DE3828188A1 - Webmaschine mit schussfadenwechselsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Webmaschine mit einem Schuß­ fadenwechsler mit einem durch ein Arbeitsmedium beauf­ schlagbaren Antrieb.

Ein derartiges System wird in der amerikanischen Patent­ schrift Nr. 46 67 705 beschrieben. Dort ist ein Pneuma­ tikzylinder über einen Hebel mit dem Wechslersegment einer Projektilwebmaschine verbunden. Im Zylinder ist ein Kolben hin- und herbewegbar. Die Stellungsänderung des Kolbens im Zylinder wird durch Druckluft bewirkt, die abwechselnd an beiden Zylinderenden in den Zylinder geleitet werden kann. Im Ausführungsbeispiel in der erwähnten US-Patentschrift ist die Kolbenstange mit dem Wechslersegment verbunden. Die pneumatische Steuerung des Wechslersegmentes hat den Vorteil, daß die Stellungsän­ derung des Segmentes sehr rasch herbeigeführt werden kann. Bei kurzer Schaltzeit muß der Kolben mit hoher Geschwindigkeit im Zylinder verschoben werden. Beim Erreichen der Endstellung des Kolbens im Zylinder können dann starke Schläge im System auftreten, wenn keine elastischen Anschläge vorhanden sind. Dies kann zur Überbeanspruchung im Wechslersystem, Verschleiß und Schaltfehlern führen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schuß­ fadenwechsler für eine Webmaschine zu schaffen, bei dem große mechanische Belastungen bei hoher Arbeitsfrequenz vermieden werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Stellglied des Antriebs während seines Arbeitshubes entgegen seiner Bewegungsrichtung durch ein Arbeitsmedium beaufschlagbar ist. Das Medium kann sich dabei in einem wenigstens zeitweise geschlosse­ nen Raum befinden. In einem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel handelt es sich dabei um einen Pneumatikzylinder, in dem ein Kolben bewegbar ist, wobei zur Abbremsung des Kolbens vor dem Erreichen einer Endstellung in demjenigen Teil des Zylinders, auf den sich der Kolben zubewegt; Überdruck herrscht gegenüber dem anderen Zylinderteil. Während des Kolbenhubs können beide Zylinderräume vor und hinter dem Kolben zeitweise geschlossen sein, so daß die Antriebskraft mit der Expansion des auf der einen Seite des Kolbens eingeschlossenen Arbeitsmediums mit zunehmen­ dem Kolbenhub kleiner wird und die Bremskraft auf der anderen Kolbenseite infolge Kompression des eingeschlos­ senen Mediums größer wird.

Auf diese Weise ist ein Betrieb des Schußfadenwechslers möglich, bei dem die im Wechslersystem auftretenden Kräfte durch die Drücke des Arbeitsmediums vor bzw. hinter dem Kolben bestimmt werden. Schlagartige Beanspru­ chungen im Wechslersystem können so vermieden werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 eine Webmaschine in schematischer Darstel­ lung,

Fig. 2 ein Wechslersystem einer Webmaschine mit pneumatischem Antrieb für den Wechsel von zwei Schußfarben,

Fig. 3 eine Ausführung eines Schußfadenwechsler­ systems für vier Schußfarben,

Fig. 4a, b, c ein Wechslersystem gemäß der Erfindung für zwei Schußfarben in verschiedenen Arbeitsstellungen,

Fig. 5 ein entsprechendes System für vier Schuß­ farben,

Fig. 6 den zeitlichen Ablauf der Arbeitshübe einzelner Organe des Wechslersystems.

Eine Webmaschine 1 gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem Gestell 11, einem Antrieb 12, von dem aus eine Antriebswelle 120 sich durch das Gestell in Längsrichtung der Maschine erstreckt, einem Kettbaum 15 für die Kettfä­ den und einem Warenbaum 16 zum Aufwickeln des Gewebes. Verschiedene Schußfaden 13 a . . . 13 d, auch Schußfarben genannt, werden von einem Spulengestell 130 aus bei­ spielsweise mittels Projektilen entlang 20 entlang eines Füh­ rungskanals 20 g zwischen die Kettfäden eingetragen, welche durch Schäfte 14 a, 14 b in der Webmaschine gesteu­ ert werden. Die Projektile werden von einem Projektilbeschleuniger 21 abgeschossen und in einem Fangwerk 22 abgebremst. Ein Schußfadenwechsler 30, in den vom Spulengestell 130 her die Schußfäden 13 a . . . 13 b einlau­ fen, bringt den jeweils benötigten Schußfaden an das Projektil 20 heran.

In Fig. 2 ist ein Schußfadenwechslersystem für zwei Schußfarben dargestellt. Der Schußfadenwechsler 30 besteht u. a. aus einem Wechslersegment 32, in dem Faden­ geber 330 a, 320 b geführt sind. Das Wechslersegment 32 ist in der Wechslerachse 38 gelagert. Ein Wechslerhebel 34 ist mit einem Wechslersegment 32 verbunden. Er wird von einer Wechslerstange 33 bewegt, welche aus einem Hubzy­ linder 40 herausragt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist der Hubzylinder 40 am Maschinengestell 11 gelagert. Zum Hubzylinder 40 führen Druckluftleitungen 63 a, 63 b, welche an einen Speicher 62 angeschlossen sind, der von einer Druckluftquelle 61 gespeist wird. An den Enden der Druckluftleitungen 63 a, 63 b sitzen an beiden Enden des Hubzylinders 40 Magnetventile 64 a, 64 b, 64 c, 64 d, mittels welcher zeitweise Druckluft in den Hubzylinder 40 gelei­ tet werden kann bzw. Druckluft abgelassen werden kann. Die Magnetventile 64 a . . . d werden durch Steuerleitungen 71 a, 71 b . . . von eine Steuerung 70 kontrolliert. Auf der den Fadengebern 320 a, b des Wechslersegments 32 gegenüber­ liegenden Seite befindet sich ein Segmentteil mit Ausspa­ rungen A, B, in welche eine Rolle 56 an einem Arretierhe­ bel 54 geschwenkt werden kann. Der Arretierhebel 54 wird von einer Schubstange 53 betätigt.

Eine entsprechende Anordnung für vier Schußfarben ist in Fig. 3 dargestellt. Hier wird ein Wechslersegment 32 von einem einzigen Hubzylinder 40 betätigt, dessen Funktion anhand Fig. 5 näher erläutert werden. Das Wechslersegment in Fig. 3 weist vier Fadengeber 320 a, b, c, d sowie vier Aussparungen A, B, C, D auf der gegenüberliegenden Seite auf. Der in der Achse 55 gelagerte Arretierhebel wird über die Schubstange 53 von einer Kurvenscheibe 51 angetrieben, die mit einer Welle 52 verbunden ist. In einer Nut 58 der Kurvenscheibe 51 läuft ein Gleitstein 59, der am Ende der Schubstange 53 befestigt ist.

In den Fig. 4a, b, c und 6 ist der Bewegungsablauf bem Schußwechsel in verschiedenen Phasen bei einem Wechsler­ system für zwei Schußfarben dargestellt. Die Hubfunktio­ nen der Magnetventile 64 a, b, c sind mit H _a , H _b , H _c bezeichnet. Zum Zeitpunkt t = T ₁ befindet sich die Arretierrolle 56 in der Aussparung B des Wechslersegments 32. Die Hubfunktion der Arretierrolle wird in Fig. 6HA genannt. In dieser Lage kann beispielsweise die Schuß­ farbe 13 b mittels des Fadengebers 320 b einem Projektil 20 gemäß Fig. 3 angeboten werden. Es soll nun ein Wechsel zur Schußfarbe 13 a erfolgen, wobei das Wechslersegment 32 in die Lage zu bringen ist, bei der die Arretierrolle 56 in der Aussparung A sitzt. Ein Magnetventil 64 c ist zu diesem Zeitpunkt geöffnet. Es kann Druckluft durch die Druckluftleitung 63 b in den Zylinderraum 40 c strömen. Zum Zeitpunkt T ₁ ist der Zylinderraum 40 a links vom Kolben 41 in Fig. 4a mit Luft vom Umgebungsdruck gefüllt, da er durch das geschlossene Magnetventil 64 b über einen Schalldämpfer 65 mit der Umgebung in Verbindung steht. In Fig. 6 ist zu sehen, daß zum Zeitpunkt T ₁ die Ventile 64 c mit dem Hub H _c sowie 64 b mit dem Hub H _b geöffnet sind. Die Öffnungszeit des Ventils 64 c, Hub H _c , kann je nach Erfordernissen um den Zeitpunkt t ₁ variieren, wie in Fig. 6 angedeutet ist. Diese Variation ist durch Eingriff in die Steuerung 70 möglich. Ebenso soll die Hubzeit des Ventils 64 d mit dem Hub H _a einstellbar sein, wobei der Einschaltzeitpunkt innerhalb des Zeitraumes t ₂ liegen solle.

Zum Zeitpunkt t = T ₂ befindet sich de Kolben 41 sowie das Wechslersegment 32 noch in der ursprünglichen Positi­ on, da die Arretierrolle 56 die Aussparung B noch nicht ganz verlassen hat. Inzwischen ist das Ventil 64 c ge­ schlossen. Der Zylinderraum 40 c ist mit Druckluft ge­ füllt. Auf der anderen Seite des Kolbens 41 ist Umge­ bungsdruck, da das Ventil 64 b noch geöffnet ist. Kurze Zeit später, am Beginn des Zeitraumes TH, während dessen das Wechslersegment 32 durch die Arretiervorrichtung 50 freigegeben ist, wird das Ventil 64 b geschlossen. In diesem Augenblick ist die Rolle 56 soweit aus der Nut B herausgetaucht, daß sich das Wechslersegment 32 zusammen mit der Wechslerstange 33 und dem Kolben 41 unter der Wirkung der Druckdifferenz auf beiden Kolbenflächen bewegen kann. Die Arretierrolle 56 hat zu diesem Zeit­ punkt gegenüber der Ruhestellung den Hub HA′ ausgeführt. Während der Bewegung des Kolbens 41 nach links expandiert die Druckluft im Zylinderraum 40 c, während die Luft im Zylinderraum 40 a vom Umgebungsdruck ausgehend komprimiert wird. Das Wechslersystem wird beschleunigt, so lange ein Überdruck im Zylinderraum 40 c gegenüber dem Zylinderraum 40 a besteht. Danach ist der Druck im linken Zylinderraum 40 a höher als im rechten Zylinderraum 40 b, so daß das Wechslersystem abgebremst wird. Der Stellungswechsel des Wechslersegmentes muß innerhalb der Hubzeit TH abge­ schlossen sein, weil sich die Arretierrolle dann wieder so weit dem Wechslersegment genähert hat, daß die Arretierrolle 56 in die Nut A eintaucht. Sofern die Kompressionsarbeit am Luftvolumen im Zylinderraum 40 a nicht ausreicht, die Bewegungsenergie des Wechslersystems aufzufangen, kann durch vorzeitiges Öffnen des Magnet­ ventils 64 a Druckluft in den Zylinderraum 40 a geleitet werden. Es sei angenommen, daß zum Zeitpunkt t = T ₃ das Magnetventil 64 a bereits geöffnet ist. Die Variation des Beginns des Öffnungshubes HA des Magnetventils 64 a innerhalb des Zeitraumes t ₂ ermöglicht es, den Bremsvor­ gang am Wechslersystem so zu verändern, daß der Wechs­ lerhub innerhalb des vorgesehenen Zeitraumes TH ge­ schieht, während dessen die Arretiervorrichtung 50 einen Stellungswechsel des Wechslersegmentes 32 ermöglicht. Die günstigste Einstellung der Öffnungszeiten der Magnetven­ tile kann experimentell ermittelt werden, wenn entspre­ chende Anpassungen in der Steuerung 70 möglich sind. Die günstigsten Zeitpunkte für das Ein- bzw. Ausschalten der Magnetventile gelten jeweils nur für eine besimmte Drehzahl der Webmaschine. Bei langsamem Lauf der Webma­ schine kann es nötig sein, das Ausschalten des Magnetven­ tils 64 c im Zeitraum t ₁ möglichst spät anzusetzen bzw. über das Ende dieses Zeitraums hinaus zu legen. Ebenso darf bei Langsamlauf einer Webmaschine das Ventil 64 a beim Wechsel von der Schußfarbe 13 b auf die Schußfarbe 13 a erst nach Ende des Zeitraumes TH eingeschaltet werden, weil sonst eine Rückwärtsbewegung des Wechsler­ segments 32 stattfinden kann, bevor die Arretierrolle 56 weit genug in die Nut A eingetaucht ist. Solche Ände­ rungen können in einem Steuerprogramm für die Steuerung 70 vorgegeben sein.

Der beschriebene Hubwechsel des Wechslersegments 3 hat sich innerhalb eines Teils der Webzykluszeit zwischen T ₀ und T ₅ abgespielt. Die Bewegung des Wechslersegmentes in entgegengesetzter Richtung wird durch sinngemäß umge­ kehrte Ansteuerung der Magnetventile 64 a . . . 64 d erreicht. Dadurch, daß die Beschleunigung des Wechslersystems praktisch nur durch Expansion der Druckluft erzielt wird und andererseits das Abbremsen des Systms durch die Kompression eingeschlossener Luft geschieht, kann das System mit bescheidenem Druckluftverbrauch betrieben werden. Unter Umständen kann auch während der Expansion beispielsweise im Zylinder 40 c noch zeitweise Druckluft über das Ventil 64 c zugeführt werden, damit der Kolbenhub schneller erfolgt.

In Fig. 5 ist ein Hubzylinder 40 mit zwei Kolben 41, 42 schematisch dargestellt, der für den Antrieb eines Wechslersegments 33 für vier Schußfarben gemäß Fig. 3 geeignet ist. Zur Steuerung eines Kolbens werden wie in Fig. 4 dargestellt jeweils vier Magnetventile benötigt. Die erforderliche Stellung des Gelenkes 35 an der Wechslerstange 33 für eine bestimmte Stellung des Wechs­ lers 32 des gewünschten Schußfadens wird durch das Zusammenwirken beider Kolben 41 und 42 erreicht. Je nach dem Musterprogramm für das herzustellende Gewebe kann das Gelenk 35 gemäß Fig. 5 eine Stellung 35 a einnehmen, wenn die Kolben 41 und 42 jeweils ganz rechts bzw. ganz links im entsprechenden Zylinderraum stehen, oder beispielswei­ se eine Stellung 35 d, wenn beide Kolben in die gegenüber­ liegende Seite ihres jeweiligen Zylinderraumes verschoben worden sind. Von einem Arbeitszyklus der Webmaschine zum anderen kann ein Stellungswechsel um einen Schritt (1 S), zwei Schritte (2 S) oder drei Schritte (3 S) stattfinden, wie in der Fig. 5 gezeigt ist. Die jeweilige Position am Ausgang des Hubzylinders 40 ergibt sich durch Superposi­ tion der Einzelhübe H des Kolbens 42 und 2 H des Kolbens 41.

Zur Realisierung eines Schußwechselsystems für eine Projektilwebmaschine mit vier Schußfarben genügt ein Arbeitsdruck bis zu vier bar im Druckluftsystem, wenn ein Zylinderdurchmesser von ca. 60 mm gewählt wird. Der Gesamthub des Hubzylinders 40, der aus dem Zusammenwirken beider Kolben 41 und 42 entsteht, beträgt bei einer Ausführung für vier Schußfarben ca. 30 mm.

Claims (5)

1. Webmaschine mit einem Schußfadenwechsler mit einem durch ein Arbeitsmedium beaufschlagbaren Antrieb, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (41, 33, 32) des Antriebs während seines Arbeitshubes entgegen seiner Bewegungsrichtung durch ein Arbeitsmedium beaufschlagbar ist.

2. Webmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied zum Teil aus einem Kolben (41) eines Pneumatikzylinders ausgebildet ist, wobei der Kolben beid­ seitig durch Druckluft beaufschlagbar ist, die so gesteu­ ert wird, daß zur Abbremsung des Kolbens vor dem Errei­ chen einer Endstellung in demjenigen Teil des Zylinders, auf den sich der Kolben zubewegt, gegenüber dem anderen Zylinderteil Überdruck herrscht.

3. Webmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderräume (40 a, 40 c) vor und hinter dem Kolben (41) während de Kolbenhubs wenigstens zeitweise zur Umgebung hin abgeschlossene Systeme darstellen, wobei die Antriebskraft am Kolben durch Expansion des auf der einen Seite des Kolbens eingeschlossenen Druckluftvolu­ mens (4 c) erzeugt wird und die Bremskraft auf der anderen Kolbenseite infolge Kompression des dort einge­ schlossenen Druckluftvolumens (40 a) entsteht.

4. Betriebsverfahren für den Schußfadenwechsler einer Webmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Zeitdauer (TH) der Bewegung des Stellgliedes (41, 32) zunächst noch Druckluft in den Zylinderraum (40 c, t ₁*) geleitet wird und daß dieses Luftvolumen (40 c) dann in einem geschlossenen Raum unter Verdrängung des Kolbens (41) expandieren kann.

5. Betriebsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vor Beendigung des Kolbenhubs (41) Druck­ luft in den anderen Zylinderraum (40 a) vor dem Kolben (41) geleitet wird, wodurch die Bremskraft am Kolben (41) erhöht wird.