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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von mindestens einer Fadenschar zu einer Verfestigungseinrichtung mit einer Fadenspenderanordnung, die eine Vielzahl von Fadenabzugsstellen aufweist, einer Fadenantriebsanordnung zum Abziehen der Fäden aus der Fadenspenderanordnung und mindestens einer Vereinigungseinrichtung, die aus Fäden eine Fadenschar bildet.
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Bei der Herstellung von Mono- oder Multiaxialgelegen werden mehrere Fäden aus einer Fadenspenderanordnung abgezogen und zu einer Fadenschar vereinigt. In einer derartigen Fadenschar sollten die einzelnen Fäden nebeneinander liegen, sozusagen in einer Ebene. Mehrere derartige Fadenscharen werden dann nebeneinander angeordnet und einer Verfestigungseinrichtung zugeführt, beispielsweise einer Wirkeinrichtung. Wenn alle Fäden der Fadenscharen in eine Richtung verlaufen, spricht man von einem Mono-Axialgelege. Wenn man auch mehrere Fadenscharen übereinander anordnet und die Ausrichtungen der Fäden unterschiedlich macht, spricht man von einem Multi-Axialgelege. Auch ein Multi-Axialgelege kann in einer Verfestigungseinrichtung verfestigt werden, beispielsweise einer Wirkeinrichtung.
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Wenn die Fäden der Fadenschar in die Richtung verlaufen, in der sie der Verfestigungseinrichtung zugeführt werden, der so genannten 0°-Richtung, spricht man auch von Stehfäden. Derartige Stehfäden können auch in eine herkömmliche Wirkware eingebunden werden, was insbesondere bei schweren Gelegematten von Vorteil ist.
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Unabhängig davon, welche Ausrichtung die Fäden haben, ist es wünschenswert, dass die Fäden alle die gleiche Spannung haben. Spannungsunterschiede wirken sich negativ auf das Erscheinungsbild des Geleges oder der Wirkware aus.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst hohe Qualität einer Fadenschar sicherzustellen.
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Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Fadenantriebsanordnung mehrere von Fäden über einen vorbestimmten Umfangswinkel umschlungene Antriebswalzen aufweist, wobei Fäden, die in der Fadenschar benachbart angeordnet sind, über verschiedene Antriebswalzen geführt sind.
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Mit einer derartigen Ausgestaltung stellt man auch bei einer Fadenschar, bei der die Fäden relativ dicht benachbart sind, sicher, dass alle Fäden in direktem Kontakt mit dem Umfang der Walze gebracht werden können. Das Risiko, dass Fäden aufeinander laufen oder sich verhaken, sich also gegenseitig behindern, wird relativ klein gehalten. Damit lassen sich für alle Fäden prinzipiell die gleichen oder zumindest sehr ähnliche Antriebsbedingungen schaffen.
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Bevorzugterweise weist jede Antriebswalze einen eigenen Antrieb auf. Damit ist es möglich, Fehler in der Übertragungsleistung auf die einzelnen Antriebe klein zu halten oder sogar völlig zu eliminieren. Die einzelnen Antriebe können relativ klein gehalten werden. Bei Ausfall eines Antriebs ist nicht die gesamte Vorrichtung unbrauchbar. Es ist lediglich die entsprechende Antriebswalze nicht mehr verfügbar. Da aber ohnehin mehrere Antriebswalzen vorhanden sind, kann man diese dann für den Antrieb der Fäden nutzen.
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Bevorzugterweise sind alle Antriebe steuerbar. Die Steuerung kann dann dafür sorgen, dass jede Antriebswalze genau die Antriebsleistung auf die über sie geführten Fäden überträgt, die für eine gleichmäßige Förderung und eine gleichmäßige Spannungsbeaufschlagung der Fäden günstig ist. So kann man beispielsweise berücksichtigen, dass die Fadenabzugsstellen von verschiedenen Fäden auch an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind und die einzelnen Fäden dementsprechend unter Umständen andere Entfernungen von der Fadenabzugsstelle bis zur Antriebswalze zurücklegen müssen. Man kann auch berücksichtigen, in welcher Entfernung die Antriebswalzen zu der Vereinigungseinrichtung angeordnet sind.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass jeder Antrieb mit mindestens einem Sensor verbunden ist, der eine Geschwindigkeit und/oder eine Spannung in den über die von dem Antrieb angetriebenen Antriebswalzen geführten Fäden ermittelt. Der Antrieb ist dann Bestandteil eines Regelkreises, was die Einstellung der Spannung in den einzelnen Fäden noch weiter verbessert.
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Vorzugsweise sind die Antriebe mit einer gemeinsamen Steuereinrichtung verbunden. Dadurch ist es möglich, den einzelnen Antrieben Informationen zu übermitteln, die für alle Antriebe gleichermaßen bedeutend sind, beispielsweise über die gewünschte Fördergeschwindigkeit der aus den Fäden erzeugten Fadenschar. Eine derartige Information ist beispielsweise beim Anlaufen der Vorrichtung von Vorteil.
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Vorzugsweise weisen die Walzen eine reibungserhöhende Oberfläche auf. Die reibungserhöhende Oberfläche stellt einen guten Reibschluss zwischen den Fäden und den jeweiligen Walzenoberflächen sicher. Eine derartige Reibungserhöhung kann man beispielsweise dadurch bewirken, dass die Umfangsflächen der Antriebswalzen gummiert oder mit einem griffigen Kunststoff überzogen sind. Man kann die Umfangsflächen der Antriebswalzen auch mit einer Riffelung oder einer anderen Oberflächenstruktur versehen.
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Bevorzugterweise beträgt der Umfangswinkel mindestens 70°. Je größer der Umschlingungswinkel oder Umfangswinkel ist, über den die Fäden an der Walze anliegen, desto besser lässt sich die Antriebsleistung der Antriebswalzen auf die Fäden übertragen.
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Auch ist von Vorteil, wenn mindestens zwei Antriebswalzen unterschiedliche Umschlingungswinkel aufweisen. Dies ergibt eine höhere Flexibilität der Positionierung der Walzen relativ zu der Fadenspenderanordnung und relativ zu der Vereinigungseinrichtung. Zwar ergeben sich bei unterschiedlichen Umschlingungswinkeln unter Umständen auch unterschiedliche Ergebnisse bei der Übertragung der Antriebsleistungen von den Antriebswalzen auf die Fäden. Dies ist jedoch unkritisch, weil man diese Unterschiede bei der Ansteuerung der jeweiligen Antriebe berücksichtigen kann.
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Vorzugsweise sind die Fäden aus den Fadenabzugsstellen in Schwerkraftrichtung oben über die Walzen geführt. Dies erleichtert einerseits das Einziehen der Fäden. Wenn man die Fäden erstmalig in die Vorrichtung einführen muss, dann ist es einfacher, sie oberhalb der Antriebswalzen anzuordnen und einfach auf den Antriebs walzen abzulegen. Man kann dann leichter kontrollieren, dass die Fäden berührungsfrei nebeneinander liegen. Zum anderen kann man die Fäden von den Fadenabzugsstellen bis zu den Antriebswalzen zumindest im Wesentlichen horizontal führen. Dies ergibt eine größere Freiheit bei der Anordnung der Fadenspenderanordnung.
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Bevorzugterweise sind mindestens zwei Fadenscharausgabepositionen vorgesehen, die insbesondere parallel betreibbar sind. Man kann dann aus den Fäden zwei oder mehr Fadenscharen erzeugen, was sich für bestimmte Anwendungszwecke als vorteilhaft erwiesen hat.
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Auch ist von Vorteil, wenn eine Zusatzmaterialausgabeeinrichtung mit einem Ausgabepfad vorgesehen ist, der zwischen zwei Fadenscharausgabepositionen mündet. Damit ist es möglich, zwischen zwei Fadenscharen ein Zusatzmaterial, d. h. ein weiteres Medium, einlaufen zu lassen, das in der nachfolgenden Verfestigungseinheit mit den Fadenscharen verbunden wird oder selbst zur Verbindung der Fadenscharen genutzt werden kann.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit einer Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Zuführen von mindestens einer Fadenschar zu einer Verfestigungseinrichtung und
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2 eine zweite Ausführungsform.
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1a zeigt in stark schematisierter Form eine Seitenansicht einer Vorrichtung 1 zum Führen einer Fadenschar 2 zu einer Verfestigungseinrichtung 3. Die Verfestigungseinrichtung 3 kann beispielsweise als Wirkeinrichtung ausgebildet sein. Die Fadenschar 2 enthält beispielsweise Stehfäden, die bei einer schweren Gelegematte in 0°-Richtung zugeführt werden.
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Die Fadenschar 2 ist gebildet durch mehrere Fäden 4–7, die von einer Fadenspenderanordnung 8 abgezogen werden. Die Fadenspenderanordnung weist für jeden Faden 4–7 eine Fadenabzugsstelle 9–12 auf. Natürlich weist die Fadenschar mehr Fäden als dargestellt auf. Bei einer Breite der Fadenschar 2 von 100 Zoll können beispielsweise bis zu 1400 Fäden vorgesehen sein.
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Um die Fäden 4–7 kontrolliert von den Fadenabzugsstellen 9–12 abziehen zu können, ist eine Fadenantriebsanordnung 13 vorgesehen. Die Fadenantriebsanordnung 13 weist im vorliegenden Fall vier Antriebswalzen 14–17 auf. Jeder der Fäden 4–7 ist über einen vorbestimmten Umfangswinkel von mindestens 70° über den Umfang der Antriebswalzen 14–17 geführt. Dieser Umfangswinkel wird auch als „Umschlingungswinkel” bezeichnet.
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Jede Antriebswalze 14–17 weist einen eigenen Antrieb M1, M2, M3, M4 auf. Alle Antriebe M1–M4 sind mit einer gemeinsamen Steuereinrichtung 18 verbunden.
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Die einzelnen Antriebe M1 sind alle einzeln steuerbar, d. h. man kann sie, wenn erforderlich, so einstellen, dass sie unterschiedliche Antriebsleistungen auf die einzelnen Fäden 4–7 übertragen. Dabei kann man beispielsweise berücksichtigen, dass die Fäden 4 einen größeren Umschlingungswinkel über die Antriebswalze 14 haben als die Fäden 7 über die Antriebswalze 17. Man kann auch unterschiedliche Abnutzungsgrade bei den Antriebswalzen 14–17 berücksichtigen, wenn dies erforderlich ist.
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Alle Antriebswalzen 14–17 haben eine reibungserhöhende Oberfläche. Diese reibungserhöhende Oberfläche kann beispielsweise dadurch gebildet sein, dass die Antriebswalzen 14–17 mit einem weichen Kunststoff oder Gummi beschichtet sind. Man kann auch dafür sorgen, dass die Umfangsflächen der Antriebswalzen 14–17 geriffelt oder mit einer anderen Oberflächenstruktur versehen sind.
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Die Fäden 4–7 werden über Umlenkwalzen 19, 20 einer Vereinigungseinrichtung 21 zugeführt, die aus den Fäden 4–7 die oben erwähnte Fadenschar 2 bildet. Die Umlenkwalzen 19, 20 können mit nicht näher dargestellten Kraftsensoren versehen sein, so dass man die Spannungen in den Fäden 4–7 ermitteln kann. Diese Spannungen können an die Steuereinrichtung 18 zurückgemeldet werden, die dann ihrerseits in der Lage ist, die Antriebe M1–M4 der Antriebswalzen 14–17 entsprechend so zu steuern, dass die Spannungen in allen Fäden die gleiche ist. Die Umlenkwalzen 19, 20 können alternativ oder zusätzlich auch die Geschwindigkeit (und auch weitere Parameter) der Fäden 4–7 ermitteln und sie an die Steuereinrichtung 18 weiterleiten. Dargestellt ist, dass jeweils zwei Fäden über eine Umlenkwalze 19, 20 laufen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass für jeden Faden 4–7 eine eigene Umlenkwalze vorgesehen ist.
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Wie aus 1b zu erkennen ist, die eine stark schematisierte Ansicht der Vorrichtung von vorne darstellt, ist natürlich nicht nur ein einzelner Faden 4–7 über eine Antriebswalze 14–17 geführt, sondern mit seitlichem Abstand gibt es jeweils mehrere Fäden 4–7.
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Wie insbesondere aus 1b zu erkennen ist, werden Fäden 4–7, die in der Fadenschar 2 benachbart angeordnet sind (dargestellt ist eine Situation hinter der letzten Umlenkwalze 22) über unterschiedliche Antriebswalzen 14–17 geführt. Auf diese Weise kann man sicherstellen, dass zwischen zwei Fäden 4, die beispielsweise auf der Antriebswalze 14 aufliegen, immer ein ausreichender Abstand vorhanden ist. Somit kann man verhindern, dass die Fäden 4–7 aufeinander laufen oder sich verhaken.
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Wie in 1 zu erkennen ist, sind die Fäden 4–7 in Schwerkraftrichtung oben über die Antriebswalzen 14–17 geführt. Dies erleichtert zum einen das Aufführen der Fäden 4–7 auf die Antriebswalzen 14–17. Zum anderen ist zu erkennen, dass die Fadenspenderanordnung 8 in horizontaler Richtung von den Antriebswalzen 14–17 entfernt angeordnet sein kann. Man ist dann in der Wahl der Entfernung relativ frei.
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2 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung. Gleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Der Unterschied zur Ausführungsform der 1 liegt darin, dass nun nicht mehr nur eine Fadenschar 2 erzeugt wird, sondern zwei Fadenscharen 2a, 2b. Dementsprechend sind die Fäden 4, 5 über eine Umlenkwalze 22a geführt und die Fäden 6, 7 über eine Umlenkwalze 22b. Die übrigen Merkmale sind aber gleich geblieben.
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In nicht näher dargestellter Weise kann eine Zusatzmaterialausgabeeinrichtung vorgesehen sein, die ein Zusatzmaterial so ausgibt, dass es zwischen die beiden Fadenscharen gelangt. Dieses Zusatzmaterial wird dann in der Verfestigungseinheit mit den Fadenscharen verbunden. Alternativ kann es selbst zum Verbinden der Fadenscharen verwendet werden, beispielsweise, wenn es zweiseitig klebend ausgebildet ist.
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Von der dargestellten Ausgestaltung kann in mancherlei Hinsicht abgewichen werden. Insbesondere kann man dann, wenn man einzeln steuerbare Antriebe M1–M4 verwendet, auch Fäden, die in der Fadenschar 2, 2a, 2b nebeneinander liegen, über die gleichen Antriebswalzen 14–17 führen.
