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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen
der Operation einer Eintragbremse, die zweckmäßig ist zur Verwendung zwischen
einer fadenpräparierenden
Vorrichtung und einem Webstuhl, und die ein bewegliches Bremselement
umfasst, das zwischen einer Rastposition an einer Seite des Fadens und
einer bremsenden Position an der anderen Seite des Fadens beweglich
ist, wobei das Bremselement über eine
Welle mit einem elektrischen Antriebsmotor gekuppelt ist.
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Eine
Eintragbremse einer Art, auf welche sich das Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung bezieht, ist in der gegenwärtigen internationalen Patentanmeldung
WO 00/44970 des Anmelders offenbart. Diese bekannte Eintragbremse
wird verwendet zum Verzögern
des Fadens, der mit hoher Geschwindigkeit von einer fadenpräparierenden
Vorrichtung für
einen Webstuhl an sehr präzise
bestimmten Zeitpunkten abgewickelt wird. Das bewegliche Element
davon, welches gewöhnlich
die Gestalt eines langgestreckten Arms oder einer Gabel hat, der
bzw. die mit der Welle der elektrischen Antriebseinheit gekuppelt
ist, wird aus einer Rastposition an einer Seite des Fadens zu einer
bremsenden Position an der anderen Seite des Fadens bewegt. Es ist
essentiell, dass die Bremse ordnungsgemäß funktioniert, und um in der
Lage zu sein, dies zu verifizieren, hat die vorerwähnte internationale
Patentanmeldung WO 00/44970 bereits ein Verfahren vorgeschlagen,
bei welchem verifiziert wird, ob das Element innerhalb einer spezifischen
Zeitperiode einen spezifischen Hub ausgeführt hat.
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In
der Praxis hat es sich jedoch herausgestellt, dass unter extremen
Konditionen, beispielsweise wenn das sich bewegende Bremselement
gegen ein Hindernis anschlägt,
welches sich unvorhersehbar in den Bewegungsweg des Elementes bewegt,
ein Teil des Bremselementes wegbrechen kann. Das Bremselement wird in
diesem Fall nicht mehr länger
in Kontakt mit dem Faden sein, wobei als Resultat davon die bremsende
Aktion verloren geht und für
einige Zeit schlecht gewebtes Gewebe produziert werden kann. Es
existiert demzufolge ein Bedarf für ein Überwachungssystem, welches
das Auftreten eines solchen Defektes meldet. Das in der vorerwähnte internationalen
Patentanmeldung beschriebene Überwachungssystem
bietet diesbezüglich keine
Lösung
an, da es nur misst, ob das bewegliche Bremselement innerhalb einer
spezifizierten Zeitperiode einen spezifischen Abstand durchlaufen
hat, welche Tatsache im Fall eines gebrochenen Bremselementes auch
korrekt gemeldet wird.
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Es
ist demzufolge der Gegenstand der Erfindung, ein System anzugeben
zum Überwachen
der Operation der Eintragbremse eines Wegstuhls, in welchem ein
Signal generiert wird, welches anzeigt, ob die Bremse als solche
nach wie vor intakt ist oder nicht.
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Um
diesen Gegenstand zu erzielen, ist das Verfahren gemäß der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung der Welle und der
damit verbundenen Teile mit jedem Hub des Bremselementes bestimmt
wird, und dass ein Signal generiert wird, falls der gemessene Wert
höher ist
oder niedriger als ein spezifizierter Wert, was dann das Signal
anzeigt. Während
der normalen Operation der Bremse haben das Bremselement und die
damit verbundenen Teile der Antriebseinheit eine spezifische Masse,
welche mit einer spezifischen Beschleunigung bewegt wird, wenn in
dem Motor eine spezifische Spannung angelegt wird. Wenn jedoch festgestellt
wird, dass der Beschleunigungswert niedriger ist als ein spezifizierter
Minimumwert, dann zeigt dies tatsächlich an, dass die Bremse
nicht ordnungsgemäß operiert.
Falls andererseits festgestellt wird, dass der Beschleunigungswert
des Bremselementes und der damit verbundenen Teile höher ist
als ein spezifizierter Wert, dann bedeutet dies, dass die Beschleunigung
zu hoch ist, was normalerweise ein Zeichen dafür ist, dass die Masse des Bremselementes
abgenommen hat, und dass mit aller Wahrscheinlichkeit das Bremselement
einen Bruch erlitten hat, wegen dem nicht mehr länger ordnungsgemäß funktionieren
kann. Falls dies eintritt, dann wird der Webstuhl ein spezifisches
Signal generieren, welches entweder den Webstuhl anhält, oder
welches dem Benutzer meldet, dass etwas fehlerhaft ist, so dass
der Benutzer adäquate
Maßnahmen ergreifen
kann.
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In
einer anderen, vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
findet die Bestimmung der Beschleunigung statt durch Ermitteln des
Abstandes zwischen der Rastposition und der Position der Bremsbewegung
zu einem spezifischen Zeitpunkt, wie auch der Bestimmung des maximalen
Stroms oder des Durchschnittstroms, welcher auftritt während der
Bewegung zwischen der Rastposition und der Position zu dem besagten
spezifischen Zeitpunkt, wonach der Quotient aus dem zurückgelegten
Abstand und dem maximalen Strom bestimmt und ein Signal generiert
werden, falls ein spezifizierter Wert überschritten worden ist. Auf
diese Weise wird eine sehr gute Messung der Beschleunigung des sich
bewegenden Bremselementes erzielt, wie dies detaillierter nachstehend
unter Bezug auf die Zeichnung erläutert wird, und wird auch auf
diese Weise ein adäquates
Signal erhalten, mit welchem bestimmbar ist, ob die Bremse gerade
ordnungsgemäß funktioniert,
oder nicht.
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In
einer anderen vorteilhaften Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
liegt die vorerwähnte
Position zu dem besagten spezifischen Zeitpunkt in dem Pfad der
Bewegung des sich bewegenden Bremselementes vor der Position, an
welcher das Bremselement normalerweise mit dem Faden in Kontakt kommt.
Auf diese Weise wird vermieden, dass der Faden die Messung des Beschleunigungswertes
des sich bewegenden Bremselementes beeinflusst, und wird sichergestellt,
dass nur der Beschleunigungswert des Bremselementes selbst gemessen
wird, ohne dass der Faden darauf irgendeinen Einfluss hätte.
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Auf
diese Weise wird ein adäquates
und einfaches Verfahren erhalten, mit dem detektierbar ist, ob das Bremselement
ordnungsgemäß funktioniert,
oder nicht. Der gemessene Beschleunigungswert kann zu hoch sein,
woraus der Schluss gezogen werden kann, dass das Bremselement wahrscheinlich
gebrochen ist oder zumindest einen Teil seiner Masse verloren hat,
es kann der gemessene Beschleunigungswert jedoch auch zu niedrig
sein, was durch Verschmutzung und/oder Verschleiß hervorgerufen sein kann,
wobei eine Konsequenz davon sein kann, dass die Qualität des gewebten
Gewebes schlecht sein wird.
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Die
Erfindung wird nachstehend detaillierter anhand einer beispielsweisen
Ausführungsform
erklärt, wobei
auf die Zeichnung hingewiesen wird, in welcher:
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1 eine
schematische Vorderansicht eines Webstuhls ist;
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2 eine
perspektivische, schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Eintragbremse
ist; und
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3 schematisch
die Veränderung
der Position des beweglichen Elementes zeigt.
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In
einem Luftdüsen-Webstuhl
R wird ein Schussfaden 1 von einer Zuführtrommel 4 über eine
Eintragbremse 6 zu einem Hauptinjektor 7 geliefert.
Der Hauptinjektor 7 liefert den Faden 1 vorbei
an einer Schere 8 in das Webfach 3, das durch
die Kettfäden 2 gebildet
wird und eine Weite W hat. Hilfsblasrohre 9, die über magnetische
Ventile 10 an ein Druckluftrohr 11 angeschlossen
sind, assistieren beim Transport der Schussfäden durch das Webfach 3.
Nachdem die Endspitze des Schussfadens 1 das Webfach 3 verlassen
hat, tritt es in einen Trichter 12 eines Extraktors 13 ein,
wo sie abgeschnitten wird, wobei dann die zwei Fadenenden in Geweberand-Bearbeitungsvorrichtungen 14 eingelegt
werden, die an jeder Seite des Webfaches angeordnet sind. Die Zeichnung
zeigt ferner, dass das Druckluftrohr 11 über ein
Rohr 15 mit einem Druckluftgenerator 16 verbunden
ist, und dass eine Trommel 18 für das fertiggestellte Produkt
vorgesehen ist, und zwar zwischen Seitenwänden 17.
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Die
Eintragbremse 6 ist aufgebaut aus zwei fest angeordneten
Fadenführungen 20,
zwischen welchen ein bewegliches Bremselement 21 angeordnet
ist. Das bewegliche Bremselement 21 ist über einen
Hebel 22 mit einer antreibenden Vorrichtung 23 verbunden.
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Die
Eintragbremse 6 umfasst weiterhin einen Sensor 24 zum
Abtasten der momentanen Position des beweglichen Bremselementes 21.
Der Webstuhl enthält
weiterhin eine elektronische Steuervorrichtung 25, welche
eine Programmsektion 26 inkludiert, in welcher für das bewegliche
Bremselement 21 zumindest ein Zeit-Positions-Programm gespeichert
ist. Der Positionsdetektionssensor 24 überträgt über eine Leitung 27 kontinuierlich
die ermittelte Momentanposition des beweglichen Bremselementes 21 an
die elektronische Steuervorrichtung 25, welche Steuervorrichtung
die gegenwärtige
Position in der Programmsektion 26 mit der Sollposition
vergleicht, wonach, im Falle einer Differenz zwischen der ermittelten
gegenwärtigen
Position und der Sollposition, die elektronische Vorrichtung über eine
Leitung 28 die Beaufschlagung der antreibenden Vorrichtung 23 variiert,
und zwar auf eine Weise, gemäß der die
festgestellte Differenz zumindest substantiell eliminiert wird.
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Weiterhin
agiert an der Zuführtrommel 4 ein
Stoppelement 30, welches Stoppelement am Ende des Eintragvorgangs
gegen die Zuführtrommeloberfläche geschoben
wird, d.h., sobald das Spitzenende des Schussfadens das Ende des
Webfaches erreicht hat, so dass ein weiteres Abwickeln des Fadens
von der Zuführtrommel
gestoppt wird.
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Eine
Ausführungsform
einer Eintragbremse, welche in dem Webstuhl gemäß 1 verwendet
werden kann, wird in 2 gezeigt. Diese Figur zeigt
die Weise, mit welcher ein Hebel 21 in der Form einer Gabel zwischen
zwei fest angeordneten Fadenführungen 20 beweglich
ist. Der Hebel 21 inkludiert an seiner anderen Seite einen
Block 31, welcher an einer Welle 32 eines Magnetmotors 33 montiert
ist. Der Block 31 umfasst einen Magneten 34, welcher
mit einem Sensor 35 kooperiert. Obwohl zum Antreiben des
beweglichen Bremselementes 21 in dieser Ausführungsform
ein elektromagnetischer Motor verwendet wird, ist darauf hinzuweisen,
dass auch andere Typen elektrischer Motoren verwendet werden können.
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An
einer Seite des beweglichen Elementes 21 ist ein erster
hubbegrenzender Anschlag 41 angeordnet, und an der anderen
Seite davon ist ein zweiter Anschlag 42 vorgesehen. Der
Positionsdetektionssensor 35 ist weiterhin mit einer schematisch
angezeigten elektronischen Steuervorrichtung 25 verbunden,
welche die vorerwähnte
Programmsektion 26 für
das Zeit-Positions-Programm aufweist, wie auch einen Steuermodul 43 zum
Einstellen der Position des Positionsdetektionssensors 35,
und einen Funktionsverifizierungsmodul 44 zum Verifizieren
der korrekten Operation der Bremse. Diese Verifizierung umfasst
nicht das Detektieren einer möglichen
Veränderung
der Masse des Bremselementes, was jedoch im Falle eines Bruches
der Gabel 21 auftreten könnte. Erfindungsgemäß ist die
Funktion des Verifizierungsmoduls auf eine solche Weise erweitert
worden, dass der Modul nun auch den Beschleunigungswert des beweglichen
Bremselementes 21 misst, und ein Signal generiert wird,
falls der gemessene Beschleunigungswert höher als oder möglicherweise
niedriger als ein spezifizierter Wert ist, wobei das Signal anzeigt,
dass die Bremse nicht länger
ordnungsgemäß funktioniert.
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Die
Bestimmung eines Wertes, der für
die Beschleunigung des Bremselementes 21 repräsentativ
ist, findet wie folgt statt. Die Relation zwischen der Position
und der Beschleunigung des Bremselementes ergibt sich aus der Formel: h(t) = ∫∫a(t) (1)wobei:
- h
- die Position des Bremselementes
zu einem Zeitpunkt t ist,
- a
- die Beschleunigung
zum Zeitpunkt t ist.
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Diese
Formel kann in die nachfolgende Formel umgewandelt werden:
wobei:
- Km
- = eine Motorkonstante
ist,
- I(t)
- = der Strom zum Zeitpunkt
t ist,
- J
- = das Massenträgheitsmoment
des sich bewegenden Bremselementes und der Teile des antreibenden Systems
ist, die sich damit bewegen.
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Aus
dieser Formel ergibt sich:
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Aus
Vorstehendem ergibt sich, dass zwischen dem zwischen der Rastposition
und der Position bei t3 des Bremselementes
zurückgelegten
Abstand h und dem maximalen Strom während der Periode von t0 bis t3 eine Beziehung
vorliegt. Es ist angenommen worden, dass zwischen dem maximalen
Strom und einem Durchschnitt über
diese Periode ein spezielles Verhältnis vorliegt. Diese Annahme
ist sinnvoll, falls der Strom einen konstanten Trend hat, was allgemein
dann der Fall ist, wenn das Bremselement so angetrieben wird, dass auch
seine Bewegung denselben Trend zeigt.
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Die
Bewegung des Bremselementes 21 beginnt in dessen Rastposition
P0 zum Zeitpunkt t0 und
dauert bis zu dessen bremsender Position P2 zum
Zeitpunkt t2. Die Fadenposition ist durch
eine gestrichelte Linie G angezeigt. Falls das Massenträgheitsmoment
des Bremselementes hoch ist, d.h., normal ist, wird das Bremselement
zwischen P0 und P2 der
Linie 50 folgen, was bedeutet, dass seine Position zum
Zeitpunkt t3 am Punkt P3 liegen
wird. Falls, in einer extremen Situation, aus irgendeinem Grund
ein Teil des Arms 21 abgebrochen ist, wird das Massenträgheitsmoment
des Arms erheblich abgenommen haben. Dieses kleinere Massenträgheitsmoment
wird bewirken, dass das Bremselement dem Pfad folgt, der durch die
gestrichelte Linie 51 angezeigt ist, und zwar bei seiner
Bewegung vom Punkt P0 (Rastposition) zum
Punkt P2 (bremsende Position), und wird
konsequenterweise die Position des Bremselementes zum Zeitpunkt
t3 in diesem Fall P3' sein.
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Daraus
lässt sich
ableiten, dass der Abstand zwischen h0 und
h3 kleiner ist als der Abstand zwischen h0 und h3', was bedeutet, dass
der Quotient aus den besagten Abständen und dem maximalen Strom
Imax wie in dem Bereich zwischen t0 und t1 auftretend,
größer geworden
ist, und falls dieser Quotient einen spezifizierten Wert überschreitet,
der Modul 44 ein spezifisches Signal erzeugen wird, welches
entweder den Webstuhl anhält,
oder den Weber warnt, dass etwas falsch ist, so dass der Weber eine
adäquate
Aktion unternehmen kann. Aus dem Diagramm ist zu entnehmen, dass
der Bereich, über
welchen eine solche Messung stattfindet, vor dem Punkt liegt, an
welchem das Bremselement den Faden G erreicht hat. Dies bedeutet,
dass die Messung nicht durch die Kraft beeinflusst wird, welche
der Faden auf das Bremselement ausübt.
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Auf
diese Weise ist es möglich
geworden, eine zuverlässige
Anzeige des Beschleunigungswertes des beweglichen Bremselementes
zu erhalten, und demzufolge zu dessen Massenträgheit, ohne dass das Hinzufügen von
Komponenten zu dem Webstuhl erforderlich ist. Falls der Beschleunigungswert
zu hoch ansteigen sollte, dann bedeutet dies, dass das Massenträgheitsmoment
bis zu einem solchen Ausmaß abgenommen hat,
dass der Schluss gezogen werden muss, dass das Bremselement gebrochen
ist, oder dass sonst etwas falsch ist. Auch die Detektion eines
Beschleunigungswertes, der niedriger ist als ein spezifizierter
Wert, kann ein Hinweis darauf sein, dass das Bremselement nicht
ordnungsgemäß funktioniert.
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Vorstehend
ist der Maximalwert des Stroms (Imax) als
die Regelgröße verwendet
worden. Es ist jedoch auch möglich,
einen Durchschnittswert des Stroms (Iavg)
zu verwenden, um die gleiche Operation und dieselben Vorteile zu
erhalten.
