EP1480904B1

EP1480904B1 - Vorrichtung zum erfassen und/oder einstellen einer zugkraft in einem faden

Info

Publication number: EP1480904B1
Application number: EP03706548A
Authority: EP
Inventors: Jozef Peeters; Peter Deruytter
Original assignee: Picanol NV
Current assignee: Picanol NV
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: CN1639041A; DE10210911A1; ATE338720T1; AU2003208742A1; WO2003074404A1; CN1288059C; US20050150564A1; US7243872B2; EP1480904A1; DE50304948D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen und / oder Einstellen einer Zugkraft in einem Faden, die Umlenkelemente für den Faden aufweist, von welchen eines mittels eines Schwenkarms gehalten ist, dem eine Einrichtung zum Erfassen und / oder Einstellen seiner Bewegung und / oder seiner Position und/oder seines ausgeübten Drehmoments und/oder seiner ausgeübten Haltekraft zugeordnet ist und dessen Schwenkachse wenigstens annähernd mit der Umlenkstelle eines der benachbarten Umlenkelemente zusammenfällt.
Es ist bekannt (DE 2 535 209 A1), ein mittleres Umlenkelement mittels eines Schwenkarms beweglich zu halten, der in der Verbindungsebene zwischen zwei weiteren Umlenkelementen gelagert ist. Der Schwenkarm wird mittels eines elektromotorischen Antriebs in einer vorgewählten Umlenkposition gehalten. Die hierfür notwendige Stromstärke ist ein Signal, das für die Fadenspannung oder Fadenzugkraft repräsentativ ist.
Es ist auch bekannt (DE 2 553 859 A1), zwischen zwei stationären Umlenkelementen zwei gegensinnig bewegliche Umlenkelemente auf einem gemeinsamen zweiarmigen Schwenkhebel anzuordnen, der in der die beiden stationären Umlenkelemente verbindenden Ebene gelagert ist. Dem zweiarmigen Hebel ist ein elektromotorischer Antrieb zugeordnet. Die zum Verschwenken benötigte Kraft, die durch Messen der elektrischen Leistung ermittelt wird, ist repräsentativ für die Fadenspannung oder Fadenzugkraft.
Es ist weiter bekannt (GB 2,125,072 A) einen ein mittleres Umlenkelement haltenden elektromagnetischen Antrieb mit einer konstanten Antriebskraft zu belasten. Die Auslenkung des Armes, die mittels einer optischen Einrichtung erfasst wird, ist ein Maß für die Fadenzugkraft oder Fadenspannung.
Es ist weiter bekannt (US 4,010,915) mittels zwischen zwei stationären Umlenkelementen angeordneten, gegensinnig verschwenkbaren Umlenkelementen eine Fadenbremse zu schaffen. Diese Fadenbremse wird so geregelt, dass die Spannung des Fadens vor der Fadenbremse im wesentlichen konstant bleibt. Hierzu ist der Fadenbremse ein Spannungsfühler vorgeschaltet.
Es ist auch bekannt (US 5,462,094) eine Fadenbremse aus zwei stationären Umlenkelementen und einem dazwischen angeordneten beweglichen Umlenkelement in einem Eintragssystem für Schussfäden einer Webmaschine vorzusehen. Die Fadenbremse ist zwischen einem Vorspulgerät und einer die Schussfäden in ein Webfach eintragenden Einrichtung angeordnet. Das mittlere Umlenkelement ist quer zur Laufrichtung des Fadens beweglich. Die Stärke der Bremswirkung, die von der Auslenkung durch das mittlere Umlenkelement abhängig ist, wird mittels eines Spannungsfühlers gemessen und geregelt.
Es ist weiter eine Fadenbremse für ein Eintragssystem einer Webmaschine bekannt (WO 00/44970), die zwischen einem Vorspulgerät und einer Hauptblasdüse einer Luftwebmaschine angeordnet ist. Die Fadenbremse besteht aus zwei stationären Umlenkelementen und einem mittleren, beweglich gehaltenen Umlenkelement. Die Position des beweglichen Umlenkelementes wird gemäß einem Programm verändert. Hierzu wird die Position des mittleren Umlenkelementes erfasst, mit einer nach dem Programm gewählten Soll-Position verglichen. Im Falle von Abweichungen zwischen der augenblicklichen Position und der gewünschten Soll-Position wird die Stromzufuhr zu einem das mittlere Element verstellenden elektromotorischen Antrieb so verändert, dass die Abweichung zwischen dem Ist-Wert und dem Soll-Wert weitgehend eliminiert wird.
Bei all diesen Vorrichtungen ist die Fadenzugkraft in dem Fadenabschnitt nach dem mittleren Umlenkelement um den Einfluss der Reibung zwischen Faden und Umlenkelement größer als die Fadenzugkraft in dem Abschnitt vor dem mittleren Umlenkelement. Die Kraft, mit der das Haltemittel das mittlere Umlenkelement hält oder abstützt ist somit von dem Reibungsbeiwert zwischen dem jeweiligen Material des Fadens und dem Umlenkelement abhängig. Da in den meisten Fällen dieser Reibungsbeiwert nicht bekannt ist, ist auf diese Weise eine korrekte Aussage über die Fadenspannung oder die Fadenzugkraft nicht möglich. Dies gilt insbesondere bei hohen Fadengeschwindigkeiten, da wahrscheinlich davon ausgegangen werden muss, dass der Reibungsbeiwert zwischen Faden und Umlenkelement von der Fadengeschwindigkeit nicht unabhängig ist.
Aus der GB 730035 A ist eine Vorrichtung zum Messen der Fadenspannung bekannt. Diese Vorrichtung weist einen Schwenkarm auf, der im Bereich seiner Schwenkachse mit einem Umlenkelement und in Abstand dazu mit einem weiteren Umlenkelement verbunden ist. Der Schwenkarm wird aufgrund der Fadenzugkraft gegen die Wirkung einer Feder verschwenkt. Die Größe der Fadenzugkraft lässt sich aus dem Schwenkwinkel des Schwenkarms bestimmen, ohne dass die Reibung zwischen Faden und Umlenkelementen berücksichtigt werden muss. Dem als Zeiger gestalteten Ende des Schwenkarms ist eine Skala zugeordnet, an der das aufgebrachte Moment sowie die Position, seine Bewegung und auch seine Haltekraft ablesbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die ermittelte Fadenzugkraft ebenfalls nur von geometrischen Größen abhängig ist und nicht von dem Reibungsbeiwert zwischen Faden und Umlenkelement und bei dem die Fadenzugkraft elektrisch bestimmt werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Schwenkarm mit einer elektromotorischen Antriebseinheit verbunden ist, an die eine Einrichtung zum Erfassen der momentanen Bewegung und / oder der augenblicklichen Position und / oder des momentan ausgeübten Drehmoments und / oder der momentan ausgeübten Haltekraft angeschlossen ist.
Da bei der erfindungsgemäßen Ausbildung die Bewegung und die Position des Umlenkelements und des zugehörigen Schwenkarms nur von der Zugkraft in einem Fadenabschnitt abhängig sind, ist das aus der Bewegung und / oder der Position und / oder Drehmoment und / oder Haltekraft der elektrischen Antriebseinheit abgeleitete Signal direkt der tatsächlichen Fadenzugkraft proportional, ohne dass eine Berechnung mit Hilfe des Reibungsbeiwertes erfolgen muss. Die Fadenzugkraft zwischen dem Umlenkelement am Ende des Schwenkarms und dem Umlenkelement im Bereich der Schwenkachse verläuft im Wesentlichen in Längsrichtung des Schwenkarms, so dass diese Fadenzugkraft kein Drehmoment auf den Schwenkarm ausübt. Das auf den Schwenkarm ausgeübte Drehmoment ist somit abhängig von der Fadenzugkraft in dem anderen Fadenabschnitt. Das erhaltene Signal repräsentiert somit unmittelbar eine Fadenzugkraft, die nicht noch mit Hilfe eines Reibungsbeiwertes berechnet werden muss. In der Praxis wird es häufig nicht möglich sein, dass erreicht wird, dass die Schwenkachse und die Umlenkstelle des vor- oder nachgeschalteten Umlenkelementes exakt zusammenfallen. Kleinere Abweichungen sind jedoch weitgehend unbedeutend, da kein nennenswerter Hebelarm entsteht, so dass ein auf diese Weise entstehendes Drehmoment in der Regel vernachlässigbar klein sein wird.
In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die Schwenkachse des Schwenkarms wenigstens annähernd mit der Umlenkstelle des Umlenkelements zusammenfällt, das in Fadenlaufrichtung vor dem beweglich gehaltenen Umlenkelement liegt. Dabei wird in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass das dem beweglich gehaltenen Umlenkelement in Fadenlaufrichtung nachfolgende Umlenkelement in einem Abstand angeordnet ist, der größer als der Abstand zwischen dem beweglich gehaltenen Umlenkelement und dem in Fadenlaufrichtung vorrausgegehenden Umlenkelement beträgt. Je größer der Abstand zwischen dem beweglichen und dem nachfolgenden Umlenkelement ist, um so geringer wird der Unterschied zwischen der gemessenen Fadenzugkraft und der Fadenzugkraft nach dem stationären stromaufwärts befindlichen Umlenkelement sein.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die Vorrichtung innerhalb eines Eintragssystems für Schussfäden einer Webmaschine angeordnet ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Vorrichtung als Fadenbremse für ein Schusseintragssystem einer Webmaschine gestaltet ist.
Eine derartige Vorrichtung kann auch eine weitere Funktion dadurch erfüllen, dass sie als Einrichtung zum Zurückziehen des Schussfadens einer Blasdüse einer Luftwebmaschine gestaltet ist. Hierzu kann der Schwenkarm mittels seines elektromotorischen Antriebs in eine entsprechende Position gebracht werden, wenn der Webvorgang unterbrochen wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele.

Fig. 1: zeigt eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 und Fig. 3: Prinzipdarstellungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die nur in einem Teilbereich ihres gesamten Verstellbereiches eine von einem Reibungsbeiwert unabhängige Erfassung der Fadenzugkraft gestattet,
Fig. 4: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die eine Zusatzfunktion als Fadenklemme erfüllt,
Fig. 5: eine schematische Darstellung eines Eintragssystems für Schussfäden von Luftdüsenwebmaschinen mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 6: eine Ansicht einer praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 läuft ein Faden 10 durch ein als Fadenöse ausgebildetes erstes Fadenumlenkelement 11, durch ein ebenfalls als Fadenöse ausgebildetes zweites Umlenkelement 12 und durch ein drittes Umlenkelement 13, das ebenfalls als Fadenöse ausgebildet ist. Das erste Umlenkelement 11 und das dritte Umlenkelement 13 sind in einem Abstand L stationär angeordnet. Das dazwischen befindliche Umlenkelement 12 ist mittels eines Schwenkarmes 14 beweglich gehalten. Der Schwenkarm 14, der eine Länge r aufweist, ist um eine Schwenkachse 15 verschwenkbar, die wenigstens annähernd mit der von dem ersten Umlenkelement 11 gebildeten Umlenkstelle für den Faden 10 zusammenfällt. Die Schwenkachse 15 ist mit einem elektromotorischen Antrieb 16 verbunden.
An jedem der aufeinanderfolgenden nicht-rotierenden Umlenkelemente wird die Fadenzugkraft erhöht. Der Faden 10 kommt mit der Fadenzugkraft aus F₄ zum ersten Umlenkelement, an welchem die Fadenzugkraft auf den Wert F₃ erhöht wird. Diese Fadenzugkraft F₃ wird aufgrund der Reibung an dem Umlenkelement 12 auf die Fadenzugkraft F₂ erhöht, die ihrerseits an dem Umlenkelement 13 auf die Fadenzugkraft F₁ erhöht wird, mit welcher der Faden 10 die Vorrichtung verlässt. Die Erhöhung der Fadenzugkraft erfolgt an jeder Umlenkstelle um den Faktor e^µ.α.
Dabei bedeutet e die Basis des natürlichen Logarithmus, µ den Reibungsbeiwert zwischen Faden und Umlenkelement 11, 12, 13 und α den Umschlingungswinkel zwischen Faden und Umlenkelement.
Auf das Umlenkelement 12 wirken die Fadenzugkräfte F₃ und F₂. Da der Schwenkarm 14, der das Umlenkelement 12 hält, so gelagert ist, dass seine Schwenkachse 15 wenigstens annähernd mit der Umlenkstelle des Umlenkelementes 11 zusammenfällt, verläuft die Fadenzugkraft F₃ im wesentlichen in Längsrichtung des Schwenkarms 14 und damit annährend lotrecht zur Schwenkachse 15. Diese Fadenzugkraft F₃ verursacht somit kein Drehmoment auf den Schwenkarm 14, d.h. kein praktisch in Gewischt fallendes Drehmoment. Das auf den Schwenkarm 14 einwirkende Drehmoment wird daher ausschließlich von der Fadenzugkraft F₂ bestimmt.
Das von der Fadenzugkraft F₂ verursachte Drehmoment M_dr wird von der Komponente der Fadenzugkraft F₂ bewirkt, die lotrecht zu dem Schwenkarm 14 durch das Umlenkelement 12 verläuft. Damit errechnet sich dieses Drehmoment nach folgender Formel: $M_{d r} = r \cdot F_{2} \cdot \cos β .$
Dabei bedeutet r die Länge des Schwenkarmes 3 und β den Winkel zwischen der Richtung der Fadenzugkraft F₂ und dem rechten Winkel zu dem Schwenkarm 14.
Der Winkel β lässt sich auch durch einen Winkel γ ausdrücken, d.h. durch den Winkel γ zwischen dem Schwenkarm 14 und der Verbindungsebene zwischen den beiden Umlenkelementen 11 und 13. Dieser Winkel γ ist durch einen in den elektromotorischen Antrieb 16 integrierten Winkelgeber erfassbar, beispielsweise durch eine in diesen Antrieb 16 integrierte Encoderscheibe. Somit kann der Wert cos β wie folgt errechnet werden: $\cos β = \frac{\sin γ}{\sqrt{[1 - 2 \cdot \frac{r}{L} \cdot \cos γ + {(\frac{r}{L})}^{2}]}}$
Daraus ergibt sich für die Fadenzugkraft F₂ folgende Formel: $F_{2} = \frac{M_{d r}}{r} \cdot \frac{\sqrt{[1 - 2 \cdot \frac{r}{L} \cdot \cos γ + {(\frac{r}{L})}^{2}]}}{\sin γ}$
Wenn der Abstand L eine Mehrfaches des Länge r des Schwenkarmes 14 ist, so vereinfacht sich die Formel auf $F_{2} = M_{d r} / r \cdot \sin γ$
Wesentlich ist, dass die so ermittelte Fadenzugkraft F₂ nur von geometrischen Größen abhängig ist und nicht von dem Reibungsbeiwert zwischen dem Faden 10 dem Umlenkelement 12. Aus dem an dem elektromotorischen Antrieb 16 messbaren oder erfassbaren Motordrehmoment kann die Fadenzugkraft bestimmt werden.
Wenn mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Fadenzugkraft F₂ gemessen werden soll, so kann mittels des elektromotorischen Antriebs 16 das mittlere Umlenkelement 12 in eine vorgegebene ausgelenkte Stellung gebracht werden. Die Leistungsaufnahme des elektromotorischen Antriebs 16, die benötigt wird, um das Umlenkelement 12 in dieser Position zu halten, ist repräsentativ für das Drehmoment M_dr und damit auch für die Fadenzugkraft F₂.
Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise als eine zu einem bestimmten Zeitpunkt einschaltbare Fadenbremse eingesetzt werden soll, deren Bremswirkung über die Fadenzugkraft F₂ erfasst werden soll, so kann dies beispielsweise auch über die Leistungsaufnahme des elektromotorischen Antriebs 16 erfolgen. In diesem Fall wird mittels Versuchen ermittelt, welche Stromaufnahme für den elektromotorischen Antrieb erforderlich ist, um den Schwenkarm 14 mit dem Umlenkelement 12 einschließlich des Motorrotors in eine Vielzahl von aufeinanderfolgende Winkelpositionen zu bringen. Diese gespeicherten Werte können dann mit der Stromaufnahme verglichen werden, die erforderlich ist, um mit der gleichen Geschwindigkeit die gleichen Winkelpositionen gegen die Wirkung der Fadenzugkraft F₂ zu erreichen. Damit kann auch der Verlauf der Fadenzugkraft beim Bremsen erfasst werden. Der elektromotorischen Antrieb kann beispielsweise aus einem Stellmotor bestehen. Es ist jedoch auch möglich, proportionale Drehmagneten einzusetzen, die eine einfache, lineare Beziehung zwischen Drehmoment und Stromaufnahme unabhängig von der Position des Motors haben. Auch anders ausgebildete Antriebe sind einsetzbar, bei welchen das ausgeübte Drehmoment erfassbar oder bestimmbar ist. Das Drehmoment kann auch mittels einer geeigneten Messvorrichtung beispielsweise an der Motorwelle gemessen werden.
Wenn der Schwenkarm 14 beschleunigt wird, so entspricht das messbare oder bestimmbare Drehmoment M_dr dem ausgeübten Motordrehmoment M_motor abzüglich des Massenträgheitsdrehmomentes von Schwenkarm 14 und elektromotorischem Antrieb 16. Die Massenträgheit J kann vorab ermittelt werden und ist dann bekannt. Das Massenträgheitsdrehmoment ist das Produkt aus Massenträgheit J und der Beschleunigung b. Die Beschleunigung ist über den Bewegungsablauf des elektromotorischen Antriebs 16 erfassbar. Da das Drehmoment M_dr ständig mittels Erfassen des Motordrehmoments M_motor und der momentanen Beschleunigung b bestimmt werden kann, kann auch die Fadenzugkraft ständig bestimmt werden. $M_{d r} = M_{motor} - J \cdot b$
Wenn der Schwenkarm 14 still steht, ist das Drehmoment M_dr gleich dem Motordrehmoment M_motor. Wenn die Vorrichtung an einer Webmaschine z.B. als Fadenbremse eingesetzt wird, so kann vorgesehen werden, dass der Schwenkarm 14 für eine (kurze) Zeitspanne still steht, beispielsweise in seiner Endposition. In dieser Position kann dann die Zugkraft im Faden einfach erfasst werden. In anderen Positionen, durch die sich der Schwenkarm hindurchbewegt, muss die Größe der Beschleunigung b ermittelt werden.
Mittels der Vorrichtung können auch Funktionskontrollen durchgeführt werden, beispielsweise kann festgestellt werden, wenn kein Faden vorhanden ist. Eine zu große Beschleunigung oder eine zu große Ausdehnung oder ein fehlendes Drehmoment im ausgelenkten Zustand können einen Fadenbruch andeuten.
Um die Winkelposition und die Beschleunigung des elektromotorischen Antriebs 16 mit dem Schwenkarm 14 und dem Umlenkelement 12 zu bestimmen, können verschiedene Verfahren und Messeinrichtungen eingesetzt werden. Beispielsweise ist es möglich, Inkremental-Winkelgeber einzusetzen. Es ist aber auch möglich einen Winkelgeschwindigkeitsgeber zu verwenden. Beispielsweise kann die in eine stationäre Spule mittels eines bewegten Magnetfeldes induzierte elektrische Spannung ausgewertet werden, die proportional zu der Geschwindigkeit dieses Magnetfeldes ist. Wenn ein Permanentmagnet mit der Achse des elektromotorischen Antriebs 16 verbunden wird, kann eine in eine stationäre Spule die induzierte Spannung erfasst werden. Die induzierte Spannung muss dann nur noch mit der Drehgeschwindigkeit geeicht werden. Die Winkelposition kann dann über eine Integration der Geschwindigkeit erhalten werden, was durch numerische oder digitale Signalverarbeitung erfolgen kann. Dabei kann ein Anschlag verwendet werden, der beispielsweise in der gemeinsamen Ebene der stationären Umlenkelemente 11, 13 liegt und der jeweils vor einem Bremsvorgang die Erfassungseinrichtung auf Null setzt.
Darüber hinaus können auch andere Arten von Winkelgeschwindigkeitsgebern verwendet werden. Ebenso ist es möglich, Winkelbeschleunigungsgeber einzusetzen, die bereits die Beschleunigung als Ausgangssignal liefern. Es ist auch möglich, fühlerlose Techniken zur Motorsteuerung einzusetzen, d.h. ganz auf einen Positionsgeber zu verzichten. Sobald ein Motor beginnt zu drehen, wird eine umgekehrte Spannung in die Statorspulen induziert. Diese umgekehrte, induzierte Spannung, die zur Geschwindigkeit in Relation steht, kann gemessen werden. Wenn diese Position bekannt ist, kann die Position berechnet werden und als Rückkopplungssignal für die Motorsteuerung benutzt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3 ist ein weiteres Umlenkelement 17 vorgesehen, dem zum Bremsen der Faden 10 zugestellt werden kann, wenn der Bremsarm 14 mit dem Umlenkelement 12 über die Verbindungsebene zwischen den Umlenkelementen 11 und 13 hinaus (in der Zeichnung) nach unten bewegt wird. Nach einem gewissen Schwenkwinkel legt sich dann der Faden an das Umlenkelement 17 an, so dass aufgrund der Reibung an diesem Umlenkelement 17 die Bremswirkung wesentlich erhöht wird. Das zum Erreichen in Fig. 2 dargestellten Position und zum Halten dieser Position erforderliche Drehmoment ist jedoch nicht mehr nur von geometrischen Größen abhängig, wenn der Faden das Umlenkelement 17 umschlingt. Vielmehr kommt dann eine Abhängigkeit von dem Reibungsbeiwert zwischen Faden und Umlenkelement 12 hinzu.
In der Praxis kann es vorteilhaft sein, die Bewegung des Schwenkarmes 14 in eine oder beide Richtungen durch gegebenenfalls auch versetzbare Anschläge zu begrenzen.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist es auch möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung als eine Fadenklemme zu verwenden, wenn beispielsweise der zulaufende Faden 10 spannungslos wird. Wenn der auf der Seite des Umlenkelementes 11 zulaufende Faden spannungslos wird, so bewegt der elektromotorische Antrieb 16 den Schwenkarm 14 soweit, bis sein Umlenkelement 12' gegen einen Anschlag 18 anläuft und dabei den Faden 10 klemmt.
Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nicht von der Laufrichtung des Fadens abhängig. Wenn beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die Laufrichtung des Faden 10 umgekehrt würde (oder wenn die Schwenkachse 15 des Schwenkarms so in den Bereich des Umlenkelementes 13 gelegt würde, das er mit dessen Umlenkstelle zusammenfällt) würde in gleicher Weise nur die Fadenzugkraft in einem Fadenabschnitt zwischen dem beweglich gehaltenen Umlenkelement 12 und dem stationären Umlenkelement 11 oder 13 ein Drehmoment bewirken.
In Fig. 5 ist schematisch dargestellt, wie eine erfindungsgemäße Vorrichtung als Fadenbremse in ein Schusseintragssystem einer Luftdüsenwebmaschine eingebaut ist. Der einzutragende Schussfaden wird von einer Spule 20 abgezogen und in Windungen auf einem Vorspulgerät 21 abgelegt. Um nach Aufbrauchen der Spule 20 ohne Unterbrechung weiter weben zu können, ist das Ende des Schussfaden dieser Spule 20 mit dem Anfang einer Vorratsspule 22 verbunden. Nach Aufbrauchen der Spule 20 wird das Eintragen von Schussfäden von der Spule 22 fortgesetzt, deren Fadenende dann mit einer neu aufzusteckenden weiteren Spule verbunden wird. Der Schussfaden 19 läuft von dem Vorspulgerät 21 durch die erfindungsgemäße, als Fadenbremse dienende Vorrichtung 23 zu einer Hauptblasdüse 24, die an eine Druckluftzufuhr angeschlossen ist, wie das mit einem Pfeil angedeutet ist. Üblicherweise sind zwei derartige Hauptblasdüsen 24 hintereinander geschaltet, die auf der Eintragsseite der Webmaschine angeordnet sind. Beim Eintragen wird der Schussfaden 19 in einem Schusseintragskanal 25 eines Webblattes geführt. Der Transport des Schussfadens in dem Schusseintragskanal 25 des Webblattes 26 wird durch mehrere Stafettendüsen 27 unterstützt, die in regelmäßigen Abständen über das Webblatt 26 verteilt angeordnet sind. Der an dem der oder den Hauptblasdüsen 24 gegenüberliegenden Ende des Webblattes 26 ankommende Schussfaden wird mittels einer Saugdüse 28 aufgefangen. Das Webblatt 26 ist noch ein Schussfadenwächter 29 eingebaut, der die Ankunft des Schussfadens 19 überwacht.
Der Schussfaden 19 wird an dem Vorspulgerät 21 durch Lösen eines Stiftes 30 freigegeben. Mittels eines Detektors 31 wird die Anzahl der beim Eintragen des Schussfadens 19 von der Trommel des Vorspulgerätes 21 abgezogenen Windungen gezählt. Wenn die vorgewählte Anzahl von Windungen abgezogen worden ist, wird ein Signal gegeben, mittels dessen die als Fadenbremse dienende Vorrichtung 23 betätigt wird. Zu Beginn des Schusseintrags wird der Schussfaden 19 weder von der Vorrichtung 23 noch von einem Spannungsfühler ausgelenkt. Der elektromotorische Antrieb 16 verschwenkt den Schwenkarm 14, der im Bereich der Umlenkstelle des Umlenkelementes 11 gelagert ist. Der Schussfaden wird dadurch ausgelenkt und gebremst. Die Bremswirkung kann mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingestellt und gegebenenfalls auch geregelt werden. Bei einer einfachen Lösung wird die maximale Bremskraft eingestellt oder geregelt oder beschränkt. Hierzu wird die maximale Bremskraft in der beschriebenen Weise über die Zugkraft in dem Fadenabschnitt nach dem beweglichen Umlenkelement 13 gemessen und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen. Die Bremswirkung kann derart geregelt werden, dass eine vorgegebene Fadenzugkraft nicht überschritten wird. Wenn die Fadenzugkraft zu groß wird, wird dann die Bremsung verringert, d.h. die Auslenkung reduziert, um Fadenbrüche zu vermeiden. Um die Fadenzugkraft zu verändern, beispielsweise zu reduzieren, kann zustäzlich zur oder anstelle der Änderung der Auslenkung auch eine andere auf den Faden einwirkende Größe, beispielsweise die Menge und/oder der Druck der aus der Hauptblasdüse geblasenen Druckluft verändert werden. Das kann beispielsweise beim Einstellen einer Maschine, insbesondere einer Luftdüsenwebmaschine, auch manuell durchgeführt werden. Bei einer abgewandelten Ausführungsform wird bei einer Abweichung zwischen der gemessenen Bremskraft und dem Sollwert dann die Auslenkung des Schwenkarms 14 mit dem Umlenkelement 13 so verändert, dass eine Übereinstimmung der gemessenen Fadenzugkraft mit der vorgegebenen Soll-Fadenzugkraft erhalten wird. In entsprechender Weise kann auch der Verlauf der Bremswirkung geregelt werden. In diesem Fall wird in der beschriebenen Weise der Verlauf der Fadenzugkraft in dem Fadenabschnitt nach dem beweglichen Umlenkelement 13 erfasst und mit einem vorgegebenen Verlauf der Fadenzugkraft verglichen. Bei Abweichungen zwischen gemessenem lstwert und vorgegebenem Sollwert wird die Bewegung des Schwenkarms mit dem Umlenkelement 13, insbesondere der Weg und/ oder die Geschwindigkeit der Bewegung und/oder das von dem elektromotorischen Antrieb 16 ausgeübte Drehmoment so geändert, dass der Unterschied zwischen gemessenem Ist-wert und Sollwert möglichst aufgehoben wird. Des weiteren kann auch die Menge oder der Druck der Blasluft geändert werden, die aus der Hauptblasdüse ausgeblasen wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist vorgesehen, dass als drittes Umlenkelement 13 der Einlauf in die Hauptblasdüse 24 dient, so dass ein sehr großer Abstand zwischen dem stationären Umlenkelement 11 der Vorrichtung 23 und dem als Umlenkelement 13 dienenden Einlauf zur Hauptblasdüse 24 besteht. Damit ist diese Länge oder dieser Abstand im Verhältnis zur Länge des Schwenkarmes 14 sehr groß, so dass sich die Fadenzugkraft nach der vorstehend angegebenen vereinfachten Formel errechnet. Darüber hinaus ist diese Fadenzugkraft dann nicht wesentlich von der im nachfolgenden Abschnitt des Schussfadens 19 vorhandenen Fadenzugkraft verschieden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 5 hat darüber hinaus noch die Funktion, bei einem Unterbrechen des Webvorgangs oder während des Eintragens von Schussfäden mittels einer oder mehreren weiteren Hauptblasdüsen oder nach Beenden des Schusseintrags den Schussfaden aus dem Blasbereich der Hauptblasdüse 24 zurückzuziehen. Hierzu wird dann das Umlenkelement 12 der Vorrichtung 23 mit dem Schwenkarm soweit in Richtung des Pfeiles 32 verschwenkt, dass der Anfang des Schussfadens 19 aus dem Blasbereich der Hauptblasdüse 14 zurückgezogen wird. Der Schussfaden bleibt dann mittels der Ansaugwirkung der Hauptblasdüse 24 gespannt, ohne dass jedoch sein Anfang einem starken Blasluftstrom ausgesetzt ist, der zu einer Beschädigung des Schussfadens 19 führen könnte.
In Fig. 6 ist eine Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 23 dargestellt, die mit einem auf dem Vorspulgerät 21 anbringbaren Ballonbegrenzer 33 kombiniert ist. Ein Halteelement 34 ist an dem Ende des Ballonbegrenzers 33 mittels einer Klemmhalterung 35 befestigt. In dem im wesentlichen winkelförmigen Halter ist eine Öse 36 vorgesehen, die das erste Umlenkelement 11 bildet. In relativ großem Abstand zu dieser als erstes Umlenkelement dienenden Öse 36 ist eine weitere Öse 37 angeordnet, die als zweites stationäres Umlenkelement 13 dient. Eine dritte Führungsöse 38 ist auf einem Schwenkarm 14 angeordnet, der so gelagert ist, dass seine Schwenkachse mit der von der Öse 36 gebildeten Umlenkstelle für den Schussfaden zusammenfällt. Die Schwenkachse des Hebels 14 ist gleichzeitig die Rotorachse eines elektromotorischen Antriebs 16, der ebenfalls an dem winkelförmigen Halter 34 angebracht ist. Die Bewegung des Schwenkarms 14 wird mittels Anschlägen 39 und 40 begrenzt.
Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen dienen als Umlenkelemente 11, 12, 13 jeweils Ösen. Anstelle dieser Ösen können jedoch auch als Umlenkelemente Stangen oder Rollen vorgesehen werden. Das Umlenkelement 11, dessen Umlenkstelle mit der Schwenkachse 15 zusammenfallen soll, kann auf der Schwenkachse angeordnet werden. Dadurch wird allerdings das Trägheitsmoment des elektromotorischen Antriebs 16 erhöht.
Wenn eine erhöhte Fadenbremswirkung erreicht werden soll, so können auf dem Bremsarm 14 zusätzliche Umlenkelemente in Form von Ösen oder Stangen angeordnet werden, die eine Zick-Zack-Führung für den Schussfaden 10 bewirken. Damit ändert sich nichts daran, dass nur die Fadenzugkraft in Fadenlaufrichtung nachdem beweglichen Umlenkelement 12 ein Drehmoment auf den Schwenkarm 14 ausübt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 23 kann eingesetzt werden zum Erzeugen, Begrenzen, Steuern oder Regeln oder Einstellen einer gewünschten Fadezugkraft insbesondere bei Webmaschinen für Schussfäden. Das Einstellen kann dabei gegebenenfalls auch manuell erfolgen. Die Fadenzugkraft wird vorzugsweise kontinuierlich erfasst. In bestimmten Anwendungsfällen, beispielsweise beim Eintragen von Schussfäden bei Webmaschinen, kann ein Erfassen zu bestimmten Zeiten oder in bestimmten Positionen genügen. Die ermittelte Fadenzugkraft oder Fadenspannung kann auch angewandt werden, um Teilfunktionen einer Webmaschine oder dergleichen auszulösen oder zu starten oder zu beenden. Ebenso kann sie zur Anzeige gebracht werden.
Der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung 23 ist nicht auf Luftdüsenwebmaschinen beschränkt. Sie kann auch in Verbindung mit anderen Webmaschinen als Fadenbremse eingesetzt werden, zum Beispiel mit Greiferbandwebmaschinen oder Greiferschützwebmaschinen oder dergleichen. Sie kann auch bei anderen Maschinen, insbesondere anderen Textilmaschinen eingesetzt werden, z.B. bei Spinnmaschinen, Spulmaschinen, Strickmaschinen, Wirkmaschinen, Stickmaschinen, Nähmaschinen, Baummaschinen, d.h. Maschinen zum Bearbeiten von Fäden oder ähnlich geführten Gegenständen.

Claims

Vorrichtung zum Erfassen und/oder Einstellen einer Zugkraft in einem Faden (10),
die Umlenkelemente (11, 12, 13) für den Faden (10) aufweist, von welchen eines mittels eines Schwenkarms (14) gehalten ist, dem eine Einrichtung zum Erfassen und/oder Einstellen seiner Position und/oder seiner Bewegung und/oder seines ausgeübten Drehmomentes und/oder seiner ausgeübten Haltekraft zugeordnet ist und dessen Schwenkachse (15) wenigstens annähernd mit der Umlenkstelle eines benachbarten Umlenkelements (11) zusammenfällt,
dadurch gekennzeichnet,dass
der Schwenkarm (14) mit einer elektromotorischen Antriebseinheit (16) verbunden ist, an die die Einrichtung zum Erfassen der momentanen Bewegung und/oder der augenblicklichen Position und/oder des momentan ausgeübten Drehmoments und/oder der momentan ausgeübten Haltekraft angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (15) des Schwenkarmes (14) wenigstens annähernd mit der Umlenkstelle des Umlenkelementes (11) zusammenfällt, das in Fadenlaufrichtung vor dem beweglich gehaltenen Umlenkelement (12) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dem beweglich gehaltenen Umlenkelement (12) in Fadenlaufrichtung nachfolgende Umlenkelement (13) in .einem Abstand angeordnet ist, der größer als der Abstand zwischen dem beweglich gehaltenen Umlenkelement (12) und dem in Fadenlaufrichtung vorausgehenden Umlenkelement (11) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie innerhalb eines Eintragssystems für Schussfäden (19) einer Webmaschine angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Fadenbremse für ein Schusseintragssystem einer Webmaschine gestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, das sie als Einrichtung zum Zurückziehen des Schussfadens (19) einer Blasdüse (24) einer Luftdüsenwebmaschine gestaltet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie einem Ballonbegrenzer (33) einer Webmaschine zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als dem beweglich gehaltenen Umlenkelement (12) der Vorrichtung (23) nachfolgendes Umlenkelement (13) der Einlauf in eine Hauptblasdüse (24) einer Luftdüsenwebmaschine dient.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der Umlenkelemente (11, 12, 13) als Führungsösen (36, 37, 38) ausgebildet sind.