DE4240711A1 - Fadenliefervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fadenliefervorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei modernen Textilmaschinen treten bei den hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten für den Faden kritische Einflüsse auf. Es können dies die Fadenumlenkung im Fournisseur sein, die der Faden bei hoher Fadengeschwindigkeit nicht verträgt, und/oder starke Änderungen der Fadenspannung beim Abziehen, und/oder auch krasse Änderungen der Fadenabzugsgeschwindigkeit, Fadenzupfer beim Abnehmen von der Fadenspule, u. dgl.. Diese Einflüsse können zu Fadenbrüchen führen, insbesondere im Fournisseur. Darüberhinaus wird bei Fadenliefervorrichtungen mit einem Schußfaden- Meßfournisseur, wie er für Düsenwebmaschinen benutzt wird, bei stark ansteigender Fadenabzugsgeschwindigkeit und/oder stark steigender Fadenspannung im Faden die zum Verbrauch freigegebene, vorbestimmte Länge kürzer, was zu Störungen aufgrund zu kurzer Schußfäden führen kann. Es ist bekannt, einem Fournisseur einen Friktionsantrieb vorzusetzen (WO 90/07600), der dem Fournisseur beim Abziehen des Fadens vom Fadenvorrat assistiert, die Fadenspannung auf ein relativ niedriges und konstantes Niveau bringt, krasse Fadenspannungsänderungen, z. B. aufgrund von Fadenzupfern, unterdruckt, und auf diese Weise die Gefahr von Fadenbrüchen vermindert. Der aus der WO 90/07600 bekannte Friktionsantrieb enthält einen die Friktionsrolle treibenden elektrischen Schrittmotor, der relativ teuer und kompliziert zu steuern ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fadenliefervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die baulich einfach und kompakt ist und sich bei geringem Energieeinsatz gut steuern läßt.

Die gestellte Aufgabe wird mit dem im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 enthaltenen Merkmal gelöst.

Eine Turbine ist eine kleinbauende, leichte, lageunabhängig einsetzbare, gut steuerbare Antriebsquelle für die Friktionsrolle. Die für die Assistförderung des Fadens notwendige Drehzahl wird stetig erzeugt. Die Turbine ist kostengünstig, zeichnet sich durch lange Standzeiten aus und besteht aus einfachen Komponenten. Der Friktionsantrieb läßt sich auch zum Kompensieren der die ungewollte Veränderung der Fadenlänge bewirkenden äußeren Einflüsse bei einem Meßfournisseur für eine Düsenwebmaschine benutzen.

Zweckmäßig ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 2, weil bei Fadenliefervorrichtungen in der Regel Druckluft ohnedies zur Verfügung steht. Ferner kann durch die in der Turbine verbrauchte Druckluft die Friktionsrolle und die Umgebung des Friktionsantriebs von den in der Textiltechnik unvermeidbaren Flusen und Staubpartikeln sauber gehalten werden.

Eine baulich einfache, kostengünstig herstellbare und robuste Ausführungsform geht aus Anspruch 3 hervor. Der Druckspeicher ist in den Friktionsantrieb integriert, und stellt die für eine rasche Beschleunigung der Turbine notwendige Menge an Antriebsmedium bereit.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 4 werden die hohen Drehzahlen problemlos erreicht. Der Gehäuseaufbau und die Lagerung des Turbinenrades und der Friktionsrolle sind herstellungstechnisch und montagetechnisch einfach. Es läßt sich eine kompakte Baugröße realisieren.

Die Ausführungsform gemäß Anspruch 5 zeichnet sich durch ein rasches Ansprechen und eine geringe Trägheit bei Drehzahländerungen aus. Für die Praxis ist ein wirksamer Durchinesser der Friktionsrolle von etwa 10 mm ausreichend, wobei die Friktionsrolle trägheitsarm aus keramischem Material bestehen kann oder eine keramikbeschichtete Friktionsfläche für den Faden besitzen kann.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 6 bildet die Speicherkammer im Gehäuse den Druckspeicher für die Turbine. Es ist auch möglich, den Druckspeicher getrennt vom Gehäuse und möglichst nahe an der Turbine anzuordnen, um das im Druckspeicher gespeicherte Arbeitsmedium widerstandsarm in die Turbine zu bringen.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 7 ist der Friktionsantrieb montagetechnisch einfach am Fadenfournisseur befestigt. Der Friktionsantrieb arbeitet unmittelbar vor dem Einlauf in den Fournisseur, d. h., an einer Stelle, hinter der Fadenbrüche aufzutreten pflegen, weil der Faden im Fournisseur bis auf die Speichertrommel mehrfach umgelenkt wird und die Assistförderung vor dem Einlaufende unerwünschte Spannungsanstiege oder ein zu hohes Spannungsniveau wirksam verhindert. Der Friktionsantrieb unterstützt den Fournisseur beim Abziehen des Fadens aus dem Fadenvorrat. Er bietet den Faden dem Fadenfournisseur spannungsarm an, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Friktionsrolle zumindest gleich der Aufwickelgeschwindigkeit des Fadens im Fadenfournisseur ist. Damit der Friktionsantrieb die Assistförderung erbringt, wird der Faden an der Friktionsrolle umgelenkt. Dies ist günstig, weil der Fadenvorrat seitlich des Fournisseurs bzw. nahe am Fournisseur positioniert werden kann. Die Verdrehbarkeit des Gehäuses um die Einlaufachse ermöglicht eine optimale Einstellung des Friktionsantriebs auf die Position des Fadenvorrats. Gegebenenfalls ist das Gehäuse um eine weitere, zur Einlaufachse senkrechte Stellachse kippbar.

Zweckmäßig ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 8, bei der der Fadendetektor als Träger des Friktionsantriebs fungiert. Der Fadendetektor stellt im übrigen den ordnungsgemäßen Lauf des Fadens und seine Anwesenheit fest, was für die Steuerung der Fadenliefervorrichtung zweckmäßig ist. Zusätzlich oder alternativ kann der Fadendetektor mit einer pneumatischen Einfädelvorrichtung kombiniert sein, zu der der Friktionsantrieb gehört. Das Einfädeln des Fadens in den Friktionsantrieb kann entweder manuell oder auch dadurch erfolgen, daß die Einfädelvorrichtung soweit modifiziert ist, daß sie den Faden selbsttätig einfädelt.

Für einen einwandfreien Fadenlauf ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 9 von Vorteil. Die Verdrehbarkeit des Fadenführers ermöglicht die Einstellung des Umlenkwinkels des Fadens und läßt eine Feineinstellung des Friktionsantriebs auf die Lage des Fadenvorrats zu.

Die Versorgung der Turbine mit Antriebsenergie und eine gute Steuerung der Drehzahl der Friktionsrolle sind bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 10 sichergestellt. Das Magnetventil schaltet die Turbine ein oder aus. Das Regelventil stellt die Umfangsgeschwindigkeit der Friktionsrolle ein. Der Druckspeicher gewährleistet das rasche Beschleunigen der Friktionsrolle.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 11 sind die zur Geschwindigkeitssteuerung und zum Ein- und Ausschalten notwendigen Komponenten direkt im oder am Gehäuse vorgesehen, um möglichst kurze Strömungswege zur Turbine sicherzustellen.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 12 ist eine gute Geschwindigkeitsregelung der Friktionsrolle möglich, weil die Drehgeschwindigkeit der Turbine automatisch geregelt wird, um das gewünschte niedrige Spannungsniveau im Faden zu erreichen. Ist das Regelventil mit der Geschwindigkeitssteuerung des Fournisseurs gekoppelt, dann läßt sich die Umfangsgeschwindigkeit der Friktionsrolle über der Fadenabzugsgeschwindigkeit halten. Diese Regelung läßt sich auch anhand der Signale des Fadengeschwindigkeitsmessers realisieren. Anhand der Signale eines Fadenspannungsmessers kann die Geschwindigkeit mit steigender Fadenspannung erhöht werden, um die Fadenspannung zu senken. Die Geschwindigkeitsregelung läßt sich auch im Hinblick auf den abnehmenden Durchmesser des Fadenwickels auf der Vorratsspule so vornehmen, daß mit kleiner werdendem Fadenwickeldurchmesser und steigender Abzugsspannung die Assistförderung verstärkt wird, um die Gefahr von Fadenbrüchen zu verringern und/oder ungewollten Veränderungen der Fadenlänge bei einem Meßfournisseur entgegenzuwirken. Die Geschwindigkeitsregelung erfolgt zweckmäßigerweise in einem geschlossenen Regelkreis, in dem die Istgeschwindigkeit mit der Sollgeschwindigkeit permanent verglichen wird. Dies kann entweder über die Steuervorrichtung des Fadenfournisseurs oder einer diesem übergeordneten Steuervorrichtung erfolgen. Es ist aber auch denkbar, ein eigenes Steuerungssystem für den Friktionsantrieb vorzusehen.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Fadenliefervor­ richtung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Friktionsantrieb, wie er in Fig. 1 schematisch angedeutet ist,

Fig. 3 einen Meß-Fournisseur mit angebautem Friktionsantrieb, in einer Seitenansicht,

Fig. 4 den Meß-Fournisseur von Fig. 3 in einer Endansicht, und

Fig. 5 ein Blockschaltbild.

Eine Fadenliefervorrichtung V gemäß Fig. 1 enthält einen Fadenvorrat S für einen Faden Y, der vom Fadenvorrat S über einen Friktionsantrieb H in einen Fournisseur F eingezogen, in diesem einem Vorrat zum maschinentaktabhängigen Verbrauch gespeichert, und von einer Textilmaschine L, z. B. einer Düsenwebmaschine, abgezogen wird.

Der Fadenvorrat S ist beispielsweise eine Fadenspule 1, die gegenüber einer Einlaufachse 11 des Fournisseurs F schräggestellt seitlich neben dem Fournisseur F gehalten wird. Von der Vorratsspule 1 läuft der Faden Y zum Friktionsantrieb H, der einen Antrieb 2 für eine Friktionsrolle 3 aufweist, um die der Faden Y umgelenkt wird. Der Antrieb 2 ist eine Turbine T in einem Gehäuse G, die über eine Leitung 5 von einer Druckquelle 6 mit Arbeitsmedium versorgt wird. Die Turbine T ist zweckmäßigerweise eine einstufige Druckluftturbine (siehe Fig. 2), die mit Druckluft betrieben und durch eine Geschwindigkeitssteuereinrichtung 7 (Fig. 5) geregelt wird.

Der Fournisseur F, im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Meßfournisseur F, besitzt ein Gehäuse 8 mit einem strichliert angedeuteten Antrieb 9 für ein Aufwickelorgan 10, das den entlang der Einlaufachse 11 eingezogenen Faden Y auf eine Speichertrommel 12 in nebeneinanderliegenden oder beabstandeten Windungen aufwickelt. Eine Stopvorrichtung 13 arbeitet mit dem Faden Y zusammen, um ihn zwischen den Takten der Textilmaschine L festzuhalten und zum Verbrauch jeweils eine vorbestimmte Fadenlänge freizugeben, die über eine Eintragvorrichtung 15 in ein Fach 16 der Textilmaschine L eingetragen wird.

Der Vorratsspule 1 kann eine Überwachungsvorrichtung 17 für den Durchmesser des Fadenwickels zugeordnet sein, die mit einer Steuervorrichtung 14 für den Antrieb 9 des Fournisseurs F oder direkt mit der Steuereinrichtung 7 in signalübertragender Verbindung steht und, beispielsweise, bei Unterschreiten eines bestimmten Durchmessers den Hilfsantrieb H einschaltet oder beschleunigt. Im Fadenweg kann zusätzlich oder alternativ ein Fadengeschwindigkeits- oder Fadenspannungsmesser 18 oder ein Fadenbruchdetektor vorgesehen sein, der entweder mit der Steuereinrichtung 14 oder der Steuereinrichtung 7 signalübertragend verbunden ist. Die Steuereinrichtung 7 des Friktionsantriebs H kann ebenfalls mit der Steuereinrichtung 14 verbunden sein, um die Geschwindigkeitssteuerung des Friktionsantriebs H in Abhängigkeit von der Geschwindigkeitssteuerung des Aufwickelorgans 10 einzusteuern. Eine Verknüpfung des Friktionsantriebs mit einem Steuerteil der Textilmaschine ist ebenfalls möglich.

Der Friktionsantrieb H weist im Gehäuse G eine Arbeitskammer 20 auf, in der sich ein Turbinenrad 21 mit umfangsseitigen Turbinenschaufeln 22 befindet. Das Turbinenrad 21 ist auf einer Turbinenwelle 33 angeordnet. Die Turbinenwelle 23 ist in einer Lageranordnung 24 eines Gehäusefortsatzes 27 gelagert und trägt die Friktionsrolle 3, die eine Umfangsnut 26 aufweist, die den Wirkungsdurchmesser der Friktionsrolle 3 definiert. Der Faden Y liegt in der Umfangsnut 26 und wird umgelenkt. Der Wirkungsdurchmesser der Friktionsrolle 3 steht zum Außendurchmesser des Turbinenrades 21 beispielsweise in einem Verhältnis von ca. 1 : 5.

Zur Arbeitskammer 20 führt ein Einlaß E, durch den das Arbeitsmedium auf die Turbinenschaufeln 22 geleitet wird. Ein Auslaß A öffnet sich zur Atmosphäre oder in einen nicht dargestellten Schalldämpfer. Ein Gehäuseflansch 29 erstreckt sich in etwa parallel zum Gehäusevorsprung 27. Auf dem Gehäusevorsprung 27 ist ein Sitz 28 zum Befestigen eines Fadenführers 34 (Fig. 3 und 4) vorgesehen. Hinter der Arbeitskammer 20 ist eine Gehäusekammer 30 vorgesehen, die einen Druckspeicher 31 für das Arbeitsmedium bildet, derart, daß sich der Druckspeicher 31 zwischen dem Einlaß E und dem Turbinenrad 21 befindet.

Gemäß Fig. 3 und 4 ist der Friktionsantrieb H am Einlaufende des Fournisseurs F befestigt, zweckmäßigerweise an einem Fadendetektor 32. Der Gehäuseflansch 29 ist mit Befestigungselementen 38 festgelegt, derart, daß die Umfangsnut 26 der Friktionsrolle 3 mit der Einlaufachse 11 in etwa fluchtet. Der Fadenführer 34 ist mit einem Halter 33 auf dem Sitz 28 in Umfangsrichtung drehbar gehaltert. Der Friktionsantrieb H läßt sich über bogenförmige Nuten 39 um die Einlaufachse 11 verdrehen, sowie gegebenenfalls senkrecht dazu kippen.

Ein Magnetventil 35 ist vorgesehen, das die Beaufschlagung des Turbinenrades 21 überwacht. Ferner ist ein Anschluß 36 als Einlaß E zum Druckspeicher 31 vorgesehen. Mit 37 ist eine zentrale Einlauföse im Fadendetektor 32 angedeutet. Ein Druckluftanschluß 40 dient mit einem Betätiger 41 zum pneumatischen Einfädeln.

Gemäß Fig. 5 ist in der Leitung 5 ein Regelventil 43 vorgesehen, (z. B. ein Drossel- oder Druckminderventil), das den Druck stromab des Regelventils 43 konstant hält. Das Magnetventil 35 ist mittels eines Schaltmagneten 42 zwischen der Durchgangsstellung und einer Absperrstellung umschaltbar. Der Anschluß 36 ist stromauf des Regelventils 43 strichliert angedeutet.

Bei einfachen Ausführungsformen kann ein manuell einstellbares Regelventil 43 vorgesehen sein. Zur feinfühligen Anpassung der Drehzahl der Friktionsrolle 3 kann die Geschwindigkeit der Turbine T auch in einem geschlossenen Regelkreis geregelt (z. B. durch "Chopping" der Luftzufuhr) werden (Fig. 5). Dazu kann auch für das Regelventil 43 eine Verstellvorrichtung 44, z. B. ein Proportionalmagnet, vorgesehen sein, die an einen Steuer- oder Regelkreis 45 angeschlossen ist, der über die Istgeschwindigkeit der Turbine T informiert ist. Der Steuer- oder Regelkreis ist mit der Geschwindigkeitssteuereinrichtung 46 verbunden, die ggf. in die Steuereinrichtung 14 integriert ist. Zum Einstellen eines bestimmten Geschwindigkeitsbereichs oder der Regelempfindlichkeit ist ein Eingabe- und ggf. Displayteil 47 vorgesehen. Mit dem geschlossenen Regelkreis läßt sich die Turbine so steuern, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Friktionsrolle 3, sofern eine Assistförderung benötigt wird, über der Aufwickelgeschwindigkeit des Fadens Y im Fournisseur gehalten wird weil die Assistförderung mit einem Schlupf erfolgt.

Ist die Fadenliefervorrichtung mit mehr als einem Fournisseur ausgestattet, (z. B. Mischwechselweben auf einer Düsenwebmaschine), die über eine Zentralsteuerung so gesteuert werden, daß bei einer Störung wenigstens einer der Fournisseure ein anderer dessen oder deren Funktion mitübernimmt, dann kann die Geschwindigkeitssteuerung des Friktionsantriebs mit der Zentralsteuerung so gekoppelt sein, daß der Friktionsantrieb zugeschaltet wird, wenn der zugehörige Fournisseur die Funktion wenigstens eines anderen übernimmt.

Der Friktionsantrieb H mit der Turbine ist auch für andere Fadenliefervorrichtungen oder Fournisseure verwendbar, um ein niedriges Fadenspannungsniveau zu gewährleisten. Der Friktionsantrieb H kann vom Fournisseur getrennt installiert und gesteuert werden. Es ist auch möglich, eine zwei- oder mehrstufige Druckluftturbine als Antriebsquelle zu verwenden. Denkbar ist auch die Benutzung einer Flüssigkeitsturbine. Ferner können in Umfangsrichtung des Turbinenrades verteilt mehrere Einlässe für das Antriebsmedium vorgesehen sein.

Claims (12)

1. Fadenliefervorrichtung für eine Textilmaschine, insbesondere eine Webmaschine, mit einem im Fadenweg zwischen einem Fadenvorrat und der Textilmaschine angeordneten Fadenfournisseur, mit wenigstens einem stromauf des Fadenfournisseurs angeordneten Friktionsantrieb, an dem der vom Fadenfournisseur aus dem Fadenvorrat abgezogene Faden von einer Friktionsrolle beaufschlagbar ist, und mit einem Antrieb für die Friktionsrolle, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Friktionsrolle (3) eine Turbine (T) ist.

2. Fadenliefervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (T) eine einstufige Druckluftturbine ist.

3. Fadenliefervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Arbeitskammer (20) eines Gehäuses (G) ein Turbinenrad (21) mit entlang des Umfangs angeordneten Schaufeln (22) auf einer Turbinenwelle (23) angeordnet ist, daß in der Arbeitskammer (20) ein mit einer Druckquelle (6) verbindbarer Einlaß (E) und ein Auslaß (A) für das Antriebsmedium des Turbinenrads (21) vorgesehen ist, und daß der Arbeitskammer (20) einlaßseitig ein Druckspeicher (31) für das Arbeitsmedium zugeordnet ist.

4. Fadenliefervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinenrad (21) an einer Seite und die Friktionsrolle (3) an der anderen Seite einer Lageranordnung (24) der Turbinenwelle (23) jeweils fliegend im Gehäuse (G) gelagert ist.

5. Fadenliefervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Faden (Y) beaufschlagte Wirkungsdurchmesser der Friktionsrolle (3) ca. 25% des Außendurchmessers des Turbinenrades (21) beträgt.

6. Fadenliefervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse angrenzend an die Arbeitskammer (20) eine den Druckspeicher (31) bildende Speicherkammer vorgesehen ist.

7. Fadenliefervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (G) am Einlaufende des Fadenfournisseurs (F) und derart angebracht ist, daß der Wirkungsdurchmesser der Friktionsrolle (3) auf die Einlaufachse (11) des Fadenfournisseurs (F) ausgerichtet ist, daß der Faden (Y) an der Friktionsrolle (3) umgelenkt wird, und daß das Gehäuse (G), zumindest um die Einlaufachse (11) verdrehbar ist.

8. Fadenliefervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Einlaufende des Fadenfournisseurs (F) ein Fadendetektor (32) vorgesehen ist, und daß das Gehäuse (G) am Fadendetektor (32) festgelegt ist.

9. Fadenliefervorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (G) - dem Fadenvorrat (S) zugewandt - ein auf die Friktionsrolle (3) ausgerichteter Fadenführer (34) angeordnet ist, der, vorzugsweise, um die Achse der Turbinenwelle (23) verdrehbar ist.

10. Fadenliefervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Einlaß (E) zur Arbeitskammer (20) eine Druckluftleitung (5) angeschlossen ist, die - in Strömungsrichtung zur Arbeitskammer (20) - ein den Druck und/oder die Menge des Arbeitsmediums für die Turbine (T) regelndes Ventil (43), vorzugsweise ein einstellbares Drossel- oder Druckminderventil, der Druckspeicher (31) und ein Magnetventil (35), vorzugsweise ein Zwei/Zwei-Wege­ Schaltventil, enthält.

11. Fadenliefervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (43), der Druckspeicher (31) und das Magnetventil (35) im oder am Gehäuse (G) vorgesehen sind.

12. Fadenliefervorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß am Regelventil (43) eine elektrische oder elektromagnetische Verstellvorrichtung (44) vorgesehen ist, die mit einer Steuereinrichtung (46; 14), z. B. einem Steuerteil der Textilmaschine verbunden ist, und daß die Steuereinrichtung (46) zur Einstellung der Umfangsgeschwindigkeit der Friktionsrolle (3) an eine Geschwindigkeitssteuerung (14) des Fadenfournisseurs (F), oder/und einen Fadengeschwindigkeits- bzw. Fadenspannungsmesser (18), oder/und eine Abtastvorrichtung (17) für den Durchmesser des als Vorratsspule (1) ausgebildeten Fadenvorrats (S) angeschlossen ist, derart, daß ein geschlossener, ggf. an der Steuereinrichtung (46), einstellbarer Regelkreis gebildet ist.