DE4426199C3 - Vorrichtung zum Antrieb eines Kettbaums - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Antrieb eines Kettbaums nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Vorrichtungen dieser Art werden bei Kettenwirkmaschi­ nen, Webstühlen und dergleichen verwendet, um eine Vielzahl von Fäden gleichzeitig zuzuführen, wobei die Zufuhrgeschwindigkeit in einem vorgegebenen Verhältnis zur Maschinengeschwindigkeit steht. Hierbei muß die Antriebsdrehzahl des Kettbaums mit abnehmendem Wickel­ durchmesser zunehmen, um diese Zufuhrgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten.

Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist aus US-PS 39 61 500 bekannt. In einer Eingabevorrichtung wird ein Fadenzuführungs-Sollwert vorgegeben, der in einem Multiplyer mit der Hauptwellen-Umdrehungszahl verknüpft wird. Mit diesem Sollwert wird der durch eine Tastrolle ermittelte Istwert der Fadenzuführung vergli­ chen. Ergibt sich eine Differenz, wird der Schrittmotor solange verstellt, bis diese Differenz ausgeglichen ist. Das bedeutet aber, daß das Kupplungselement seine richtige Lage erst nach einem Regelvorgang findet. Da­ her ist der Anfangsabschnitt der erzeugten Warenbahn fehlerhaft und stellt in der Produktion einen Verlust dar.

Eine ähnliche Konstruktion ist aus US-PS 32 21 519 be­ kannt. Dort hängt die Einstellung des Kupplungselements vom Ausgang eines Differentialgetriebes ab. In ihm wird die Drehzahl der Hauptwelle mit der Drehzahl der Tast­ rolle verglichen. Ergibt sich eine Differenz, wird das Kupplungselement solange verstellt, bis diese Differenz ausgeglichen ist.

Antriebsvorrichtungen, wie sie aus Reisfeld "Warp Knit Engineering" 1966, Seiten 291 bis 294 bekannt sind, besitzen als Stellvorrichtung für das Kupplungselement des stufenlos einstellbaren Getriebes, das als Kegelge­ triebe ausgebildet ist, einen mittels eines Zahnrades drehbaren Schneckenantrieb. Das Zahnrad wird in der einen oder anderen Richtung durch Klinken verstellt, die durch eine mechanische Vergleichsvorrichtung betä­ tigt werden. Sie besitzt einen Sollwert-Eingang, der mit der Eingangswelle des Kegelgetriebes verbunden ist, und einen Istwert-Eingang, der mit einer an der Wickel­ oberfläche anliegenden Tastrolle verbunden ist, und verstellt das Kupplungselement, wenn Ist- und Sollwert voneinander abweichen.

Die Verwendung eines solchen stufenlos einstellbaren Getriebes hat den Vorteil, daß sämtliche Kettbäume ei­ ner Maschine von deren Hauptwelle aus antreibbar sind. Für viele Anwendungszwecke ist aber eine Tastrolle nicht brauchbar, sei es weil das Fadenmaterial beschä­ digt wird, sei es weil ein Schlupf auftritt. Im übrigen ist die Verwendung der Tastrolle auch mit einem erheb­ lichen konstruktiven und finanziellen Aufwand verbun­ den. Auch hier findet das Kupplungselement seine rich­ tige Lage erst nach einem Regelvorgang.

Aus DE 31 11 112 C3 ist es bekannt, einen Kettbaum mit­ tels eines Motors anzutreiben, dessen Drehzahl regelbar ist. Die zugehörige Regelvorrichtung weist einen Rech­ ner auf, der eine von der Länge des auf- oder abgewic­ kelten Fadens abhängige Meßgröße aus einigen Baumdaten, wie Wickeldurchmesser und Dicke einer Wickelschicht, sowie einem gemessenen Drehwinkel des Kettbaums berech­ net. Aus der Meßgröße, einem den Drehwinkel der Haupt­ welle kennzeichnenden Signal und einer Einstellgröße wird dann die Soll-Drehzahl des Kettbaum-Antriebs be­ rechnet und ein entsprechendes Drehzahlsignal an einen Regler zur Steuerung des Kettbaum-Antriebs abgegeben. Dies erfordert für jeden Kettbaum einen eigenen An­ triebsmotor.

Ferner ist aus "kettenwirkpraxis" 3/93, Seite 23 ein Fadenschar-Ablaufsystem bekannt, bei dem ein Rechner während des Betriebs der Kettenwirkmaschine den aktuel­ len Wert der gelieferten Fadenmenge von einer Tastrol­ leneinrichtung empfängt und nach Vergleich mit einem eingestellten Sollwert ein Konusgetriebe nachregelt. Dieses Konusgetriebe kann nach einem Baumwechsel auto­ matisch in die richtige Position gefahren werden. Wenn dem Rechner die Baumdaten und die Wechselrad-Überset­ zung bekannt sind, kann eine Schnellverstellung des Ko­ nusringes mittels eines Stellmotors freigegeben werden. Anschließend erfolgt die Maschinenfreigabe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit stu­ fenlos einstellbarem Getriebe ausgestattete Antriebs­ vorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die den Forderungen der Praxis besser entspricht, d. h. den erwähnten Produktionsverlust vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Mekrmale des Anspruchs 1 gelöst.

Mit dieser Konstruktion kann die Sollposition des Kupp­ lungselements mit hoher Genauigkeit berechnet werden. Dies ist möglich, weil die über die Eingabevorrichtung aufgenommenen Daten des stufenlos einstellbaren Getrie­ bes zusammen mit den übrigen eingegebenen Daten mathe­ matisch verarbeitet werden.

Durch die Verwendung eines Rechners, in den die ange­ führten Daten eingegeben werden, läßt sich die Sollpo­ sition des Kupplungselements unabhängig vom Betrieb der Maschine berechnen. Man kann daher das Kupplungselement bei stillstehender Maschine in die berechnete Sollposi­ tion verstellen. Daher geht der Anfangsabschnitt der Ware nicht verloren, sondern wird von vornherein feh­ lerfrei gearbeitet.

Aus den Daten des einstellbaren Getriebes und der ge­ forderten Übersetzung wird eine aktuelle Schrittzahl berechnet, die die Position des Kupplungselements be­ stimmt. Da wegen der Verwendung des elektrischen Schrittmotors der Stellbereich des stufenlos einstell­ baren Getriebes in eine sehr große Anzahl sehr kleiner Schritte unterteilt werden kann, läßt sich die Position des Kupplungselements sehr genau einstellen. Weil die Sollposition über den Referenzpunkt angefahren wird, werden irgendwelche Störeinflüsse, die sich während des Stillstands der Maschine ergeben haben sollten, mini­ miert.

Die Getriebe zwischen Hauptwelle und stufenlos ein­ stellbarem Getriebe sind normalerweise statische Ge­ triebe, Schaltgetriebe und Getriebe mit Wechselrädern.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, daß Mittel zur automatischen Erfassung und Eingabe der Wickelgröße vorgesehen sind und daß der Rechner bei laufender Maschine Teil einer Steuervorrichtung für das Kupplungselement ist, dessen berechnete Sollposition sich in Abhängigkeit von den Änderungen der Wickelgröße ändert. Die Genauigkeit der Berechnung der Sollposition und die enge Verknüpfung zwischen dieser Sollposition und der Ausgangs-Drehzahl des stufenlos einstellbaren Getriebes erlaubt es, gute Arbeitsergebnisse auch ohne einen Sollwert-Istwert-Vergleich zu erzielen und ins­ besondere ohne eine Tastrolle auszukommen.

Eine weitere Alternative besteht darin, daß Mittel zur automatischen Erfassung und Eingabe einer die aktuelle Fadenlaufgeschwindigkeit kennzeichnenden Laufgröße vor­ gesehen sind und daß der Rechner bei laufender Maschine Teil einer Regelvorrichtung für das Kupplungselement ist, das in Abhängigkeit von der Regelabweichung der Fadenlaufgeschwindigkeit oder einer vergleichbaren Grö­ ße verstellbar ist. Hierbei wird der Rechner, der zur Bestimmung der Sollposition vor dem Start der Maschine dient, während des Betriebs ausgenutzt, um die Stellung des Kupplungselements durch einen Regelvorgang zu be­ stimmen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Antrieb eines Kettbaums, der von einer Maschinen-Hauptwelle über eine Getriebeanord­ nung mit vorgegebenem Übersetzungsverhältnis und ein stufenlos einstellbares Getriebe mit einem ver­ stellbaren, das Übersetzungsverhältnis bestimmenden Kupplungselement mitgenommen wird, wobei eine Stellvorrichtung das Kupplungselement im Sinne ei­ ner Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Fadenzu­ führung mittels eines als elektrischer Schrittmotor ausgebildeten Stellgliedes verstellt und die Stell­ vorrichtung einen Rechner aufweist

• 1. - mit einer Eingabevorrichtung zur Aufnahme von Daten der vorgegebenen Fadenzuführung,
• 2. - mit einem Rechenteil und
• 3. - mit einem Signalausgang, der ein als Schrittsi­ gnal ausgebildetes Positionssignal an das Stell­ glied abgibt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabevorrichtung (17) außerdem zur Aufnahme des vorgegebenen Über­ setzungsverhältnisses, von Daten des stufenlos ein­ stellbaren Getriebes (7), die die maximale Überset­ zung (i_max) und die minimale Übersetzung (i_min) sowie die zum Durchlaufen des so begrenzten Stellbereichs erforderliche maximale Schrittzahl (s_i) umfassen, und von Daten des Baums (3), einschließlich einer den aktuellen Wickelumfang (U_a) kennzeichnenden Wickelgröße (Windungszahl w_a), ausgelegt ist, daß der Rechenteil (18) aus den eingegebenen Werten die Sollposition (s_x) des Kupplungselements (8) berech­ net und daß Stellglied (11) und Kupplungselement (8) bei stillstehender Maschine im Rahmen einer Justier-Routine einen Referenzpunkt (34) anfahren und aus diesem durch das Positionssignal in die be­ rechnete Sollposition (s_x) verstellbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß Mittel (25) zur automatischen Erfassung und Eingabe der Wickelgröße (Windungszahl w_a) vor­ gesehen sind und daß der Rechner (16) bei laufender Maschine Teil einer Steuervorrichtung (28) für das Kupplungselement (8) ist, dessen berechnete Soll­ position (s_x) sich in Abhängigkeit von den Änderun­ gen der Wickelgröße ändert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß Mittel (30, 32) zur automatischen Erfas­ sung und Eingabe einer die aktuelle Fadenlaufge­ schwindigkeit kennzeichnenden Laufgröße vorgesehen sind und daß der Rechner (16) bei laufender Maschi­ ne Teil einer Regelvorrichtung (29) für das Kupp­ lungselement (8) ist, das in Abhängigkeit von der Regelabweichung der Fadenlaufgeschwindigkeit oder einer vergleichbaren Größe verstellbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Rechner (16) eine Ausmeß-Routine aufweist, mit der die maximale (i_max) und die minimale Übersetzung (i_min) sowie die maxi­ male Schrittzahl (s₁) automatisch ausgemessen und eingegeben werden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß als Daten des Baums (3) der Innenumfang (U₀), der Außenumfang (U₁), die ma­ ximale Windungszahl (w₁) und die aktuelle Windungs­ zahl (w_a) eingebbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen dem Baum (3) zugeordneter Sensor (25), der bei jeder Umdrehung einen Impuls abgibt, der die aktuelle Windungszahl (w_a) automatisch ändert.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Rechner (16) eine Vorschlags-Routine aufweist, die aufgrund der vor­ gegebenen Fadenzuführung (F) die erforderlichen Übersetzungsdaten (i₂, i₃) der Maschine und den da­ bei zulässigen Variationsbereich der Fadenzuführung errechnet und anzeigt.