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Die
Erfindung betrifft eine Musterbaumanordnung mit mindestens einem
Musterbaum, der in einem Gestell drehbar gelagert ist, und einem
auf den Musterbaum wirkenden Drehantrieb.
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Zur
Herstellung einer gemusterten Wirkware werden neben den Grundfäden,
die von Kettbäumen abgezogen werden, auch Musterfäden
benötigt, die von Musterbäumen abgezogen und der
Wirkmaschine zugeführt werden. Die von den Kettbäumen
abgezogenen Kettfäden haben in der Regel einen relativ gleichmäßigen
Verbrauch, so dass sich die Kettbäume entsprechend gleichmäßig
drehen können und das Risiko von Spannungsschwankungen
in den Kettfäden gering ist. Anders sieht es aus bei den Musterfäden,
die von den Musterbäumen abgezogen werden. In Abhängigkeit
von dem gewünschten Muster kann kurzzeitig ein großer
Verbrauch eines Musterfadens auftreten, während zu einem
anderen Zeitpunkt der Fadenverbrauch sehr gering ist. Bei einem hohen
Fadenverbrauch muss sich der Musterbaum entsprechend schnell drehen,
während er sich bei einem niedrigen Fadenverbrauch langsam
drehen muss.
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Die
einfachste Möglichkeit, den Musterbaum anzutreiben, besteht
darin, den Zug des von dem Musterbaum abgezogenen Musterfadens zu
verwenden, den Musterbaum also durch den Wirkvorgang selbst anzutreiben.
Durch die Massenträgheit des Musterbaums ist dieser „passive” Antrieb
allerdings nur in gewissen Grenzen möglich. Oberhalb einer
Arbeitsgeschwindigkeit der Wirkmaschine von etwa 500 U/min führt
dieser passive Antrieb zu Problemen. Die Musterbäume beschleunigen
zu langsam, was zu einem Verzug im Warenbild führt, und
laufen bei sinkendem Fadenverbrauch zu lange nach, was zu einer Überfütterung
führt.
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Man
hat daher in der oben genannten
EP 1 867 769 B1 vorgeschlagen, den Musterbaum
mit Hilfe eines Schlupfantriebs anzutreiben, der dem Musterbaum
eine gewisse Grundgeschwindigkeit vermittelt. Die vom Musterbaum
abgezogenen Musterfäden müssen dann nur noch die
Differenz zu dieser Grundgeschwindigkeit ausgleichen. Diese Anordnung
hat sich bewährt, führt aber bei höheren
Arbeitsgeschwindigkeiten ebenfalls nicht zu der gewünschten hohen
Qualität der Wirkware.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dazu beizutragen, eine Wirkware
mit hoher Qualität zu erzeugen.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Musterbaumanordnung der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, dass der Drehantrieb einen steuerbaren
Motor aufweist, der schlupffrei mit dem Musterbaum verbunden ist.
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Durch
die schlupffreie Verbindung zwischen dem Motor und dem Musterbaum
ist gewährleistet, dass sich der Musterbaum nur so drehen
kann, wie er vom Motor angetrieben wird. Allerdings muss sich der
Musterbaum auch so drehen, wie es der Motor vorgibt. Die Bewegung
des Motors wird also unmittelbar in die Bewegung des Musterbaums
umgesetzt. Da der Motorsteuerbar ist, kann man ihn und damit den
Musterbaum so ansteuern, dass er sich bei einem höheren
Fadenverbrauch schneller dreht und bei einem niedrigen Fadenverbrauch
langsamer. Der Übergang zwischen unterschiedlichen Geschwindigkeiten
kann sehr genau eingestellt werden. Vor allen Dingen kann er in
einer relativ kurzen Zeit erfolgen, so dass weder ein Verzug im
Warenbild noch eine Überfütterung auftritt.
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Vorzugsweise
weist der Musterbaum einen Fadenausgabepfad auf, in dem ein Fadenspannungssensor
angeordnet ist, der mit einem Regler verbunden ist, der den Motor
antreibt. Der Fadenspannungssensor ermittelt fortlaufend die Spannung des
vom Musterbaum abgezogenen Musterfadens und gibt diesen Istwert
an den Regler weiter. Dem Regler wird auch ein Sollwert der Fadenspannung zugeführt.
Der Regler regelt den Motor so, dass die gemessene Fadenspannung,
also der Istwert, möglichst dicht am Sollwert liegt. Wenn
ein Muster einen höheren Fadenverbrauch erfordert, wird
durch den Wirkvorgang eine größere Menge Musterfaden
vom Musterbaum abgezogen. Dabei steigt die Fadenspannung, so dass
der Regler den Motor auf eine höhere Drehzahl bringt. Mit
den heute verfügbaren Reglern ist diese Drehzahlsteigerung
in einer so kurzen Zeit möglich, dass ein Verzug im Warenbild
praktisch nicht auftritt. Wenn umgekehrt das Muster einen geringeren
Fadenverbrauch erfordert, dann sinkt die Fadenspannung. Der Regler
senkt die Drehzahl des Motors und damit auch die Drehzahl des Musterbaums
schnell ab, so dass eine Überfütterung unterbleibt.
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Vorzugsweise überträgt
der Fadenspannungssensor ein analoges Signal an den Regler. Dies
ist eine relativ einfache Möglichkeit. Ein analoges Signal,
beispielsweise ein Spannungssignal, lässt sich mit einfachen
Mitteln auswerten und im Regler verarbeiten.
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Eine
alternative Ausgestaltung sieht vor, dass der Fadenspannungssensor
mit dem Regler über eine Busanordnung verbunden ist. Damit überträgt
der Fadenspannungssensor den Istwert der Fadenspannung in digitaler
Form an den Regler. Dies hat den Vorteil, dass das Risiko von Störungen
bei der Signalübertragung gering bleibt.
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Hierbei
ist bevorzugt, dass mehrere Fadenspannungssensoren und mehrere Regler
an der Busanordnung angeschlossen sind. Dies erleichtert die Leitungsführung.
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Man
kommt mit weniger Leitungen aus. Die einzige Voraussetzung hierfür
ist, dass jeder Regler und jeder Fadenspannungssensor eine Adresse
aufweisen, über die sie identifizierbar sind. Man kann dann
mit Hilfe einer Programmsteuerung einen bestimmten Fadenspannungssensor
einem bestimmten Regler zuordnen.
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Vorzugsweise
ist der Motor als Schrittmotor ausgebildet. Ein Schrittmotor kann
sich einerseits so langsam drehen, dass er für den Antrieb
des Musterbaums geeignet ist. Andererseits kann der Schrittmotor
seine Drehzahl relativ schnell ändern, so dass er Änderungen
im Verbrauch des Musterfadens schnell folgen kann, indem er die
Drehzahl des Musterbaums verändert.
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In
einer alternativen Ausgestaltung kann der Motor auch als bürstenloser
Gleichstrommotor ausgebildet sein. Hier gelten die gleichen Vorteile.
Gegebenenfalls kann man zur Drehzahlverminderung auch ein Untersetzungsgetriebe
verwenden.
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Besonders
bevorzugt ist der Motor als Servoantrieb ausgebildet. Ein Servoantrieb
hat sozusagen einen integrierten Regler, so dass man dem Servoantrieb
nur noch das Ausgangssignal des Reglers, also den Istwert der Fadenspannung,
zuführen muss, um den gewünschten Betrieb zu erreichen.
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Bevorzugterweise
ist der Motor mit einer Bedieneinheit verbunden, die manuell betätigbar
ist. Man kann dann jeden Motor einzeln an- und abschalten, was beispielsweise
beim Einfahren der Musterbaumanordnung von Vorteil ist, insbesondere
dann, wenn die Musterbaumanordnung mehrere Musterbäume
aufweist.
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Auch
ist von Vorteil, wenn der Motor in zwei Rotationsrichtungen antreibbar
ist. Der Motor kann also vor- und zurückgefahren werden,
so dass der Musterbaum einen Musterfaden liefern oder den Musterfaden
zurückziehen kann. Dies ist insbesondere beim Einrichten
der Kettenwirkmaschine von Vorteil.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Kettenwirkmaschine mit einer Musterbaumanordnung,
wie sie oben geschildert worden ist.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
stark schematisierte Ansicht eines Ausschnitts aus einer Kettenwirkmaschine
und
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2 eine
schematische Darstellung mit mehreren Motoren für Musterbaumantriebe.
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1 zeigt
in stark schematisierter Form eine Kettenwirkmaschine 1 mit
mehreren hintereinander angeordneten Musterlegebarren 2 und
einer Wirknadelbarre 3. Die Wirknadelbarre 3 trägt
mehrere Wirknadeln 4. Die Musterlegebarren 2 tragen
jeweils eine Legenadel 5–7. Da die Musterlegebarren 2 senkrecht
zur Zeichenebene hintereinander angeordnet sind, ist nur die vordere
Musterlegebarre 2 erkennbar.
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Weitere
Legebarren, die einen Warengrund einer Wirkware erzeugen, sind aus
Gründen der Übersicht nicht dargestellt, aber
an sich bekannt. Ebenfalls nicht dargestellt sind Versatzantriebe
für die Musterlegebarren 2, die für die
Mustergebung in der Wirkware verantwortlich sind, die Schwenkantriebe
für die Musterlegebarren 2 und der Antrieb für
die Wirknadelbarre 3.
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Die
Wirkmaschine 1 weist mehrere Musterbäume 8, 9, 10 auf.
Auf jeden Musterbaum ist ein Musterfaden 11, 12, 13 aufgewickelt.
In Wirklichkeit trägt natürlich jeder Musterbaum 8–10 mehrere
Musterfäden 11–13, wobei die
Musterfäden 11–13 eines Musterbaums 8–10 gleichartig
verarbeitet werden.
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Die
Musterbäume 8–10 sind in einem
Gestell 14 drehbar gelagert. Jeder Musterbaum 8-10 ist schlupffrei
mit einem Motor 15–17 verbunden. Der Motor 15–17 kann
als Schrittmotor oder als Gleichstrommotor ausgebildet sein. Auch
eine Ausbildung als Servoantrieb ist möglich.
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Jeder
Motor 15–17 ist mit einem integrierten Regler 18–20 versehen.
Jeder Regler 18–20 weist einen Sollwert-Eingang 21, 22, 23 auf. Über
die Sollwert-Eingänge 21–23 werden
den Reglern 18–20 Sollwerte für
die Fadenspannung des von dem jeweiligen Musterbaum 8–10 gelieferten
Musterfadens 11–13 zugeführt.
Diese Sollwerte können für alle Musterfäden 11–13 gleich
sein. In diesem Fall kann man die Sollwert-Eingänge 21–23 miteinander
verbinden. Die Sollwerte können aber auch unterschiedlich
sein, so dass es empfehlenswert ist, die Sollwert-Eingänge 21–23 getrennt
voneinander zu halten.
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Jeder
Musterfaden 11–13 ist durch einen Fadenspannungssensor 24–26 geführt.
Wenn auf einen Musterbaum 8–10 mehrere
gleichartige Musterfäden 11–13 aufgewickelt
sind, dann reicht es aus, einen dieser Musterfäden 11–13 durch
einen Fadenspannungssensor 24–26 zu führen.
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Der
Fadenspannungssensor 24–26 ist mit dem
Motor 15–17 des jeweiligen Musterbaumes 8–10 verbunden,
von dem der Musterfaden 11–13 stammt.
Der Fadenspannungssensor 24, der die Fadenspannung des
Musterfadens 11 ermittelt, ist also mit dem Motor 15 verbunden,
der den Musterbaum 8 antreibt, der Fadenspannungssensor 25,
der die Fadenspannung des Musterfadens 12 ermittelt, ist
mit dem Motor 16 verbunden, der den Musterbaum 9 antreibt,
und der Fadenspannungssensor 26, der die Fadenspannung
des Musterfadens 13 ermittelt, ist mit dem Motor 17 verbunden,
der den Musterbaum 10 antreibt.
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Die
Fadenspannungssensoren 24–26 sind im
vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Istwert-Eingängen
der Regler 18–20 verbunden, führen
diesen Reglern 18–20 also einen Wert
zu, der eine Aussage über die tatsächlich herrschende
Spannung in den Musterfäden 11–13 liefert.
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Der
Regler 18–20 treibt in Abhängigkeit
von der Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert den Motor 15–17 so
an, dass diese Differenz möglichst klein wird, im Idealfall
sollte sie Null sein.
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Wenn
also ein Muster in der Wirkware einen hohen Verbrauch an einem Musterfaden 11–13 erfordert,
dann steigt die Spannung des entsprechenden Musterfadens 11–13 an
und zwar über den Sollwert, der an den Sollwert-Eingängen 21–23 anliegt
oder eingegeben worden ist, so dass der Motor 15–17 den entsprechenden
Musterbaum 8–10 mit einer größeren
Drehzahl antreibt, so dass die Fadenspannung wieder sinkt und sich
dem Sollwert annähert.
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Wenn
das Muster beispielsweise beendet ist und der Verbrauch an Musterfaden 11–13 sinkt,
dann wird vom entsprechenden Musterbaum 8–10 zu
viel an Musterfaden 11–13 nachgeliefert,
so dass die Fadenspannung sinkt, was ebenfalls von den Fadenspannungssensoren 24–26 erfasst
wird. Der Regler 18–20 stellt fest, dass
der Istwert der Fadenspannung niedriger ist als der Sollwert. Er
bremst daher mit Hilfe des Motors 15–17 den
entsprechenden Musterbaum 8–10 wieder
so weit ab, dass der Istwert der Fadenspannung dem Sollwert entspricht.
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Damit
wird ein Verzug in der Wirkware und eine Überfütterung
mit überflüssigem Musterfaden 11–13 verhindert.
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Jeder
Motor 15–17 ist mit einer durch einen Pfeil 27–29 symbolisierten
Bedieneinheit verbunden, die manuell, beispielsweise durch eine
Bedienungsperson, betätigbar ist. Mit Hilfe der Bedieneinheit 27–29 kann
der Motor 15–17 in beide Drehrichtungen angetrieben
werden, so dass der Musterbaum 8–10 entsprechend
in beide Richtungen gedreht werden kann, um den Musterfaden 11–13 entweder
zu liefern oder zurückzuziehen. Dies ist beim Einrichten
der Wirkmaschine 1 von Vorteil.
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In
der Regel wird eine Wirkmaschine 1, die mit einer derartigen
Musterbaumanordnung ausgerüstet ist, mehr als die drei
dargestellten Musterbäume 8–10 aufweisen.
Vielfach sind bis zu 96 oder mehr Musterbäume vorhanden.
In diesem Fall würden die im dargestellten Ausführungsbeispiel
verwendeten analogen Leitungen zwischen den Fadenspannungssensoren 24–26 und
den Reglern 18–20 einen relativ großen
Aufwand bedeuten.
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2 zeigt
daher eine Verbindung zwischen Fadenspannungssensoren 24, 25, 26 und
den Reglern 18, 19, 20, bei denen neben
einer analogen Leitung 30, 31 auch eine Busverbindung 32, 33 möglich ist.
Bei einer derartigen Busverbindung sind alle Fadenspannungssensoren 24–26 an
einem gemeinsamen Bus 34 angeschlossen, beispielsweise
einem CAN-Bus. Dieser CAN-Bus ist mit einer Hauptsteuerung 35 verbunden,
die beispielsweise aus einer Datenbank 36 die für
die Mustergebung notwendigen Daten erhält. Diese Hauptsteuerung
kann über den Bus 34 auch die Sollwerte an die
Regler 18–20 liefern. Erforderlich ist
lediglich, dass jeder Regler 18–20 eine
Adresse besitzt, die eine eindeutige Identifizierung ermöglicht.
Zweckmäßig ist es auch, wenn die Fadenspannungssensoren 24, 25, 26 ebenfalls eigene
und eindeutige Adressen haben.
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Eine
zusätzliche Sammelleitung 37 kann vorgesehen sein,
um eine Verbindung zwischen den Motoren 15–17 und
einer Spannungsversorgungseinrichtung 37 zu bewirken.
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Der
Motor 15–17 kann direkt auf die Achse des
jeweiligen Musterbaums 8–10 wirken, d.
h. er kann direkt an die entsprechende Achse angeflanscht sein.
Es ist aber auch möglich, zwischen dem Motor 15–17 und
dem zugeordneten Musterbaum 8–10 ein
Zahnradgetriebe, ein Kettenradgetriebe oder ein Zahnriemengetriebe
vorzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1867769
B1 [0002, 0005]