzunge schließt. Damit wird lediglich eine Fadenunterspannung angezeigt.
Auch bei dieser bekannten Vorrichtung besteht der Nachteil, dass nur ein einziger Wert erfasst wird, nämlich ein Schwellwert für die Nadelfaden-Unterspannung.
Ein gleicher Stand der Technik ergibt sich aus dem Gegenstand der DE 2 310 262 A1 und der dortigen 2. Am Nadelfaden liegt federbelastet ein Bügel an, dessen Schwenkbewegung von der Spannung des Nadelfadens abhängig ist und die als einziger Wert eine Unterspannung erfasst.
Bei Schiffchenstickmaschinen wird heutzutage jede Stickstelle auf Fadenbrüche überwacht, dazu dient eine elektrische Überwachungseinrichtung der Nadelfäden, der sogenannte Fadenwächter. Es können jedoch nur zwei Zustände erfasst werden: Faden in Ordnung/Faden gebrochen. Somit können auch nur diese beiden Zustände detektiert bzw. angezeigt werden, und dies erst nach einigen Stichen, nachdem der Fadenbruch bereits geschehen ist. Eine Anzeige erfolgt sektorweise über Signallampen oder an der Bedieneinheit oder bei Pentamat-Maschinen am Fadenwächter über LEDs, jedoch in allen Fällen nur auf der Nadelseite.
Stand der Technik (bisheriger technischer Stand)
Bei einem Fadenbruch des Nadel- und Schiffchenfadens wird ein elektrischer Kontakt hergestellt, eine optische Anzeige leuchtet, ein akustisches Signal ausgelöst und die Maschinen stillgesetzt. Mit der optischen Anzeige wird dargestellt, in welchem Maschinenbereich der Fadenbruch aufgetreten ist. Während der Nadelfaden direkt überwacht wird, wird ein Schiffchenfadenbruch erst dann registriert und angezeigt, wenn keine Verschlingung mehr erfolgt und der Nadelfaden lose wird. Diese Überwachung arbeitet digital, das heißt, es erkennt nur „Faden da” oder „Faden gebrochen”.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schiffchenstickmaschine mit Messvorrichtung so weiterzubilden, dass nicht nur die Fadenspannung überwacht wird, sondern dass eine echte Messung der Fadenspannung stattfindet.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technischen Merkmale des geltenden Anspruches 1 gekennzeichnet.
Es wird auch ein hierzu geeignetes Verfahren beansprucht.
Bei der Erfindung kann bei jeder Stickstelle die Fadenspannung des jeweiligen Nadelfadens gemessen werden. Somit ist es möglich, nicht nur ein digitales Signal zu detektieren („Faden da”/„Faden gebrochen”), sondern den gesamten Fadenspannungsverlauf über den Stickprozess zu messen.
In dem vorliegenden Konzept wird in einer ersten bevorzugten Ausführung der Nadelfaden um 180° um eine biegeweiche Lamelle geführt, auf dieser Lamelle befindet sich ein Dauermagnet, gegenüber diesem Magnet ein Hall-Sensor. Eine Änderung der Fadenspannung bewirkt ein Verbiegen der Lamelle und verändert somit die Distanz zwischen dem Dauermagneten und Hall-Sensor.
Diese Abstandsänderung bewirkt eine Magnetfeldänderung, die nun in eine Fadenspannungsänderung umgerechnet werden kann.
Resultierende Vorteile/Neuheiten gegenüber dem Stand der Technik

– Die Fadenspannung des Nadelfadens wird gemessen.
– Die Fadenspannungsmessung erfolgt an jeder Stickstelle.
– Die Fadenspannungsmessung erfolgt über eine Biegefeder (Lamelle).
– Es kann die Fadenspannung über den ganzen Stickprozess gemessen werden.
– Es kann bereits im Voraus ein möglicher Fadenbruch vorausgesagt werden (ansteigende Fadenspannung).
– Mit der aktuell gemessenen Fadenspannung kann direkt in den Stickprozess eingegriffen werden.
– Durch den Abgleich der aktuellen mit einer zum Beispiel in einer Bibliothek abgelegten Fadenspannung könnte in den Stickprozess eingegriffen werden, um Fadenbrüchen vorzubeugen oder das Stickbild zu beeinflussen.

Kennzeichnend für die vorliegende Erfindung ist demzufolge ein Messverfahren, welches eine berührungslose Messung der Fadenspannung auf der Nadelfadenseite durchführt.
Hierzu werden verschiedene Vorrichtungen beansprucht, die alle in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Nadelfaden unter Bildung einer Fadenschlaufe einen einseitig eingespannten Biegebalken umschlingt, und zwar dessen oberes freies biegbares Ende, um so eine Durchbiegung des einseitig eingespannten Biegebalkens entsprechend der Fadenspannung zu erreichen.
Die Durchbiegung des einseitig eingespannten Biegebalkens wird bevorzugt mit einem berührungslosen Messverfahren erfasst, wobei ein an sich bekannter Hall-Sensor verwendet wird. Ein solcher Hall-Sensor besteht aus einem Annäherungssensor, der auf der Messseite in der Nähe oder am Maschinengestell angeordnet ist, und aus einem Magneten, der auf dem Biegebalken am freien biegbaren Ende angeordnet ist.
Anstatt eines solchen Hall-Sensors können auch andere bekannte, berührungslos arbeitende Sensoren verwendet werden, wie zum Beispiel optische Sensoren, die mit LED oder Laser eine Abstandsmessung durchführen, kapazitive Sensoren, Ultraschall-Sensoren, induktive Sensoren und dergleichen mehr.
Die Messanordnung soll geeignet sein, Änderungen der Durchbiegung des Biegebalkens im Bereich von einigen Millimetern zu erfassen.
Sie ist jedoch geeignet, Auslenkungen im Bereich von hundertstel Millimetern zu erfassen, um eine möglichst genaue Messung der Fadenspannung zu erreichen.
Neben den vorgenannten berührungslos arbeitenden, mit elektronischen oder elektrischen Sensoren arbeitenden Anordnungen sind auch sogenannte Luftspalt-Messvorrichtungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, welche die Lage eines Fadens in einem Luftspalt in Abhängigkeit von der Stärke des Luftstromes erfassen.
Die Stärke des Luftstromes ist demnach ein Maß für die Auslenkung des Biegebalkens.
Neben den berührungslos arbeitenden Messvorrichtungen sind selbstverständlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch sämtliche berührend arbeitenden Messvorrichtungen vorgesehen, wie zum Beispiel Schiebepotentiometer, Drehpotentiometer, Abtasthebel. In diese Kategorie gehören auch Druckmesselemente, wie zum Beispiel Piezodruck-Sensoren oder dergleichen mehr, die einen Druck auf einen feststehenden Biegebalken – bevorzugt an dessen Einspannstelle – erfassen, um so eine Aussage über die Fadenspannung zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf einseitig eingespannte Biegebalken beschränkt, deren Auslenkung entgegen der Federkraft des Biegebalkens erfasst wird, sondern auch auf starre schwenkbare Hebel, die als Messhebel ausgebildet sind. Hierbei gibt es die Möglichkeit, einen starren, nicht-biegbaren Messhebel federbelastet in einem Schwenklager einseitig schwenkbar anzuordnen, und die Auslenkung des Messhebels entgegen einem Elastomerelement oder einem Kraftspeicher zu erfassen.
Anstatt eines einarmigen starren Messhebels kann auch ein zweiarmiger Messhebel verwendet werden, dessen Mittelachse als Drehlager ausgebildet ist.
Die Verwendung eines zweiarmigen Hebels hat den Vorteil, dass eine größere Empfindlichkeit der Messanordnung erzielt werden kann, denn entsprechend dem Hebelgesetz kann eine sehr kleine Verschwenkung des einen Hebelarms in eine große Verschwenkung des anderen Hebelarms am gegenüberliegenden Ende umgesetzt werden, wodurch die Empfindlichkeit der Messanordnung noch wesentlich gesteigert wird.
Wichtig bei der Erfindung ist, dass das erfasste Messergebnis zur Diagnose von Betriebszuständen verwendet wird. Von besonderem Vorteil ist, dass zwar die Messung auf der Nadelfadenseite stattfindet, dass aber durch die Erfassung der Fadenspannung auf der Nadelfadenseite auch auf den Zustand auf der gegenüberliegenden Seite (Schiffchenfaden) geschlossen werden kann.
Damit kann mit einer einzigen Messung auf der Nadelfadenseite eine umfassende Zustandsdiagnose der jeweiligen Stickstelle vorgenommen werden.
Es wird bevorzugt, wenn die erfindungsgemäße Messvorrichtung pro Stickstelle angeordnet ist. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Es kann auch vorgesehen sein, dass nur jede zehnte oder zwanzigste Stickstelle mit einer derartigen Messvorrichtung ausgerüstet ist.
In manchen Anwendungsfällen kann es auch ausreichen, für eine große Industriestickmaschine auch nur eine einzige Stickstelle mit einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung zur Erfassung der Nadelfadenspannung auszurüsten.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Referenzstickstelle mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung an der Stickmaschine angeordnet ist, dass aber die anderen Stickstellen lediglich mit den herkömmlichen Fadenwächtern ausgerüstet sind.
Damit besteht der Vorteil, dass man lediglich über eine einzige Referenzstickstelle eine Aussage über alle Nadelfadenzustände erhält, weil alle anderen Stickstellen mit den gleichen Nadelfäden ausgerüstet sind und es ausreicht, die Messung an einer einzigen Stickstelle zu ermöglichen.
Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Es bleibt vollkommen offen, ob jede Stickstelle oder beliebig viele Stickstellen oder nur eine einzige mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ausgerüstet werden.
Mit der Erfassung der Fadenspannung auf der Nadelfadenseite können verschiedene Betriebszustände der Stickstelle erfasst werden, nämlich

1. Erfassung der maximalen Fadenspannung, die von der Fadenlieferung abhängt. Somit kann über die Erfassung des ersten Maximums der Fadenspannungskurve über die Zeit die Fadenlieferung überwacht und auch geregelt werden. Entsprechend diesem erfassten Messwert des Maximums, aus dessen Lage der Zeitpunkt der Schlaufenauflesung ermittelt werden kann,, kann somit die Fadenlieferung geregelt werden.
2. Bei der Fadenspannungsmessung in Abhängigkeit von der Zeit ergibt sich nach Ziffer 1 ein zweites Maximum der Fadenspannungskurve auf der Nadelfadenseite, welches Maximum durch die Fadenspannung im Zeitpunkt des Fadenanzuges gekennzeichnet ist.

Der Fadenanzug ist der Punkt, wenn am Stoff die Schlaufenbildung beendet ist, um so einen feststehenden Stichknoten zu bilden.
Ist der Messwert des zweiten Maximums gestört, indem er zum Beispiel zu hoch oder zu niedrig ist, lässt dies auf die Qualität des Stickknotens auf dem Stoffboden schließen.
Ebenso wird durch die erfindungsgemäße Messung der Fadenspannung auf der Nadelfadenseite der Vorteil erreicht, dass der Zeitabstand zwischen dem ersten Fadenspannungsmaximum und dem zweiten Fadenspannungsmaximum für Diagnosezwecke an der Stickstelle herangezogen wird.
Verschiebt sich nämlich das erste Fadenspannungsmaximum nach links in Richtung auf den Schnittpunkt des Koordinatensystems, so bedeutet dies, dass das Schiffchen zu früh die Schlaufe aufliest.
Verschiebt sich das erste Fadenspannungsmaximum nach rechts, in Richtung zu höheren Zeitwerten, bedeutet dies, dass das Schiffchen zu spät die Schlaufe aufliest.
Gleiches gilt für eine Zeitdiagnose bezüglich der Verschiebung des zweiten Fadenspannungsmaximums.
Verschiebt sich dieses zweite Fadenspannungsmaximum in Richtung auf niedrigere Zeitwerte, bedeutet dies, dass der Fadenleiter zu früh den Anzug des Stickfadens auf dem Stickboden durchführt, währenddessen, wenn sich der Zeitpunkt des zweiten Maximums in Richtung auf höhere Zeiten verschiebt, dies ein Indiz dafür ist, dass der Fadenleiter den Stickknoten zu spät auf dem Stickboden anfertigt.

3. In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, auch die Formgebung der Fadenspannungskurve auf der Nadelfadenseite zu kontrollieren und zu überwachen. Stellt sich nämlich heraus, dass das erste Maximum nicht erreicht wird, sondern in Form einer abgeflachten Kurve weit unter dem maximalen Wert bleibt, so bedeutet dies einen gefallenen Stich, was bedeutet, dass das Schiffchen nicht durch die Schlaufe hindurchgetreten ist.

Ebenso kann mit der Erfindung ein Schiffchenfadenbruch auf der Nadelfadenseite festgestellt werden, wenn nämlich das zweite Fadenspannungsmaximum ausbleibt und stattdessen eine flache abfallende Kurve erkannt wird, bedeutet dies, dass auf der Schiffchenseite kein Faden mehr vorhanden ist.

4. Weiter kann die Erfindung selbstverständlich auch einen Fadenbruch erkennen, weil dann die Fadenspannung auf Null ist und nicht mehr detektiert werden kann.
5. Ferner kann bei einer Überhöhung des ersten Maximums festgestellt werden, dass dies eine Störkurve der Nadelfadenspannung darstellt. Wird eine derartige Störkurve detektiert, bedeutet dies eine Gefahr für die Stickstelle, denn bei mehrmaliger Detektierung muss davon ausgegangen werden, dass der Nadelfaden in naher Zukunft bricht.

Mit der Überwachung der maximalen Fadenspannung und/oder der Detektierung einer eventuellen Erhöhung der Fadenspannung, die unerwünscht ist, können auch Trends festgestellt werden. Dies bedeutet, dass, wenn zunehmende Überhöhungen des ersten Maximums in ansteigender Reihenfolge erfasst werden, dass in Kürze – zum Beispiel nach zehn Stichen oder mehr – mit einem Fadenbruch gerechnet werden kann.
Wenn derartige Trends oder Messergebnisse über den vorgesehenen Verlauf hinausgehen, wird eine zugeordnete Regelung verwendet, um Überspannungen an den betroffenen Stickstellen zu vermeiden.
Demnach wird die Schiffchenzeit (das ist die Position des Schiffchens in der Schiffchenlaufbahn) geregelt.
Die Schiffchenzeit ist die Voreilung oder Nacheilung des Schiffchens bezüglich einer Sollposition.
Dies gilt auch für den Fadenleiter, der in der gleichen Weise in seiner Bewegung geregelt werden kann, und zwar in Abhängigkeit von der Fadenspannung.
Ebenso kann die Fadenlieferung in Abhängigkeit von der Fadenspannung geregelt werden.
Unter dem Begriff „Regelung” wird stets verstanden, dass der hier erfasste Messwert der Fadenspannung entsprechend dem später noch zu beschreibenden Zeitdiagramm an einer bestimmten Stelle erfasst wird, und mit einem Sollwert verglichen wird. Der erfasste Wert der Fadenspannung wird als Istwert in eine Regelung eingespeist, um so im Rahmen einer Regelstrecke einen geregelten Zustand des jeweiligen Elementes zu erreichen.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Soweit einzelne Gegenstände als „erfindungswesentlich” oder „wichtig” bezeichnet sind, bedeutet dies nicht, dass diese Gegenstände notwendigerweise den Gegenstand eines unabhängigen Anspruches bilden müssen. Dies wird allein durch die jeweils geltende Fassung des unabhängigen Patentanspruches bestimmt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
1: schematisiert die Darstellung der Fadenführung auf der Nadelfadenseite
2: die perspektivische Darstellung eines Messmoduls mit einer Anzahl von hierauf angeordneten Messvorrichtungen
3: eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausbildung der Messvorrichtung
4: schematisiert die Vorderansicht der in der 3 verwendeten Biegelamelle
5: ein gegenüber 3 und 4 abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit einem nicht-biegbaren Messhebel
6: ein gegenüber 5 abgewandeltes Ausführungsbeispiel
7: ein gegenüber 5 und 6 abgewandeltes Ausführungsbeispiel
8: die Darstellung der Fadenspannung auf der Nadelfadenseite in einem Zeitdiagramm
Die 1 zeigt schematisiert die Nadelseite 1 einer Schiffchenstickmaschine, wobei solche Schiffchenstickmaschinen in einer Vielzahl von auf den gleichen Anmelder zurückgehenden Patentanmeldungen beschrieben sind. Auf die Beschreibungen dieser Patentanmeldungen, die zum Stand der Technik gehören, wird Bezug genommen.
Die Nadelseite 1 besteht im Wesentlichen aus einem Nadelfaden 2, der in Pfeilrichtung 3 von einer Fadenspule über einen Fadenlieferer 4 aufgenommen wird.
Der Fadenlieferer 4 besteht aus einem Antriebsrad 5, dem ein nicht angetriebenes Gegenrad 6 gegenüberliegt, wobei der Nadelfaden 2 durch den Spalt zwischen den beiden Rädern 5, 6 gefördert wird.
Das Gegenrad 6 ist als einseitig schwenkbarer Hebel ausgebildet und in einem Gehäuse 7 schwenkbar gelagert, sodass es leicht von dem Antriebsrad 5 abgehoben werden kann.
Unterhalb des Gehäuses 7 ist ein Halter 14 vorgesehen, der fest mit dem Maschinengestell verbunden ist, und der unter anderem auch ein Halteblech 13 aufweist.
Der durch den Fadenlieferer 4 in Richtung auf die Nadel 22 gelieferte Nadelfaden 2 gelangt zunächst als Fadenstrecke 2a zu der erfindungsgemäßen Messvorrichtung 11, wo er als Fadenschlaufe 19 um 180 Grad umgelenkt wird, und als Fadenstrecke 2b wieder zurück in Pfeilrichtung 17 zu einem Fadenleiter 8 geführt wird.
Der anfängliche Nadelfaden 2 wird also zunächst in Pfeilrichtung 16 der Messvorrichtung 11 zugeführt, bildet dort eine Fadenschlaufe 19 in der Messvorrichtung 11, die zu einer Durchbiegung oder Verschwenkung des Messelementes führt oder zu einer Druckbeaufschlagung oder zu einer Verdrängung, um dann nach Bildung der Fadenschlaufe 19 als Fadenstrecke 2b in Pfeilrichtung 17 zu einem Fadenleiter 8 zu gelangen, der in einem Schwenklager 9 aufgenommen ist und der an seinem oberen freien Ende eine Öse 10 ausbildet, über die der Nadelfaden wiederum unter Bildung einer Schlaufe um 180 Grad herumgeführt wird, und als Fadenstrecke 2c nun in Pfeilrichtung 18 an der Messvorrichtung 11 vorbeiläuft, und der Nadel 22 in Pfeilrichtung 18 zugeführt wird.
Jenseits der Messvorrichtung 11 ist gemäß 2 noch jeweils eine Fadenführung 26 vorgesehen, die zu einer Ausrichtung der Fadenstrecke 2c des Nadelfadens 2 dient. Im Bereich dieser Fadenführung 26 könnte noch eine zusätzliche Fadenbruchüberwachung stattfinden.
Gemäß 2 ist die Messvorrichtung 11 oberseitig durch eine Abdeckung 12 abgedeckt.
Auf der Nadelseite ist die Nadel 22 auswechselbar in einem Nadelträger 21 gelagert, der seinerseits in einem Nadelhalter 20 aufgenommen ist.
Unterhalb und parallel zu der Nadel 22 ist ein Bohrer 24 angeordnet.
Die Nadel 22 bildet im Übrigen eine Nadelöse 23, durch die der Nadelfaden 2 in an sich bekannter Weise geführt ist.
Die erfindungsgemäße Messvorrichtung ist gemäß 2 als Messmodul 25 ausgebildet, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel jeder Stickstelle eine solche Messvorrichtung 11 zugeordnet ist. Diese sind auf einem balkenartigen Träger parallel und im gegenseitigen Abstand zueinander angeordnet, und es wird lediglich der zeichnerischen Vereinfachung wegen ein einziger Verlauf eines Nadelfadens dargestellt.
Es wird noch angegeben, dass im Zwischenraum zwischen der Messvorrichtung 11 und der Öse 10 des Fadenleiters 8 ein Fadenbündel 15 geführt ist, welches – gemäß der obenstehenden Beschreibung – aus den Fadenstrecken 2a, 2b und 2c des Nadelfadens 2 besteht.
Die 3 und 4 zeigen eine bevorzugte Ausführung einer Messvorrichtung 11 nach der Erfindung. Diese besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse 32, welches maschinenfest mit dem Gehäuse der Stickmaschine verbunden ist, und welches in seinem unteren Bereich eine Halteschraube 31 trägt, deren Kopf gegen das untere freie Ende einer biegbaren Lamelle 28 eingespannt ist.
Die Halteschraube 31 ist auf der gegenüberliegenden Seite mit einer Spannmutter 33 versehen und so fest mit dem Gehäuse 32 verbunden, wobei im Zwischenraum unter Abstandsbildung ein Distanzstück 34 eingespannt ist, welches im Wesentlichen aus einem hammerkopfförmigen Ende besteht, dessen vorderes und oberes freies Ende als Anschlag 35 für die biegbare Lamelle 28 ausgebildet ist.
Gegenüberliegend zu dem Anschlag 35 ist eine Zentrierung 36 vorgesehen, die im Gehäuse 32 aufgenommen ist.
Am oberen Ende des Gehäuses 32 ist ein Messsensor 62 angeordnet, der bevorzugt berührungslos den Messabstand 38 zwischen einem gegenüberliegenden Gegenelement 37 erfasst, welches am freien biegbaren Ende der Lamelle 28 angeordnet ist.
Die 3 zeigt in gestrichelten Linien die Auslenkung der Lamelle 28, die mit ihrem unteren Ende demnach in einer Einspannstelle 30 eingespannt ist, wobei die Einspannstelle 30 durch die Halteschraube 31 gebildet ist.
Gemäß der 3 wird der Nadelfaden 2 im Bereich seiner Fadenstrecke 2a, 2b als um 180 Grad umlenkende Fadenschlaufe 19 um eine Einschnürung 29 am oberen freien Ende der Lamelle 28 geführt, wobei der dort angegebenen Lamellenkopf 27 aus dem Material der Lamelle 28 besteht, und in diesem Ausführungsbeispiel ist eine Umlenkung unter Aufbringung einer Reibung vorgesehen.
Dies bedeutet, dass der Lamellenkopf 27 – weil er aus dem gleichen Material wie das übrige Material der Lamelle 28 gebildet ist – besonders leicht ist, und gut durchbiegbar ist.
Die Eigenfrequenz der Biegung der Lamelle 28 soll möglichst weit von der Frequenz der Nadelfadenspannung abweichen, um keine Überlagerungen beider Frequenzen zu erhalten. Aus diesem Grund ist der Lamellenkopf 27 besonders leichtgewichtig ausgebildet.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann selbstverständlich vorgesehen sein, dass statt der Reibungsumlenkung auch Rollelemente für die Umlenkung der Fadenschlaufe 19 vorgesehen sind. Ebenso ist es vorgesehen, dass die Einschnürung 29 oder insgesamt der Lamellenkopf 27 mit reibungsverminderten Beschichtungen versehen ist, wie zum Beispiel Keramikbeschichtungen und dergleichen mehr.
Die 5 bis 7 zeigen Abwandlungen des Messprinzips nach den 3 und 4, wobei in 5 als erstes Beispiel ein nicht-biegbarer Messhebel 39 als einarmiger Hebel angegeben ist, der in einem Schwenklager 40 aufgenommen ist. Er ist demnach im Schwenklager in den Pfeilrichtungen 41 schwenkbar gelagert und wird durch ein nicht näher dargestelltes Vorspannelement federbelastet in seiner Ruheposition gehalten. Ein solches Vorspannelement kann eine Elastomerfeder, eine Spiralfeder, eine Schenkelfeder oder jeder beliebige andere Kraftspeicher sein.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird demnach der Messhebel 39 in die Stellung des Messhebels 39' ausgeschwenkt, und somit wird das Gegenelement 37 um den Messabstand 38 auf den gegenüberliegend angeordneten Messsensor 62 verschwenkt.
Ein ähnliches Prinzip zeigt das Prinzip nach 6, wo anstatt eines einarmigen Messhebels ein zweiarmiger Messhebel 39a, 39b verwendet wird, der um ein Schwenklager 40 verschwenkbar ist.
Der eine Messhebelteil 39a dient zur Bildung der Fadenschlaufe 19 für den Nadelfaden 2, während am gegenüberliegenden Messhebel 39b das Gegenelement 37 angeordnet ist, welches mit dem nicht näher dargestellten Messsensor 62 zusammenarbeitet.
Die Verwendung eines derartigen zweiarmigen Messhebels hat den Vorteil, dass eine relativ geringe Auslenkung aufseiten der Fadenschlaufe 19 in eine größere Auslenkung des Gegenelementes 37 entsprechend den Hebelverhältnissen umgesetzt werden kann.
Die 7 zeigt in Abwandlung zum Ausführungsbeispiel nach 5, dass die Federbelastung nicht nur im Schwenklager 40 vorhanden sein kann, sondern auch durch eine getrennte Feder 42 gebildet ist, die sich mit ihrem anderen Ende an dem Halteblech 13 oder einem anderen maschinenfesten Teil abstützt.
Statt der Feder 42 kann selbstverständlich auch jeder andere bekannte Kraftspeicher verwendet werden.
Die 8 zeigt nun eine typische Fadenspannungskurve über die Zeit, wobei auf der Ordinate die Fadenspannung aufgetragen ist und auf der Zeitachse eine Zeit in Millisekunden angegeben ist.
Im Bereich des Wiederholpunktes 50 wiederholt sich der gesamte Verlauf der Fadenspannung, wobei von einer Drehzahl der Stickmaschine von 600 Umdrehungen pro Minute ausgegangen wird.
Es versteht sich von selbst, dass sich entsprechend der Drehzahl der Stickmaschine der Wiederholpunkt 50 um einen bestimmten Zeitraum verschiebt.
Der angegebene Wiederholpunkt mit einer Zeit von 100 Millisekunden ist deshalb nur beispielhaft zu verstehen und beschränkt die Erfindung in keiner Weise.
Ausgehend von dem Nullpunkt des Koordinatensystems beginnt somit die Fadenspannung bei Position 43 mit einem bestimmten anfänglichen Wert und durchläuft somit den Kurvenast 44 bei der Bildung der Fadenschlaufe.
Der Kurvenast 44 steigt als steil ansteigende Kurve bis zu einem ersten Maximum 45 an und fällt dort stark in Pfeilrichtung in der Art des eingezeichneten Kurvenastes 46 ab.
Im ersten Maximum 45 ist somit die maximale Fadenspannung erreicht, die sich dann einstellt, wenn die Schlaufe vom Schiffchen aufgelesen wird.
Verändert sich dieses erste Maximum in Richtung auf maximale Werte, wie es mit dem Kurvenast 56 eingetragen ist, dann bedeutet dies eine Störkurve, weil dann die Nadelfadenspannung zu hoch ist.
Geschieht ein solcher überhöhter Kurvenast 56, kann somit mit diesem so erfassten Messwert als Istwert in eine Regelung für den Fadenlieferer 4 eingegriffen werden.
Ebenso kann der Fadenleiter 8 mit einem solchen Messwert als Sollwert geregelt werden.
Nach dem Durchlaufen des abfallenden Kurvenastes 46 gelangt die Normalfadenspannungs-Kurve unter Bildung eines Wendeastes 47 in ein zweites Maximum 48, welches die Fadenspannung im Zeitpunkt des Fadenanzuges beschreibt.
Der Fadenanzug ist die Fadenspannung, die benötigt wird, um am Stickboden den Stickknoten anzuziehen.
Wenn es bei diesem zweiten Maximum 48 zu einer Überhöhung dieses zweiten Maximums in Richtung auf überhöhte Maximalwerte kommt, ist dies ein Zeichen dafür, dass der Fadenanzug zu stark ist.
Damit wird das Stickbild in nachteiliger Weise geändert.
Auch dieser Messwert im zweiten Maximum 48 wird somit für eine Regelung der zugeordneten Aggregate eingesetzt, wie zum Beispiel der Regelung und/oder Steuerung des Fadenlieferers 4 und/oder des Fadenleiters 8.
Nach der Überwindung des zweiten Maximums 48 gelangt die Fadenspannung in einen abfallenden Kurvenast 49 und gelangt dann zum Wiederholpunkt 50, ab dem sich das gesamte Fadenspannungsdiagramm gemäß 8 wiederholt.
Nachfolgend werden einige weitere Störkurven beschrieben, die bei der Erfassung der Fadenspannung auf der Nadelfadenseite entstehen können und die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vermieden werden können.
Es kann vorkommen, dass das erste Maximum 45 nicht erreicht wird und stattdessen ein abgeflachtes Maximum 45a durchlaufen wird, was für ein fehlerhaftes Auflesen der Schlaufen spricht.
Wenn eine solche Kurve 45a festgestellt wird, wird eine geeignete Gegenmaßnahme ergriffen.
Somit gibt es einen ersten Kurvenast 51, der als Störkurve den unerwünschten geringen Maximalwert 45a erzeugt, und dieser Kurvenast 51 läuft dann in einer Verzweigung 53 wieder in den normalen Wendeast 47 über, sodass mit der Erfassung der Störkurve 51 eine fehlerhafte Schlaufenauflesung diagnostiziert werden kann.
Es gibt einen weiteren Störfall, der sich im Verlauf des Kurvenastes 44 ausdrückt. Ausgehend von der Verzweigung 53 wird nicht der normale Wendeast 47 durchlaufen, sondern es bildet sich ein nach unten gerichteter Kurvenast 54, der auf einen Schiffchenfadenbruch hinweist.
Auf diese Weise wird dargestellt, dass mit der Erfassung der Fadenspannung auf der Nadelfadenseite darüber hinaus auch der Zustand des Schiffchenfadens überwacht werden kann.
Schließlich weist der auf der Nulllinie verlaufende Kurvenast 55 auf einen vollständigen Nadelfadenbruch hin, was ebenfalls eine Störkurve darstellt.
Nachfolgend werden die Zeitbedingungen für die verschiedenen Fadenspannungsparameter beschrieben.
Wenn nämlich das erste Maximum 45 im Zeitpunkt t1 nicht in der Zeitachse 57 erreicht wird, kann es vorkommen, dass der Zeitpunkt t1 in Pfeilrichtung 58 nach links verschoben wird, was auf eine zu frühe Bewegung des Schiffchens in Richtung auf die Fadenschlinge verweist.
Ebenso ist als weitere Störkurve der Zeitverlauf der Zeit t1 zu werten, die nach rechts in Richtung auf längere Zeiten in Pfeilrichtung 59 verschoben wird, was auf eine zu späte Bewegung des Schiffchens in Richtung auf die Fadenschlinge hindeutet.
In gleicher Weise wird in Bezug auf das zweite Maximum 48 angegeben, dass zum Zeitpunkt t2 eine Linksverschiebung dieses Zeitpunktes in Pfeilrichtung 60 auf einen zu früh einsetzenden Fadenleiter hinweist, während eine Rechtsverschiebung in Pfeilrichtung 61 auf eine verspätete Bewegungseinleitung des Fadenleiters 8 hinweist.
Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, die Messvorrichtung an den beschriebenen und gezeichneten Einsatzorten an der Stickmaschine anzuordnen, vielmehr kann diese Messvorrichtung irgendwo im Fadenlauf (2) angeordnet sein. D. h. die Messvorrichtung könnte auch in einer anderen Fadenstrecke außerhalb der Fadenstrecke (2a, 2b, 2c) angeordnet sein.
Insgesamt kann somit mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung und dem hiermit verbundenen Verfahren eine umfangreiche Diagnose der Fadenspannung auf der Nadelfadenseite, jedoch auch der Zustandsparameter auf der Schiffchenseite, erfasst werden, was bisher im Stand der Technik noch nicht der Fall war.
Bezugszeichenliste

1: Nadelseite
2: Nadelfaden
2a: Fadenstrecke
2b: Fadenstrecke
2c: Fadenstrecke
3: Pfeilrichtung
4: Fadenlieferer
5: Antriebsrad
6: Gegenrad
7: Gehäuse (für 6)
8: Fadenleiter
9: Schwenklager
10: Öse
11: Messvorrichtung
12: Abdeckung
13: Halteblech
14: Halter
15: Fadenbündel
16: Pfeilrichtung
17: Pfeilrichtung
18: Pfeilrichtung
19: Fadenschlaufe
20: Nadelhalter
21: Nadelträger
22: Nadel
23: Nadelöse
24: Bohrer
25: Messmodul
26: Fadenführung
27: Lamellenkopf
28: Lamelle 28'
29: Einschnürung
30: Einspannstelle
31: Halteschraube
32: Gehäuse
33: Spannmutter
34: Distanzstück
35: Anschlag (von 34)
36: Zentrierung
37: Gegenelement 37'
38: Messabstand
39: Messhebel 39', 39a, 39b
40: Schwenklager
41: Pfeilrichtung
42: Feder
43: Position
44: Kurvenast
45: erstes Maximum (Schlaufenauflesen)
46: Kurvenast
47: Wendeast
48: zweites Maximum (Fadenanzug)
49: Kurvenast
50: Wiederholpunkt
51: Kurvenast (Störkurve)
52
53: Verzweigung
54: Kurvenast (Schiffchenfadenbruch)
55: Kurvenast (Nadelfadenbruch)
56: Kurvenast (Störkurve Nadelfadenspannung zu hoch)
57: Zeitachse
58: Pfeilrichtung (Schiffchen zu früh)
59: Pfeilrichtung (Schiffchen zu spät)
60: Pfeilrichtung (Fadenleiter zu früh)
61: Pfeilrichtung (Fadenleiter zu spät)
62: Messsensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3421024 C2 [0002]
DE 3406761 C2 [0004]
DE 2310262 A1 [0007]

Claims

Schiffchenstickmaschine mit einer Messvorrichtung zur Überwachung der Fadenspannung des Nadelfadens (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Nadelfaden (2) unter Bildung einer Fadenschlaufe (19) das freie Ende eines Messhebels (28, 39) umspannt, dessen Auslenkung in der Art analoger Messwerte messtechnisch erfassbar ist.
Schiffchenstickmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messhebel als biegeweiche, einseitig eingespannte Lamelle (28) ausgebildet ist.
Schiffchenstickmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messhebel (39) als federbelasteter, schwenkbar gelagerter ein- oder zweiarmiger Hebel ausgebildet ist.
Schiffchenstickmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die fadenspannungsbedingte Auslenkung des Messhebels (28, 39) berührungslos erfassbar ist.
Schiffchenstickmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die fadenspannungsbedingte Auslenkung des Messhebels (28, 39) mit einer berührend arbeitenden Messvorrichtung, z. B. Druckmessvorrichtungen, erfassbar ist.
Verfahren zum Betrieb einer Messvorrichtung an einer Schiffchenstickmaschine mit einer Erfassung der Nadelfadenspannung, dadurch gekennzeichnet, dass das erfasste Messergebnis zur Diagnose von Betriebszuständen der Stickstelle auf der Nadelfadenseite und/oder der Schiffchenfadenseite verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Erfassung der Nadelfadenspannung zu einem bestimmten Zeitpunkt der Stichbildung mindestens einer der folgenden Parameter erfasst wird: a.) Erfassung der maximalen Fadenspannung im ersten Maximum des Verlaufs der Fadenspannung über die Zeit der Stichbildung und/oder b.) Erfassung der maximalen Fadenspannung im zweiten Maximum des Verlaufs der Fadenspannung über die Zeit der Stichbildung und/oder c.) Erfassung des Zeitabstandes zwischen dem ersten Fadenspannungsmaximum und dem zweiten Fadenspannungsmaximum und/oder d.) Erfassung der Formgebung der Fadenspannungskurve
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erfassung der Formgebung der Fadenspannungskurve im ersten Fadenspannungsmaximum eine Fehlerdiagnose (gefallener Stich) bei Erfassung einer abgeflachten Kurve erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erfassung der Formgebung der Fadenspannungskurve im zweiten Fadenspannungsmaximum eine Fehlerdiagnose (Schiffchenfadenbruch) bei Erfassung einer abgeflachten Kurve erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erfassung der Fadenspannung mit dem Wert 0 oder nahezu 0 ein Nadelfadenbruch diagnostiziert wird.