EP3472378B1 - Nadelbandwebmaschine und entsprechendes webverfahren - Google Patents
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- EP3472378B1 EP3472378B1 EP17732822.6A EP17732822A EP3472378B1 EP 3472378 B1 EP3472378 B1 EP 3472378B1 EP 17732822 A EP17732822 A EP 17732822A EP 3472378 B1 EP3472378 B1 EP 3472378B1
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Definitions
- the invention relates to a needle ribbon loom according to the preamble of claim 1.
- the invention also relates to corresponding weaving methods.
- Needle ribbon looms are used to weave ribbons, mostly with widths of up to approx. 40 cm, and insert the weft thread into the open shed using a weft needle.
- a weaving machine in which, as usual, the drive of the weft insertion needle is connected to the main shaft of the weaving machine by means of mechanical coupling, is from the CH 633 331 A known.
- Weft insertion needles of a ribbon loom usually make a sickle-shaped movement, which - as in the CH 633 331 A - comes from the back and forth pivoting movement derived from the main shaft of the loom.
- a loom with a drive for the weft insertion needle derived from the main shaft of the loom comes to certain limits.
- One such application is the manufacture of tape with varying bandwidth. In the transition from a higher width to a smaller width and vice versa, such a loom leads to unsightly weaving points, which are perceived as faulty by the skilled person, when the weft needle always covers the same weft insertion path regardless of the width of the woven tape.
- the object of the invention is to design the weft insertion in a needle loom in such a way that the path of the weft insertion needle and the start time of the weft insertion can be varied as freely as possible without the need for complicated transmission arrangements between the main shaft and the drive of the weft insertion needle.
- the measures of the invention initially result in an unexpectedly high flexibility. Because the control device for controlling the drive motors for the weft insertion needle is designed in such a way that the control of a predetermined insertion end position and a return end position of the weft insertion needle can be selected practically freely for each weft insertion, an optimal insertion path of the weft needle can be programmed with varying band widths, for example when changing to a different width of the woven tape, the weft thread tension can be kept even. The problem with different weft threads to be selectively picked up by the weft needle is solved in the same or a similar way by the measures of the invention.
- weft thread loop refers to that section of the weft thread which is worked into the warp threads from the insertion side to the knitting device and back.
- the electromechanical actuator of the needle ribbon loom according to the present invention can advantageously be designed as a rotary drive, preferably as a servomotor or as a stepper motor, the weft insertion needle then being connected to the axis of the rotary actuator via a tape or belt drive or a crank drive.
- the rotary actuator can either execute the movement of an oscillation in the form of a movement back and forth around a certain angle and thus be connected to the weft thread insertion needle directly or, for example, via a belt or belt drive (for example as a step-up or step-down gear) or a complete circular movement execute and then execute the movement of the weft thread insertion needle, for example via a crank drive.
- the electromechanical actuator is designed as a linear drive - likewise preferably as a servo or stepper motor.
- a straight that is, geometrically short weft insertion needle path, preferably oriented perpendicular to the warp threads, is possible.
- the weft thread insertion needle is firmly connected to the stroke axis of the linear motor, alternatively via a belt or belt drive or by means of a push rod, rack, pinion or lever drive.
- the drive is connected to a plurality of synchronized ribbon weaving devices, preferably arranged next to one another, each with a weft thread insertion needle.
- the needle ribbon loom has means for producing a ribbon of variable width, such means in particular being able to have Y-shaped reeds that are preferably adjustable in height.
- the needle ribbon loom has means for taking up and depositing weft threads of various types, with advantageous means for example in the WO2012 / 163571 A2 are described. Further details of the invention emerge from the dependent claims.
- the aforementioned as well as the elements claimed and described in the following exemplary embodiments and to be used according to the invention are not subject to any special exceptional conditions in terms of their size, shape, material use and technical conception, so that the selection criteria known in the respective area of application can be used without restriction.
- FIG. 1 and 2 a first embodiment of the present invention is shown by means of the essential elements.
- the "open compartment” position ( Figure 1 ) is a weft insertion needle 10 by means of a directly connected to the weft insertion needle 10
- Rotary actuator 30 introduced into the open shed 8 with warp threads 4, while in the “leaf stop” position ( Figure 2 ) the weft insertion needle 10 is removed from the woven material 9 by means of the rotary actuator 30, the reed 20 is struck up on the woven material 9 that has already been woven and the shed 8 is closed.
- the rotary actuator will perform an oscillating movement in the present case.
- weft thread forms a weft thread triangle between the weft thread guide eyelet 14a, the last weft thread loop 10b and the thread receptacle 10a on the weft insertion needle 10 in the two positions shown.
- the thread receptacle 10a is also an eyelet. This triangle, which degenerates into a line in a certain position of the weft thread insertion needle 10 in the shed 8, will be the subject of further discussion of the present invention and its implementation. But first of all, certain variations on the Figures 1 and 2 embodiment shown. In the Figures 3 and 4 the direct drive has been replaced by a toothed belt of a belt drive 34.
- FIG. 7 is a weft insertion device according to a further developed embodiment of the invention with a belt drive 34 with toothed belt with several, juxtaposed weaving devices each with a weft insertion needle 10 connected rotary actuator 30, in the "reed stop" position.
- the rotary actuator 30 can - as in the Figures 8 to 10 - be replaced by a linear actuator 30a.
- Figure 8 shows such a weft insertion device with a linear actuator 30a connected directly to the weft insertion needle, in the "open shed” position, Figure 9 in the "blade stop” position.
- Figure 10 shows a weft insertion device with a linear actuator 30a connected to a plurality of weft insertion needles 10 by means of a push rod 38, in the “blade stop” position.
- Figure 11 an embodiment is shown in which the actuator 30a and the weft thread insertion needle 10 together with the two return springs 52 and 54 of a return spring arrangement 50 form a spring / mass system.
- the system is coordinated in such a way that the frequency of the main shaft rotation during production corresponds to the natural frequency of the weft insertion system.
- the linear actuator 30a then only has to overcome the frictional forces and correct small frequency deviations. In this way a very low-energy operation of the weft insertion system is possible.
- the linear actuator must apply higher forces to synchronize the movements, since it must counteract or support the natural frequency.
- the weft thread 14 is fed to the weft thread guide eye by means of the weft thread transport means 18 via the eyelet 18a and the weft thread tension spring 18b.
- the weft thread geometry is shown when the weft thread insertion needle 10 is moved out of the shed.
- the minimum weft thread tension occurs when the weft needle eye (at location B) crosses path A (location of the weft thread guide eye 14a) - D (location of the forfeiture of the weft thread 14 on the right tape edge) at point B ', i.e. when the triangle degenerates one line.
- the maximum weft thread tension occurs when the weft thread insertion needle 10 reaches the left turning point or the sheet strikes.
- the amount of this maximum voltage results from the difference between the distances ABCD and the distance AD.
- Figure 12b the situation of the weft thread geometry during the movement of the weft needle into the shed is shown.
- the minimum weft thread tension occurs when the weft needle eye crosses the path AE (E as the location of the left tape edge).
- the maximum weft thread tension occurs when the weft needle reaches the right turning point.
- the difference between the distances AB-E and the distance AE gives the measure of this maximum voltage.
- the delayed shed entry angle of the weft thread insertion needle 10 is illustrated by the Figures 14 a and 14b. If the weft insertion needle 10 at point ⁇ 2 / ⁇ 2 enters the shed 8 later than at the normal entry ⁇ 1 / ⁇ 1 , this is already more open. This is an advantage with warp threads that tend to staple. The further the shed opens, the higher the warp thread tension and the sooner the clamps between the upper and lower shed threads are released. In addition, if the entry of the weft thread insertion needle 10 into the shed 8 is delayed, more time is available. Ultimately, the security against puncturing - i.e.
- the advantage of an embroidery weaving machine is even clearer - for example with a spike for inserting additional threads.
- the embroidery needle In such an embroidery loom, the embroidery needle must be submerged in the lower shed before the weft needle enters the shed. Since the immersion movement of the embroidery needle is very time-critical (high accelerations), a delayed entry of the weft needle allows higher speeds.
- the weft thread change is based on the Figures 15a to 15n explained.
- the Figures 15a, 15c, 15e, 15g, 15i and 15k the weft thread situations from above and in the Figures 15b, 15d, 15f, 15h , and 15y each shown from the side, while in the Figures 15l-n the corresponding thread tensions are shown over the phase angle of the loom.
- the Figures 15a to g show a weft thread change from the weft thread from the thread guide (eyelet) A1 to a weft thread from the thread guide A2.
- the thread guide A1 is in the high position and remains in this position as long as the weft thread 14 is to be inserted.
- the weft thread 14 remains in the weft needle fork 19 when it crosses the path A1-D, since it is drawn into the fork as long as thread guide A1 remains in the high position.
- the thread guides A3 and A4 change from high to low position or from low to high position.
- Thread guide A2 remains in the low position because it is to insert weft thread no. 2 into the weft needle fork in the next cycle.
- the thread guide A1 goes from up to down position when the weft needle starts its backward movement. As soon as the weft needle fork crosses the path A1-D, weft thread 14 therefore falls from the fork into the lower shed. Yarn guide A2 simultaneously goes from the low to the high position.
- weft thread 15 is not yet inserted into the weft needle fork, but grinds on the back of the weft needle moving out of the compartment.
- Figures 15i and j it is shown that - as soon as the weft needle fork crosses the line A2-C, weft thread 15 jumps into the weft needle fork 19 and is entered into the shed in the next cycle.
- the tension situation is based on Figure 15 k (Change from thread 14 to thread 17) now explained.
- FIGs 16a to e The further application example for the present invention is shown in Figures 16a to e explained.
- the weave is shown with a "wide" band, while in Figure 16b weaving a narrowed ribbon is shown.
- the band is only reduced on one - here the left - side.
- Figure 16c is the initial situation ( Figure 16a ) of the wide band with respect to the thread tension.
- the weft needle pivot angle is ⁇ 'and the weft thread tension is in the acceptable (healthy) range. Without the measures of the invention, the situation would be according to the transition to the narrower band Figure 16d enter.
- the tape is narrow, if the weft needle pivot angle ⁇ 'remains, the weft thread tension at the reed stop is significantly smaller.
- the situation according to Figure 16e can be achieved.
- the tape is narrow, the weft needle pivot angle is increased to ⁇ ". This means that the weft thread tension at the reed stop is again the same as with the wide tape.
- a stepper motor in the actuator 30 or 30a could ensure continuously safe operation, but with a servomotor it seems sensible to ensure that the control and thus the movement of the weft insertion needle remain in the desired phase.
- This is with a scheme - as in Figure 17 is shown - guaranteed, whereby this control can also be quite useful with a stepper motor so that the step does not get out of step.
- This requires a measurement of the angle of rotation by means of a sensor (angle of rotation measuring device 110), the measured value of which can then be used for the feedback in the control loop 100.
- a corresponding control device 32 is provided for this purpose.
- the desired movement profile - for example, picked up from the main shaft - of the weft thread insertion needle is compared with the actual movement profile and readjusted.
- a simple - in this case digital - first-order controller can be used.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Nadelbandwebmaschine, gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung entsprechende Webverfahren.
- Nadelbandwebmaschinen dienen zum Weben von Bändern, zumeist mit Breiten von bis zu ca. 40 cm, und bringen den Schussfaden mittels einer Schussnadel in das offene Webfach ein. Eine solche Webmaschine, bei der wie üblich der Antrieb der Schusseintragsnadel mittels mechanischer Verkoppelung mit der Hauptwelle der Webmaschine verbunden ist, ist aus der
CH 633 331 A WO 2004/092 467 A bereits vorgeschlagen wurde, die Fachbildung mit einer "harten", also streng synchronisierten und einer "weichen", ein gewisses Voraus- oder Nacheilen der Fachbildung zulassenden Synchronisierungseinrichtung - je nach Betriebszustand der Webmaschine - zu versehen. Der Schusseintrag wird aber auch bei solchen Webmaschinen immer "hart" synchronisiert vorgesehen, da die Schussnadel ja in ihrer gesamten Eintragszeit immer ein offenes Fach vorfinden muss. Schusseintragsnadeln einer Bandwebmaschine machen dabei üblicherweise eine sichelförmige Bewegung, die - wie in derCH 633 331 A EP 2395140 A1 oder derWO 2007/071077 A1 oder eines Effektfadens wie bei derEP 3141642 A1 andererseits aber auch ganz allgemein, wenn die Kettfäden bei einem Fachwechsel sich nicht schnell genug trennen lassen und so der Schusseintrag beim Fachwechsel nicht exakt vorgenommen werden kann. Letztgenanntes Problem kann zwar mit einem erhöhten Fachhub oder mit einer erheblich abgesenkten Webgeschwindigkeit grundsätzlich auch gelöst werden; diese Lösung ist aber aus verschiedenen Gründen teilweise unerwünscht. Eine gattungsgemässe Nadelbandwebmaschine ist überdies in derEP 1526199 A1 beschrieben. - Aufgabe der Erfindung ist es, den Schusseintrag bei einer Nadelbandwebmaschine derart auszugestalten, dass der Weg der Schusseintragsnadel wie auch der Startzeitpunkt des Schusseintrags möglichst frei variiert werden kann, ohne dass komplizierte Übertragungsanordnungen zwischen der Hauptwelle und dem Antrieb der Schusseintragsnadel erforderlich wären.
- Diese Aufgabe wird durch eine Nadelbandwebmaschine nach Anspruch 1 gelöst. Dabei haben die Massnahmen der Erfindung zunächst einmal eine unerwartet hohe Flexibilität zur Folge. Dadurch, dass die Steuerungseinrichtung zum Ansteuern der Antriebsmotoren für die Schusseintragsnadel so ausgebildet ist, dass das Ansteuern einer vorgegeben Eintragsendposition und einer Rückführendposition der Schusseintragsnadel für jeden Schusseintrag praktisch frei angewählt werden kann, ist bei variierenden Bandbreiten jeweils ein optimaler Eintragsweg der Schussnadel programmierbar, wobei beispielsweise beim Übergang zu einer anderen Breite des gewebten Bandes die Schussfadenspannung gleichmässig gehalten werden kann. Die Problematik bei verschiedenen, von der Schussnadel selektiv aufzunehmenden Schussfäden wird durch die Massnahmen der Erfindung in gleicher oder ähnlicher Weise gelöst. Es liegt auf der Hand, dass mit einem - durch die Steuerungseinrichtung programmierbaren - Schusseintragsaktuator, sei es als Drehantrieb oder als Linearantrieb, auch der Startzeitpunkt und auch die Eintragsgeschwindigkeit und nicht nur der Weg der Schusseintragsnadel vorbestimmt werden kann. Insbesondere bei Zusatzfäden, die mittels Stechern oder ähnlichem ein das Webgut eingetragen werden, kann hier auf die kritischen Randbedingungen Rücksicht genommen werden. Im vorliegenden Zusammenhang wird als "Schussfadenschlaufe" derjenige Abschnitt des Schussfadens bezeichnet, der von der Eintragseite bis zur Wirkvorrichtung und zurück in die Kettfäden eingearbeitet wird.
- Der elektromechanische Aktuator der Nadelbandwebmaschine gemäss der vorliegenden Erfindung kann vorteilhafterweise als Drehantrieb ausgebildet sein, vorzugsweise als Servomotor oder als Schrittmotor, wobei dann die Schusseintragsnadel fest, über einen Band- oder Riemenantrieb oder über einen Kurbelantrieb mit der Achse des Drehaktuators verbunden ist. Dabei kann der Drehaktuator entweder die Bewegung einer Schwingung in Form einer Bewegung hin und her um einen bestimmten Winkel auszuführen und so direkt oder beispielsweise über einen Band- oder Riemenantrieb (beispielsweise als Über- oder Untersetzungsgetriebe) mit der Schussfadeneintragsnadel verbunden sein oder aber eine vollständige Kreisbewegung ausführen und dann beispielsweise über einen Kurbelantrieb die Bewegung der Schussfadeneintragsnadel ausführen. Besonders vorteilhaft ist - jedenfalls für bestimmte Anwendungen - wenn der elektromechanische Aktuator als Linearantrieb - ebenfalls vorzugsweise als Servo- oder Schrittmotor - ausgebildet ist. In diesem Fall ist nämlich an Stelle der bei Schusseintragsnadeln übliche Sichelweg ein gerader, also geometrisch kurzer - vorzugsweise senkrecht zu den Kettfäden ausgerichteter -Schusseintragsnadelweg möglich. In diesem Fall kann - als starre, aber einfachste Lösung - vorgesehen sein, dass die Schussfadeneintragsnadel fest mit der Hubachse des Linearmotors verbunden ist, alternativ über einen Band- oder Riemenantrieb oder mittels Schubstange, Zahnstange, Ritzel oder einen Hebeltrieb. Letztere Ausgestaltungen sind insbesondere dann besonders vorteilhaft, wenn der Antrieb mit mehreren, vorzugsweise nebeneinander angeordneten, synchronisierten Bandwebeinrichtungen mit jeweils einer Schussfadeneintragsnadel verbunden ist. Zur Entlastung des Aktuators kann es vorteilhaft sein, wenn der Aktuator die Schussfadeneintragsnadel zusammen mit den beiden Rückstellfedern einer Rückstellfederanordnung ein Feder-/Massesystem bilden. Gemäss Anspruch 9 kann es vorteilhaft sein, wenn die Nadelbandwebmaschine Mittel zum Herstellen eines Bandes variabler Breite aufweist, wobei solche Mittel insbesondere Y-förmige, vorzugsweise in ihrer Höhe verstellbare Webblätter aufweisen können. Gemäss Anspruch 10 kann es vorteilhaft sein, wenn die Nadelbandwebmaschine Mittel zum Aufnehmen und Ablegen von Schussfäden verschiedener Art aufweist, wobei vorteilhafte Mittel beispielsweise in der
WO2012/163571 A2 beschrieben sind. Weitere Einzelheiten zu der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen. Die vorbenannten sowie die beanspruchten und in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen, erfindungsgemäss zu verwendenden Elemente unterliegen in ihrer Grösse, Formgestaltung, Materialverwendung und ihrer technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können. - Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der dazu gehörenden Zeichnungen, in denen - beispielhaft - erfindungsgemässe Nadelbandwebmaschinen bzw. deren Schussfadeneintragseinrichtungen erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt:
- Figur 1
- eine Schussfadeneintragseinrichtung gemäss einer ersten Ausführung der Erfindung mit einem direkt mit der Schusseintragsnadel verbundenen Drehaktuator, in der Stellung "Offenfach";
- Figur 2
- eine Schussfadeneintragseinrichtung gemäss der Ausführung in
Figur 1 , in der Stellung "Blattanschlag"; - Figur 3
- eine Schussfadeneintragseinrichtung gemäss einer zweiten Ausführung der Erfindung mit einem mittels eines Zahnriemens mit der Schusseintragsnadel verbundenen Drehaktuator, in der Stellung "Offenfach";
- Figur 4
- eine Schussfadeneintragseinrichtung gemäss der Ausführung in
Figur 3 , in der Stellung "Blattanschlag"; - Figur 5
- eine Schussfadeneintragseinrichtung gemäss einer dritten Ausführung der Erfindung mit einem mittels eines Kurbeltriebs mit der Schusseintragsnadel verbundenen Drehaktuator, in der Stellung "Blattanschlag";
- Figur 6
- eine Schussfadeneintragseinrichtung gemäss der Ausführung in
Figur 5 , in der Stellung "Offenfach"; - Figur 7
- eine Schussfadeneintragseinrichtung gemäss einer weiteren Ausführung der Erfindung mit einem mittels Zahnriemen mit mehreren Schusseintragsnadeln verbundenen Drehaktuator, in der Stellung "Blattanschlag";
- Figur 8
- eine Schussfadeneintragseinrichtung gemäss einer alternativen Ausführung der Erfindung mit einem direkt mit der Schusseintragsnadel verbundenen Linearaktuator, in der Stellung "Offenfach";
- Figur 9
- eine Schussfadeneintragseinrichtung gemäss der Ausführung in
Figur 9 , in der Stellung "Blattanschlag"; - Figur 10
- eine Schussfadeneintragseinrichtung gemäss einer weiteren Ausführung der Erfindung mit einem mittels einer Schubstange mit mehreren Schusseintragsnadeln verbundenen Linearaktuator, in der Stellung "Blattanschlag";
- Figur 11
- eine Schussfadeneintragseinrichtung gemäss einer weiteren Ausführung der Erfindung, bei der der der Aktuator und die Schussfadeneintragsnadel zusammen mit einer Rückstellfederanordnung ein Feder-/Massesystem bilden;
- Figur 12a
- die Spannungssituation des Schussfadens (Schussfadendreieck) nach
Figur 1 am linken Umkehrpunkt; - Figur 12b
- die Spannungssituation des Schussfadens (Schussfadendreieck) nach
Figur 8 am rechten Umkehrpunkt; - Figur 13a
- die Schussfadenzuführungssituation an verschiedenen Orten,
- Figur 13b
- das Diagramm der Schussnadelstellung (β) über der Phase (α) des Webvorgangs (Hauptwelle),
- Figur 13c
- das Diagramm des Schussfadenverbrauchs über der Phase (α) des Webvorgangs (Hauptwelle), und
- Figur 13d
- das Diagramm der Schussfadenspannung (Fs) über der Phase (α) des Webvorgangs (Hauptwelle);
- Figur 14a
- das Diagramm der Schussnadelposition (x) - bezogen auf den rechten Endpunkt - über der Phase (α) des Webvorgangs (Hauptwelle) bei einem verzögertem Facheintritt der Schusseintragsnadel und
- Figur 14b
- das Diagramm der Fachöffnung (ξ) über der Phase (α) des Webvorgangs mit dem "normalen" Facheintrittsphasenwinkel (α1) und dem verzögertem Facheintrittsphasenwinkel (α2) der Schussnadel nach
Figur 14a ; - Figur 15a-n
- eine Schussfadeneintragseinrichtung mit einer Vorrichtung zum Schussfadenwechsel in verschiedenen Ablaufzuständen,
- Figur 16a-e
- eine Schussfadeneintragseinrichtung, die zum Breit-/Schmalweben von Bändern eingerichtet ist; und
- Figur 17
- der Regelkreis einer Schussfadeneintragseinrichtung mit geregeltem Aktuator.
- In den
Figuren 1 und 2 ist eine erste Ausführung der vorliegenden Erfindung mittels der wesentlichen Elemente dargestellt. Bei der Stellung "Offenfach" (Figur 1 ) ist eine Schussfadeneintragsnadel 10 mittels eines direkt mit der Schussfadeneintragsnadel 10 verbundenen Drehaktuator 30 in das offene Webfach 8 mit Kettfäden 4 eingeführt, während bei der Stellung "Blattanschlag" (Figur 2 ) die Schussfadeneintragsnadel 10 mittels des Drehaktuators 30 vom Webgut 9 entfernt, das Webblatt 20 an das bereits gewebte Webgut 9 angeschlagen und das Webfach 8 geschlossen ist. Es versteht sich von selbst, dass der Drehaktuator im vorliegenden Fall eine oszillierende Bewegung ausführen wird. Im Vergleich dieser beiden Figuren zeigt sich, dass der Schussfaden jeweils zwischen der Schussfadenführungsöse 14a, der letzten Schussfadenschlaufe 10b und der Fadenaufnahme 10a an der Schussfadeneintragsnadel 10 in den beiden dargestellten Positionen jeweils ein Schussfadendreieck bildet. Im hier dargestellten Fall eines einzelnen Schussfadens ist die Fadenaufnahme 10a ebenfalls eine Öse. Dieses Dreieck, welches jeweils in einer bestimmten Stellung der Schussfadeneintragsnadel 10 im Webfach 8 zu einer Linie entartet, wird Gegenstand der weiteren Erörterung der vorliegenden Erfindung und seiner Ausführung sein. Zunächst aber sollen bestimmte Variationen zu der in denFiguren 1 und 2 dargestellten Ausführung beschrieben werden. In denFiguren 3 und 4 ist der Direktantrieb durch einen Zahnriemen eines Band- oder Riemenantriebs 34 ersetzt worden. Dies kann sowohl Gründe haben, die in einem bestimmten, vorteilhaften Über- oder Untersetzungsverhältnisses, also bei der Auslegung des Drehaktuators 30 oder aber in den vorliegenden Platzverhältnissen liegen. Wieder wird der Drehaktuator 30 eine oszillierende Bewegung ausführen. In denFiguren 5 und 6 ist der Direktantrieb durch einen Kurbelantrieb 36 ersetzt worden. In diesem Fall kann der Drehaktuator 30 so eingerichtet und betrieben werden, dass er nicht eine oszillierende Bewegung, sondern eine Kreisbewegung ausführen kann. InFigur 7 ist eine Schussfadeneintragseinrichtung gemäss einer weiterentwickelten Ausführung der Erfindung mit mittels eines Riemenantriebs 34 mit Zahnriemen mit mehreren, nebeneinander angeordneten Webvorrichtungen mit jeweils einer Schussfadeneintragsnadel 10 verbundenen Drehaktuator 30, in der Stellung "Blattanschlag", dargestellt. Der Drehaktuator 30 kann aber - wie in denFiguren 8 bis 10 dargestellt - durch einen Linearaktuator 30a ersetzt werden.Figur 8 zeigt eine solche Schussfadeneintragseinrichtung mit einem direkt mit der Schusseintragsnadel verbundenen Linearaktuator 30a, in der Stellung "Offenfach",Figur 9 in der Stellung "Blattanschlag".Figur 10 zeigt eine Schussfadeneintragseinrichtung mit einem mittels einer Schubstange 38 mit mehreren Schusseintragsnadeln 10 verbundenen Linearaktuator 30a, in der Stellung "Blattanschlag". InFigur 11 ist eine Ausführung dargestellt, bei der Aktuator 30a und die Schussfadeneintragsnadel 10 zusammen mit den beiden Rückstellfedern 52 und 54 einer Rückstellfederanordnung 50 ein Feder-/Massesystem bilden. Wird dieses um einen Weg A aus der Gleichgewichtslage ausgelenkt und dann losgelassen, schwingt es in seiner Eigenfrequenz ω0. Die Bewegungsform entspricht einer reinen Sinuskurve: - In den
Figuren 12a und 12b soll nun das oben genannte Schussfadendreieck erläutert werden. Der Schussfaden 14 wird mittels des Schussfadentransportmittels 18 via der Öse 18a und der Schussfadenspannungsfeder 18b der Schussfadenführungsöse zugeführt. InFigur 12a ist die Schussfadengeometrie bei der Bewegung der Schussfadeneintragsnadel 10 aus dem Fach heraus dargestellt. Die minimale Schussfadenspannung tritt auf, wenn die Schussnadelöse (am Ort B) die Strecke A (Ort der Schussfadenführungsöse 14a) - D (Ort der Verwirkung des Schussfadens 14 an der rechten Bandkante) im Punkt B' kreuzt, also bei der Entartung des Dreiecks zu einer Linie. Die maximale Schussfadenspannung tritt dagegen auf, wenn die Schussfadeneintragsnadel 10 den linken Umkehrpunkt erreicht bzw. das Blatt anschlägt. Aus der Differenz der Strecken A-B-C-D zur Strecke A-D ergibt sich das Mass dieser Maximalspannung. InFigur 12b ist dagegen die Situation der Schussfadengeometrie bei der Bewegung der Schussnadel in das Fach herein dargestellt. Die minimale Schussfadenspannung tritt auf, wenn die Schussnadelöse die Strecke A-E (E als Ort der linken Bandkante) kreuzt. Die maximale Schussfadenspannung tritt auf, wenn die Schussnadel den rechten Umkehrpunkt erreicht. Die Differenz der Strecken AB-E zur Strecke A-E gibt hier das Mass dieser Maximalspannung. Die Situation der Schussfadenzuführung an verschiedenen Orten, nämlich It hinter dem Schussfadentransportmittel 18, Is an der Schussfadenspannungsfeder 18b und Iv nach der Schussfadenführungsöse 14a ist geometrisch inFigur 13a und als Diagramm über dem Phasenwinkel des Webvorganges (Hauptwelle) inFigur 13c dargestellt. Die entsprechende Schussnadelstellung β ergibt sich aus dem Diagramm derFigur 13b und die Spannung Fs aus dem Diagramm derFigur 13d . - Diese Situation ist nun den Verbesserungen durch die vorliegende Erfindung zugänglich, was an verschiedenen Anwendungen gezeigt werden soll.
- Als erstes Anwendungsbeispiel wird der verzögerte Facheintrittswinkel der Schussfadeneintragsnadel 10 an Hand von den
Figuren 14 a und 14b erläutert. Wenn die Schussfadeneintragsnadel 10 am Punkt α2/ξ2 später in das Webfach 8 eintritt als beim normalen Eintritt α1/ξ1, ist dieses bereits weiter geöffnet. Dies ist von Vorteil bei Kettfäden, die zum Klammern neigen. Je weiter sich das Fach öffnet, umso höher wird die Kettfadenspannung und umso eher werden die Klammerungen zwischen Ober- und Unterfachfäden gelöst. Zudem steht dafür bei verzögertem Eintritt der Schussfadeneintragsnadel 10 in das Webfach 8 auch mehr Zeit zur Verfügung. Im Endeffekt erhöht sich die Sicherheit gegen Unterstechen - also ein Eintrag bei einem noch falsch liegenden Kettfaden, was zu einer Fehlwebstelle führt - deutlich. Noch deutlicher ist der Vorteil bei einer Stickwebmaschine - beispielsweise mit einem Stecher für den Eintrag von Zusatzfäden. Bei einer solchen Stickwebmaschine muss die Sticknadel ins Unterfach abgetaucht sein, bevor die Schussnadel in das Fach eintritt. Da die Eintauchbewegung der Sticknadel sehr zeitkritisch ist (hohe Beschleunigungen), erlaubt ein verzögertes Eintreten der Schussnadel höhere Drehzahlen. - Als weiteres Anwendungsbeispiel wird der Schussfadenwechsel an Hand der
Figuren 15a bis 15n erläutert. Dabei sind in denFiguren 15a, 15c, 15e, 15g, 15 i und 15k die Schussfadensituationen jeweils von oben und in denFiguren 15b, 15d, 15f, 15h , und15j jeweils von der Seite dargestellt, während in denFiguren 15l-n die entsprechenden Fadenspannungen über dem Phasenwinkel der Webmaschine gezeigt sind. DieFiguren 15a bis g zeigen einen Schussfadenwechsel vom Schussfaden aus der Fadenführer (Öse) A1 zu einem Schussfaden aus dem Fadenführer A2. In denFiguren 15a und b ist der Fadenführer A1 in Hochposition und bleibt in dieser Position, solange der Schussfaden 14 eingetragen werden soll. In denFiguren 15c und d verbleibt der Schussfaden 14 in der Schussnadelgabel 19, wenn diese die Strecke A1-D durchkreuzt, da er in die Gabel hereingezogen wird, solange Fadenführer A1 in Hochposition bleibt. In denFiguren 15e und f ist dargestellt, dass - sobald die sich aus dem Webfach 8 heraus bewegende Schussnadelgabel 19 die Strecke A2-C durchkreuzt hat - die Fadenführer A3 und A4 von Hoch- in Tiefposition bzw. von Tief- in Hochposition wechseln. Die entsprechenden Schussfäden 15 und 17 werden dadurch nicht in die Schussnadel eingelegt, sondern wie «normale» Kettfäden in die linke Bandkante eingebunden. Fadenführer A2 verbleibt in Tiefposition, da er den Schussfaden Nr. 2 beim nächsten Zyklus in die Schussnadelgabel einlegen soll. In denFiguren 15g und h ist dargestellt, dass der Fadenführer A1 von Hoch- in Tiefposition geht, wenn sich die Schussnadel ihre Rückwärtsbewegung startet. Sobald die Schussnadelgabel die Strecke A1-D durchkreuzt, fällt Schussfaden 14 daher aus der Gabel ins Unterfach. Fadenführer A2 geht gleichzeitig von der Tief- in die Hochposition. Schussfaden 15 wird aber noch nicht in die Schussnadelgabel eingelegt, sondern schleift am Rücken der sich aus dem Fach herausbewegenden Schussnadel. In denFiguren 15i und j ist dargestellt, dass - sobald die Schussnadelgabel die Strecke A2-C durchkreuzt, Schussfaden 15 in die Schussnadelgabel 19 springt und beim nächsten Zyklus in das Fach eingetragen wird. Die Spannungssituation wird an Hand vonFigur 15 k (Wechsel von Faden 14 zu Faden 17) nunmehr erläutert. Dabei ist es entscheidend, dass einerseits die minimale Spannung nicht unter einen bestimmten Wert sinken darf (im Beispiel nicht unter 0,2 N), weil sonst eine Webfehlstelle die Folge wäre und andererseits nicht über einen bestimmten Wert steigen darf, da sonst die Fadenspannung einfach zu gross (nicht über 0,5 N) und ein Abriss die Folge wäre. InFigur 15l wird Schussfaden 14 aus Fadenführer A1 eingetragen , der Schussnadel-Schwenkwinkel ist β'; die Schussfadenspannung ist im akzeptablen (gesunden) Bereich. InFigur 15m ist eine Situation dargestellt, die durch die Erfindung vermieden werden kann und soll. Der Schussfaden 17 aus Fadenführer A4 wird eingetragen, der Schussnadel-Schwenkwinkel wäre ohne die Massnahmen der Erfindung β'. Die Schussfadenspannung ist zu stark schwankend, weiterhin ist Schussfadenspannung bei Blattanschlag höher als vorgesehen. Durch die Massnahmen der Erfindung gemässFigur 15n wird - wenn der Schussfaden 17 aus Fadenführer A4 wird eingetragen wird - der Schussnadel-Schwenkwinkel auf β" reduziert. Dadurch ist die Schussfadenspannung ist wieder im akzeptablen (gesunden) Bereich. - Das weitere Anwendungsbeispiel für die vorliegende Erfindung ist in den
Figuren 16a bis e erläutert. InFigur 16a ist die Webstelle bei einem "breiten" Band dargestellt, während inFigur 16b das Weben eines verschmälerten Bandes gezeigt ist. Dabei wird - hier nur zur vereinfachten Darstellung - das Band nur auf einer - hier der linken - Seite reduziert. Dies hat aber auf die grundsätzliche Problematik und die Lösung dieser Problematik mittels der vorliegenden Erfindung keinen Einfluss. InFigur 16c ist die Ausgangssituation (Figur 16a ) des breiten Bandes bezüglich der Fadenspannung gezeigt. Der Schussnadel-Schwenkwinkel ist β' und die Schussfadenspannung ist im akzeptablen (gesunden) Bereich. Ohne die Massnahmen der Erfindung würde beim Übergang zum schmaleren Band die Situation gemässFigur 16d eintreten. Das Band ist schmal, wenn der Schussnadel-Schwenkwinkel β' bleibt, ist die Schussfadenspannung beim Blattanschlag deutlich kleiner. Durch die Massnahmen der Erfindung kann nun die Situation gemässFigur 16e erreicht werden. Das Band ist schmal, der Schussnadel-Schwenkwinkel wird auf β" erhöht. Damit ist die Schussfadenspannung beim Blattanschlag wieder gleich hoch wie beim breiten Band. - Grundsätzlich könnte mit einem Schrittmotor im Aktuator 30 oder 30a ein durchgehend sicherer Betrieb gewährleistet werden, bei einem Servomotor erscheint es jedoch sinnvoll, dafür zu sorgen, dass die Steuerung und damit die Bewegung der Schussfadeneintragsnadel in der gewünschten Phase bleiben. Dies ist mit einer Regelung - wie sie in
Figur 17 dargestellt ist - gewährleistet, wobei diese Regelung auch bei einem Schrittmotor durchaus sinnvoll sein kann, damit der Schritt nicht ausser Takt gerät. Dazu ist eine Drehwinkelmessung mittels eines Sensors (Drehwinkelmessvorrichtung 110) erforderlich, dessen Messwert dann für die Rückkopplung im Regelkreis 100 eingesetzt werden kann. Wie aus derFigur 17 ersichtlich, ist hierfür eine entsprechende Steuerungsvorrichtung 32 vorgesehen. Im Ergebnis wird also das Sollbewegungsprofil - z.B. abgegriffen von der Hauptwelle - der Schussfadeneintragsnadel mit dem tatsächlichen Bewegungsprofil verglichen und nachgeregelt. Es kann ein einfacher - in diesem Fall digitaler - Regler erster Ordnung zum Einsatz kommen. - Die Möglichkeiten, die Nadelbandwebmaschine mittels Regelung zu optimieren, sind damit selbstverständlich noch nicht begrenzt. Möglich ist es beispielsweise, die Webgeschwindigkeit zu optimieren, indem beispielsweise die Verzögerung Δα (
Figuren 14a und 14b ) so gewählt wird, dass sich gerade kein Kettfaden beim Eintragsbeginn mehr in der falschen Position befindet. -
- 4
- Kettfäden
- 8
- Webfach
- 9
- Webgut
- 10
- Schussfadeneintragsnadel
- 10a
- Fadenaufnahme an der Schussfadeneintragsnadel
- 10b
- letzte Schussfadenschlaufe
- 11
- Achse der Schussfadeneintragsnadel
- 14
- Schussfaden bzw. 1. Schussfaden
- 14a
- Schussfadenführungsöse
- 15
- 2. Schussfaden
- 16
- 3. Schussfaden
- 17
- 4. Schussfaden
- 18
- Schussfadentransport
- 18a
- Schussfadenöse
- 18b
- Schussfadenspannungsfeder
- 19
- Schussnadelgabel
- 20
- Webblatt
- 30
- Drehaktuator
- 30a
- Linearaktuator
- 32
- Steuerungsvorrichtung
- 34
- Band- oder Riemenantrieb
- 36
- Kurbelantrieb
- 38
- Schubstange
- 40
- Band mit variabler Breite
- 50
- Rückstellfederanordnung
- 52
- Rückstellfeder
- 54
- Rückstellfeder
- 100
- Regelkreis
- 110
- Drehwinkelmessvorrichtung
- A1
- Schussfadenführer 1. Schussfaden
- A2
- Schussfadenführer 2. Schussfaden
- A3
- Schussfadenführer 3. Schussfaden
- A4
- Schussfadenführer 4. Schussfaden
Claims (12)
- Nadelbandwebmaschine, mit einer Webstelle (20), an der Kettfäden (4) mittels zumindest eines Schussfadens (14) miteinander verwebbar sind, einer Vorrichtung zur Zuführung der Kettfäden (4), einer Vorrichtung zur Zuführung des zumindest einen Schussfadens (14), weiter mit einer Fachbildevorrichtung zur Ausbildung eines Webfaches (8) aus den Kettfäden (4), ferner mit zumindest einer Schussfadeneintragnadel (10) zum Eintragen einer Schussfadenschlaufe in das Webfach (8), und mit einem Webblatt (20) zum Anschlagen der Schussfadenschlaufe , wobei ein elektromechanischer Aktuator (30, 30a) zum Antrieb der Schussfadeneintragsnadel (10) sowie eine Steuerungsvorrichtung (32) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Aktuator (30) so eingerichtet ist, dass die Endposition der Schussfadeneintragsnadel (10) beim Schusseintrag und die Position bei zurückgefahrener Schussfadeneintragsnadel (10) und/oder der Startzeitpunkt der Bewegung der Schusseintragsnadel (10) und/oder die Momentangeschwindigkeit der Bewegung der Schussfadeneintragsnadel (10) zumindest jeweils in einem bestimmten Bereich, mittels der genannten Steuerungsvorrichtung (32) vorgewählt werden kann. - Nadelbandwebmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Aktuator als Drehaktuator (30) ausgebildet ist, vorzugsweise als Servomotor oder als Schrittmotor.
- Nadelbandwebmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schussfadeneintragsnadel (10) fest mit der Achse des Drehaktuators (30) verbunden ist.
- Nadelbandwebmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schusseintragsnadel über einen Band-, Riemen- oder Kurbelantrieb (34, 36, 38) mit der Achse des Drehaktuators (30) verbunden ist.
- Nadelbandwebmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Aktuator als Linearaktuator (30a) ausgebildet ist.
- Nadelbandwebmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schussfadeneintragsnadel (10) fest mit der Hubachse des Linearaktuators (30a) verbunden ist.
- Nadelbandwebmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schussfadeneintragsnadel (10) über einen Band- oder Riemenantrieb (34, 36), eine Schubstange (38), ein Ritzel oder einen Hebeltrieb mit dem Linearaktuator (30a) verbunden ist.
- Nadelbandwebmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (30, 30a) und die Schussfadeneintragsnadel (10) zusammen mit einer Rückstellfederanordnung (50) ein Feder- /Massesystem ausbilden.
- Nadelbandwebmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Webmaschine mit Mitteln zum Herstellen eines Bandes mit variierender Breite (40) ausgestattet ist.
- Nadelbandwebmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Webmaschine so ausgebildet ist, dass die Schussfadeneintragsnadel (10) mit Mitteln zum Aufnehmen und Ablegen von Schussfäden (14, 15, 16, 17) verschiedener Art ausgestattet ist.
- Nadelbandwebmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Webmaschine so ausgebildet ist, dass Zusatzfäden, beispielsweise Effekt- oder Antennenfäden, mittels eines Stechers oder einem im Wesentlichen gleichwirkenden Mittel in das Webgut einbringbar sind und die Steuerungsvorrichtung (32) so ausgebildet ist, dass die Schussfadeneintragsnadel (10) und der Stecher oder das im Wesentlichen gleichwirkende Mittel ohne Störung durch die Schussfadeneintragsnadel (10) bleiben.
- Nadelbandwebmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (32) Teil eines Regelkreises (100) ist, wobei eine Drehwinkelmessvorrichtung (110) an der Achse (11) der Schussfadeneintragsnadel (10) vorgesehen ist, die mit einem Solldrehwinkel verglichen und zur Regelung des Aktuators (30, 30a) verwendet wird.
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